关于火电厂燃煤掺烧技术的探讨

关于火电厂燃煤掺烧技术的探讨
摘要：火电厂作为以煤炭为主的发电机构，可用的煤炭品质、种类较多，进行燃煤掺烧有利于提升煤炭资源的利用率，缓解煤炭资源不足、煤炭品质参差的影响。

燃煤掺烧技术是一项需要技术人员做多方面控制的技术，对火电厂管理团队、技术团队的要求较高。

本文从火电厂燃煤掺烧技术入手，分析影响掺烧技术应用的因素，探讨保证火电厂燃煤掺烧技术应用的保障措施，提高掺烧技术的应用效果。

关键词：火电厂；燃煤掺烧；锅炉机组
引言：我国的煤炭资源储备量大，但煤炭属于不可再生资源，且国内煤炭储量中贫煤占比较大。

为了实现煤炭利用行业的可持续发展，应用燃煤掺烧技术势在必行。

国内浅层煤炭资源挖掘殆尽，深层次、隐蔽层煤炭资源开采成为主流，煤炭资源的供应出现了明显困难，煤炭质量也发生了改变，继续沿用原来的煤炭锅炉机组设计，不利于锅炉设备的正常运转，也不利于保证火电厂的发电质量。

1火电厂燃煤掺烧技术概述
火电厂燃煤掺烧技术的出现和应用与当下煤炭资源的质量变化有关，属于火电厂为了生存和发电需要而进行了技术革新。

究其原因，火电厂原有的燃煤锅炉机组设计基于当时的燃煤煤质，能够保证锅炉机组的功率，保证发电质量，平衡火电厂的发电经济效益和发电成本。

随着燃煤掺烧技术的出现顺应时代和行业发展，既能够解决入炉煤炭的质量与锅炉设计之间有差的问题，保证入炉燃煤性质稳定，又能够提升发电质量、控制发电成本。

而且，从国内煤炭存储和使用量的宏观角度来看，通过燃煤掺烧技术的应用还能够实现对现有煤炭的利用率提高，减缓煤炭存储量的消耗速度，实现燃煤发电行业的可持续发展。

从目前来看，火电厂应用燃煤掺烧技术的效果比较理想。

2火电厂燃煤掺烧技术的重要影响因素
2.1出力受限
火电厂中应用燃煤掺烧技术，入炉煤炭必然会因为不同品质煤炭的加入出现
明显的煤质变化，影响火电厂锅炉机组的燃烧负荷、运行性能。

煤质变化主要表
现在灰成分、水成分、挥发性等方面，对火电厂燃煤锅炉的影响不可忽视。

①灰
成分变化。

燃煤掺烧时入炉的煤炭灰成分增大，在锅炉内燃烧时出现较以前更大
量的煤渣，这就导致锅炉内的积灰程度有明显增加，容易导致炉膛内的结渣率上升，影响锅炉的受热面积均衡。

②水成分变化。

入炉的煤炭水成分增大，会导致
磨煤机的加工效率下降，也会导致燃烧锅炉机组的运行效率下降，出现煤炭燃烧
不充分的情况。

综合来看，燃煤掺烧技术的应用，必然会导致火电厂锅炉机组的
运行性能受到影响。

要想应用燃煤掺烧技术，火电厂技术人员需要结合掺煤配煤
后形成的新入炉煤炭物化成分性质调整锅炉机组参数，避免锅炉出现过载、停机
等故障现象。

2.2成本问题
火电厂锅炉机组燃烧煤炭资源进行发电，不仅要保证发电质量，还要通过控
制成本和提高发电效率来争取稳定的收益，保证火电厂本身处于健康的运行状态。

火电厂应用燃煤掺烧技术后，入炉的煤炭性质必然出现改变，可能出现燃烧稳定
性下降、部分热量流失、需要投油助燃、需要更频繁清理煤渣等情况。

燃烧稳定
性下降和部分热量流失，都会导致火电厂出现发电效率下降的问题，影响火电厂
通过发电可获得的收益。

而且入炉燃烧的煤炭品质下降时，还有可能导致火电厂
的锅炉机组出现耗电量提升的情况，火电厂发出的电量部分需要用于锅炉机组消耗，耗电量上升说明火电厂实际发出的电量在下降。

这种情况通常伴随煤炭发热
量下降而出现。

2.3设备故障
火电厂应用燃煤掺烧技术，需要正视掺煤配煤后煤炭品质波动的实际情况，
正视煤炭品质波动给锅炉机组设备带来的压力。

比如入炉煤炭灰成分上升后引起
的受热面变化，不仅会影响锅炉中煤炭燃烧的效率，导致锅炉中煤渣量上升，还
会导致锅炉内的热量中心向上移动，导致位于上方的设备处于较为危险的工作温
度环境。

锅炉机组中的过热器、再热器等设备也会因为锅炉上方的温度上升速度快受到影响，出现运行负荷上升现象，导致设备更容易出现故障。

又比如掺烧状态下锅炉出现被炭渣堵塞的情况，导致锅炉机组无法正常运转，甚至有发生危险的可能。

3火电厂常用燃煤掺烧技术分析
3.1预混掺烧技术
预混掺烧技术中，进入火电厂燃煤锅炉的煤炭在码头卸装、中转时就进行了混掺，将不同品种的煤炭按照一定比例进行分装。

常见的预混方式是通过传送带传输不同品种的煤炭，传输带上安装有计量承重元件，可通过预先设定的方式保证进入煤斗的不同品种煤炭重量、比例符合要求；也可以人为控制传输带的速度和运输量。

预混掺烧技术通常在进入火电厂前就完成应用，也有部分场地面积较大、安装有传送带的大型火电厂会在厂区内自主进行混掺，混掺后可直接将混合煤送入锅炉，或送入库房暂存。

预混后，火电厂可直接将混合煤炭送入锅炉进行燃烧发电，这种掺烧技术的应用对于火电厂来讲比较便捷。

3.2间断掺烧技术
间断掺烧技术属于一种更换煤种或混合煤种燃烧的技术，经常被用于供煤难度大、存量不足的火电厂或小型火电厂。

这种火电厂在使用一种单煤燃烧时发现较为严重的结渣、受热面积问题，可通过更换煤种或者配置混合煤的方式来改善结渣现象，提高火电厂燃煤锅炉的发电效率，提升火电厂的经济效益。

间断掺烧技术的优势在于可通过掺烧来实现对燃煤锅炉燃烧效率、结渣现象的调节，且煤炭随到随烧，较少受到火电厂自身储备问题的影响；劣势在于需要在燃煤发电过程中持续观察锅炉的燃烧变化，避免因为换煤燃烧出现结渣继续增多增厚或者塌焦的情况。

进行间接掺烧前，火电厂技术人员需要根据锅炉机组的设计筛选合适的煤炭，或根据锅炉机组的性能选择混合后的煤炭，亦或者根据煤炭燃烧的需求调整机组参数，具体情况具体分析。

3.3分磨掺烧技术
分磨掺烧技术的应用需要用到磨煤机，将不同种类的煤炭磨成煤粉后进行混
合入炉燃烧。

这种掺烧技术的优势在于，研磨成煤粉后的煤炭质地变化对火电厂
锅炉机组的影响可有所减小，降低掺烧带来的锅炉燃烧变化；研磨成煤粉后的煤
炭进入锅炉后可均匀参与到燃烧过程中，且存在相互引燃、相互促进燃烧的情况，可保证掺烧的燃烧效率。

分磨掺烧技术在应用时，有不同的掺烧入炉方法，比如
将容易结渣的煤炭在下层吹入煤粉，调整锅炉中的结渣情况；将容易结渣的煤炭
在上层吹入煤粉，充分利用锅炉当下的结渣情况，保证锅炉内煤炭燃烧效率。

不
同的火电厂锅炉适用于不同情况，从整体来看后一种上层燃烧容易结渣煤粉、下
层燃烧其他种类煤粉的做法更常见常用。

应用分磨掺烧技术的前提是火电厂应用
四角切圆燃烧方式，火电厂锅炉带有磨煤机、吹粉设备。

4保障火电厂燃煤掺烧技术应用效果的措施
4.1配比保障措施
对于火电厂而言，应用燃煤掺烧技术后想要保证燃烧效率、发电效率，想要
控制火力发电成本、降低锅炉机组掺烧故障率，最重要的是燃煤掺烧中的各种煤
炭配比。

煤炭进场前或进场后，需要根据煤炭的性能、成分比例、燃烧热量等数
据设计掺烧方案，确定理论上符合火电厂发电需求和煤炭燃烧需求的掺烧系数，
降低掺烧过程中出现停机灭火、塌焦等现象的可能性。

此时确定的燃煤掺烧参数
方案并非确定版本，需要根据配煤入炉燃烧的实际情况进行优化和调整，保证燃
烧发电效率和效益。

比如某火力发电厂采用贫煤和义马煤掺烧，配煤入炉前根据
煤炭性能、成分和燃烧锅炉机组设计参数进行方案设定，计算结果为贫煤占70%、义马煤占30%。

燃煤掺烧后技术人员发现，夜晚外界环境温度下降，进入锅炉参
与燃烧的空气温度同样下降，导致现有的燃煤掺烧方案在夜晚出现燃烧效果不足
的情况，遂对夜晚的配煤比例进行调整，降低贫煤占比，提升夜晚的燃烧效果。

在燃煤掺烧技术应用中，遇到这种需要根据时间段变化、外界环境变化甚至炉内
燃烧情况变化进行配煤比例调整的情况不在少数，人为调节的工作量较大且容易
出现误差，应用自动化技术进行调整，比较适合火力发电厂的燃烧发电需求。

机
组燃煤传送带可通过定时调整传输速度、称重量的方式，改变进入锅炉机组的燃
煤配比；智能化锅炉机组可通过调整进煤渠道进煤量、进煤频率、吹煤功率的方
式，改变进入锅炉机组的煤炭、煤粉配比。

在工业4.0时代中，自动化、智能化技术设备的应用是燃煤掺烧配比的重要保障，图1为智能化燃煤掺烧控制系统。

图1 智能掺烧控制系统
3.2检修保障措施
与单独燃烧一种煤炭或混合煤不同，火电厂在进行燃煤掺烧技术应用时需要兼顾燃烧效率、发电效率、发电成本、故障率以及燃煤配比调整多方面参数，稍有不慎就可能出现某一方面或某几方面的问题，影响发电锅炉机组的运行稳定和安全。

检修是保障火电厂安全、有效应用掺烧技术的重要基础，提高检修频率、应用自动化检修设备、制定针对性检修和维护方案、制定应急响应措施是火电厂保证燃煤掺烧技术应用安全的必要准备工作。

在应用掺烧技术后，检修人员需要注意检修基础参数的变化，不能用掺烧前的常规数据作为基础进行方案设计或检修维护，应结合掺烧中的配煤比例、理论掺烧燃烧热量或发电量进行方案调整，保证检修维护工作的安全性。

如果掺烧技术应用过程中，因为煤炭组成比例变化加速了锅炉机组磨损，或造成了新的故障类型，检修人员需结合锅炉机组的实际磨损、故障情况进行针对性的保养和维护，并结合锅炉机组故障情况与技术人员共同探讨燃煤掺烧的配比调整、机组参数调整，提高锅炉机组的发电效率和安全性。

对于容易出现大量炭渣的掺煤配比，工作人员需要加强对锅炉机组各个部件设备的清理，提高清理频率，避免因为炭渣量过大影响火电厂的发电安全和发电效率。

结语：综上，火力发电厂应用燃煤掺烧技术已经成为当下的主流，是解决煤炭资源不足、煤炭品质参差、提升煤炭利用率的重要改革方向。

火电厂应用此项
技术需要把控好掺烧的煤炭配比，做好检修维护工作，应用自动化智能化生产控制系统，最大化发挥燃煤掺烧技术的应用价值。

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