摘要：基于电厂本身的特殊性，其在生产中所使用的锅炉一般都是专门设计和定制的锅炉。即不同锅炉的型号、结构，会设计不同的燃烧器、制粉系统，使用不同的煤种，并且运行方式也各有不同。按照设计理论，锅炉运行中使用的煤种应该与设计煤种相同或相似，以保证锅炉运行效率。但事实上受煤炭资源供不应求的影响，很多地区的煤炭资源较为短缺，可选用的煤种十分有限，并不能在任何情况下都使用设计的煤种。为了解决这一问题，很多电厂都选择在保证锅炉运行正常稳定的情况下，采用混煤掺烧的技术来降低燃料成本，提高燃料的利用效率。本文分析了电厂锅炉变煤种掺烧问题的相关内容。
关键词：电厂锅炉；变煤种；掺烧；
近年来，国内电煤供应紧张，由于设计煤采购困难，越来越多的电厂在大量燃用非设计煤种。另一方面，为了降低燃料成本，电厂也经常掺烧一些低成本的劣质煤。由于煤源较杂，煤种多变，电厂缺乏必要的煤质分析手段，因而对煤质特性以及拟掺烧煤与锅炉设备的适应性认识不足，导致在煤质发生较大改变时锅炉在运行过程中出现许多问题。
一、掺烧原则及掺烧方式比较
1.掺烧原则。当掺烧低质煤的挥发分（Vdaf）大于50%时，将其按极易爆炸性煤对待，应采用炉前掺混方式掺烧该煤，且其掺烧比例应控制在40%以内。由于炉前掺混方式的经济性明显差于炉内掺烧方式，其他主燃煤及其他掺烧低质煤应采用炉内掺烧方式。由于炉前掺混方式的带负荷能力明显强于炉内掺烧方式，且低质煤掺配比例可动态调整，为了带负荷的需要和多掺烧低质煤应采用炉前掺混方式。
2.掺烧方式比较。一是炉前掺混方式：可以降低燃煤的爆炸性指数，提高制粉系统的安全裕度，掺烧的安全性较高；但所有磨煤机出口风温均控制较低，排烟温度较高，导致锅炉热效率下降，一次风量偏大一次风机电耗偏高，机组运行的经济性较差；及时调整低质煤掺配比例，机组可从容带高负荷。此方式适用于低质煤爆炸性强和机组负荷变化大但有规律时。由于该厂具有较好的掺混手段和管理办法，其炉前掺混相对比较均匀，并且摸清了机组负荷变化规律，预见性较强，故低质煤掺配比例可兼顾低质煤特性和机组负荷动态调整，有时低质煤对烟煤掺配比例可达1.5：1。二是炉内掺烧方式：即分仓掺烧方式，磨制低质煤与烟煤的制粉系统来煤都相对比较稳定，磨煤机参数特别是出入口风温也容易控制，可以通过降低排烟温度，提高锅炉热效率，降低制粉电耗，提高机组运行的经济性；但磨制低质煤的制粉系统易自燃、着火或爆炸，安全性差；又由于低质煤难磨和受磨煤机出入口风温限制，磨制低质煤的制粉系统磨煤量较低，加上发热量低，机组带负荷也较困难。此方式适用于低质煤爆炸性不强、发热量尚可或发热量低但机组负荷总体不高时，严格控制磨制低质煤的制粉系统的参数。
二、电厂锅炉变煤种掺烧问题
1.与混煤燃用相关的其他指标，包括混煤冲刷磨损指数Ke、飞灰比电阻、NOx和SO2排放质量浓度以及混煤的自燃、沾污、腐蚀等特性均表现出非线性特征，需通过试验室进行检测分析才能得出正确结果。
2.对于一般煤及高灰熔点煤（ts>1 400℃）的掺烧， 结渣特性判别可采用计算出的ts， 但对于灰中Fe、Na、Ca 等质量分数高的煤应采用中试试验台模拟燃烧进行研究，如神华煤在与大同、兖州煤在某些锅炉上掺烧时出现结渣加剧现象， 其原因是神华煤为高钙煤，CaO 除与本身煤灰中的Fe2O3形成共熔体外，在与高铁煤掺烧时富余的CaO 还与掺烧煤灰中的Fe2O3形成共熔体， 从而在一定配比下出现结渣加剧的现象。
3.混煤的挥发分通常低于按加权平均计算出的挥发分数据，利用挥发分进行着火温度、燃尽率计算和煤粉细度选择时存在一名义挥发分。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆由于易燃煤种抢风，使难燃煤种在较低氧分压下燃烧，燃烧条件恶化，燃尽更加困难，导致混煤燃尽性能急剧下降。
4.由于煤种配备比例的不同，混合出来的煤质不均，如果劣质煤过多，会影响混煤的整体质量；而优质煤过多，也会影响制粉系统的正常运行，严重的话还会发生意外事故。
三、混煤掺烧方式的选取
1.“分磨制粉，炉内掺烧”的应用分析。如果电厂的制粉系统是直吹式制粉系统，那么具体混煤方法就是将不同的煤种放入不同的磨煤机中进行相应的磨制，由于是分开磨制，所以可以根据煤种的可磨特性磨不同的时间，让磨制出来的煤粉整体上粗细均匀，进而经过各煤机一次风管将磨制好的煤粉直接送入锅炉燃烧，节省了入锅炉前的混掺所需的时间、场地及劳动力，同时克服了煤粉细度不均技术难题，保证燃煤的稳定性，有效提高煤粉的燃烧率。如果电厂的制粉系统是仓储式制粉系统，那么具体的混煤方式是：用不同的磨煤机将不同的煤种磨制好以后，放置各自的储粉仓，由粉仓将煤粉输送到不同的燃烧器喷口，煤粉会在燃烧过程中完成混合。这种混合方式的优点在于，煤种可以被送到合适的温度区域，锅炉内的燃烧环境得以改善，如高热负荷区域的燃烧器比较适合不易结渣的煤粉的燃烧。采用新型的分磨制粉、炉内掺烧的方式以后，可以解决场地人手不足等难题，减少飞灰和炉渣的碳含量，保证设备的正常运行和混煤燃烧的良好效果。
2.“分磨制粉、仓内掺混、炉内燃烧”的应用分析。这一种方式需要在仓内掺混，所以只适用于仓储式制粉系统，具体操作：仓储式制粉系统的磨粉机先将各自选定的一种煤种磨制好后，煤粉会被输入到同一煤粉仓里面，在粉仓内完成混掺，混掺好后分入各燃烧器内。采用这种混煤方式，既克服了混煤燃尽特性与难燃煤种相近的缺点，又发挥了混煤着火特性与易着火煤种相近的优点，对飞灰和炉渣的碳含量的减少也成效显著，这种方式也被运用在很多电厂的生产上，成果得到了肯定。
四、注意问题
一是充分掌握煤质特性, 科学进行煤种选择。当锅炉燃烧的混煤煤质与设计煤种差异较大时, 对锅炉的热力性能会产生一定的影响。这就需要我们充分掌握不同煤种的灰分、挥发分、发热量,尽量控制校核煤种与设计煤种指标的差异不要太大, 且要注意尽量掺烧煤质差异特别大的煤种, 否则会导致抢风现象的发生。所谓抢风现象, 两种煤质混合在一起后, 其中挥发分偏高的煤质变化迅速燃烧, 燃烧中会将大量氧气消耗掉, 而挥发分偏低的煤质在燃烧中也需要氧气, 氧气不足便会直接导致挥发分偏低的煤质着火过程延迟、始终无法燃尽。二是合理控制混煤的技术参数。一般情况下, 要使这些参数与设计值尽可能地接近, 通过实验侧试的方法找出混煤的特性, 主要包括燃尽率、结渣情况、着火情况以及磨损和爆炸情况。三是密切关注混煤配比的变化对沾污结渣特性以及灰熔融特性的影响, 注意沾污结渣特性以及灰熔融特性随混煤配比的变化规律。
燃煤供应是电厂的生命线，为了保证电机组的安全经济运行，对于拟掺烧的煤种，从燃料采购时就应加强甄选，采购时除了考虑燃煤价格，更应从锅炉设备的适应能力出发， 采购时最好将煤质特性与煤场堆、配煤条件结合起来加以考虑，评估后方可确定采购的煤种和煤量。燃用配煤时除了加强运行监督，通过燃烧试验确定合适的掺配比例、掺烧方式并在煤质大幅改变后重新确定较佳的锅炉主要运行参数，是合理燃用混煤的有效保证。
参考文献
[1]侯栋岐,冯金梅,陈春元等.混煤煤粉着火和燃尽特性的试验研究[J].电站系统工程,2015,11(2):30-34.
[2]钟德惠,丘纪华.可磨性对混煤燃烧特性的影响[J].电站系统工程,2015,19(2):13-14.
[3]岑可法，周昊，池作和.大型电站锅炉安全及优化运行技术[M].中国电力出版社，2015：232-330.
论文作者:苗耀兵,路培瑛
论文发表刊物:《电力设备》2017年第24期
论文发表时间:2017/12/23
标签：锅炉论文; 制粉论文; 煤质论文; 方式论文; 电厂论文; 特性论文; 低质论文; 《电力设备》2017年第24期论文;