低热值煤炭综合利用发电现状_刘杰

节能环保

reen Energy

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1　概述

目前全国历史堆存的煤矸石近５０亿吨，受技术条件、利用途径和消纳能力的限制，煤矸石堆存量以每年亿吨以上的速度递增。现已形成的１５００多座矸石山占压土地１．３万公顷以上，不仅加剧了人地矛盾，也改变了原有土地的结构和功能，破坏了当地的生态系统。矸石山扬尘不仅影响大气环境，落地后还会造成土壤污染；煤矸石中有害元素会溶入水域或通过雨水渗入土壤，直接影响水体和土壤　质量。

现阶段主要通过三种途径对煤矸石进行利用和处置：一是对没有热利用价值的煤矸石除部分用于筑路和生产建材外，主要进行填埋处理；二是热值较低（３００￣１２００千卡／千克）的煤矸石主要用于生产利废材料；三是对热值相对较高（＞１２００千卡／千克）的煤矸石主要应用于发电。

煤矸石发电是以利用热值在１２００千卡／千克以上的煤矸石为主，辅以适量煤泥和中煤，形成收到基低位发热量不大于３０００千卡／千克的入炉燃料，其中煤矸石和煤泥的比例达到６０％以上，采用循环流化床锅炉（ＣＦＢ）机组发电的低热值煤利用方式。目前全国煤矸石综合利用电厂近４００座，投产的总装机容量达２６００万千瓦左右，主要分布在重点产煤区。２０１０年，全国煤矸石综合利用电厂共消耗低热值煤约１．３亿吨，相当于节约３５００万吨煤炭，相应减少占压土地３００公顷。

2　循环流化床锅炉的优点

循环流化床锅炉在低热值煤炭综合利用发电中发挥的作用是无可比拟的。大型ＣＦＢ机组在优化我国电源结构、减少发电污染物排放等方面发挥了一定作用。ＣＦＢ机组对燃料的适应范围宽，对高灰分、低热值、低挥发分燃料能入炉稳定燃烧；负荷调整范围较宽，锅炉负荷在３０％￣３５％可以不投油助燃；在炉内可以实现脱硫、低ＮＯｘ排放等。这些优点是其在煤矿低热值发电得到广泛运用的主要原因。我国３０万千瓦级及以下容量的国产ＣＦＢ机组已基本成熟，锅炉及主要辅机产品运行可靠性也大大提高，能够较好地利用各种热值燃料，实现低热值煤综合利用。

表１　循环流化床与煤粉炉的特性比较

项目煤粉炉CFB 锅炉燃烧效率99%~99.5%98%~99.5%火焰温度1300℃~1400℃850℃~900℃脱硫方法烟气脱硫炉内燃烧过程中脱硫

NOx 排放300~400ppm （用低NOx 燃烧器时）

120~150ppm 负荷调节比40%~100%120%~150%

冷态启动时间3~4h 7~8h 燃料颗粒尺寸0.09mm （最大）

0~8mm （最大）

煤种选择性

有限度

较宽

（１）煤种适应性广。循环流化床炉内燃料着火、燃烧条件好，可以燃烧高灰、高硫、高水分、低热值、低挥发分的烟煤、无烟煤、褐煤、煤泥、煤矸石、油页岩、树干等劣质燃料，且煤种多变和各种燃料混合物均能适应。

（２）燃烧效率高。由于灰分及燃料的多次循环，在燃用不同煤种，在不同负荷下，燃烧效率却比较高，可达９８％￣９９％以上，完全可以媲美煤粉炉。

（３）循环流化床属于低温燃烧，ＮＯｘ排放远低于煤粉炉，并可实现燃烧中直接脱硫。脱硫效率高且技术设备简单和经济，其脱硫的初投资及运行费用低于煤粉炉加ＦＧＤ，是目前中国在经济上可承受的燃煤污染控制技术。

（４）负荷调节比大，运行操作灵活方便。循环流化床锅炉机组的调峰性能优良，能够适应中国电力负荷波动大的特点。实际运行表明在２５％的负荷下可稳定运行，调节负荷变化速度也很快。

（５）有利于灰渣综合利用。其灰渣可以作为水泥混合料或其他建筑材料。

基于这些优点可有效利用低热值煤炭资源，并能有效、经济地解决环保问题。随着ＣＦＢ机组的大型化，对低热值煤集中稳定供应提出更高要求。受经济运输半径的限

低热值煤炭综合利用发电现状

刘　杰　耿艳君　曲　宁

（山东电力工程咨询院有限公司，山东 济南 250013）

摘要：全国煤炭主要调出地区在开采外运优质煤的同时产生大量的煤矸石等低热值燃料，这些低热值燃料直接排弃不仅影响环境和占用土地，也造成能源资源的浪费。低热值煤就地发电转换是解决这一问题的最佳途径，也是西电东送的重要补充。

关键词：低热值煤炭；煤矸石；循环流化床；综合利用发电

中图分类号：Ｐ６１８ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９－２３７４（２０１３）１５－００８６－０２

制，一般低于６００万吨／年的独立选煤厂或３０公里范围内选煤能力低于６００万吨／年的厂址将不能支持３０万千瓦及以上机组燃料数量要求和经济要求。因此，大型矿区、特大型煤矿及选煤厂将是大型ＣＦＢ机组选址的基础条件。有必要在煤炭集中生产区和国家规划建设大型煤炭基地同步规划建设大型ＣＦＢ锅炉坑口电站，集中处理煤矸石、洗中煤、煤泥等燃料，减少不必要的劣质燃料长途运输耗能，有效提高煤炭的综合利用效率。

3　低热值煤发电存在的主要问题

（１）ＣＦＢ机组总装机容量小，导致大量低热值煤无法合理利用和增加运输能耗。２０１０年全国投产的ＣＦＢ机组规模２６００万千瓦左右，消耗低热值煤１亿多吨，而产生的可用于发电的低热值煤３亿吨以上，导致大量煤矸石被废弃。部分煤泥和中煤掺在优质煤中长距离运输，增加运输能耗，加剧“西煤东运、北煤南运”的紧张局面。

（２）ＣＦＢ机组单机容量小，相关规范和标准缺失。与大容量高参数的常规火电机组相比，低热值煤碳ＣＦＢ发电机组容量等级较小，ＣＦＢ发电机组的设计、制造和安装等规范和标准缺失，现阶段只能参照常规火电机组相关规范和标准执行。当前应优先完善相关规范和标准，发展３０万千瓦ＣＦＢ机组。

（３）入炉燃料发热量上限制偏低。目前国家有关煤矸石电厂使用的燃料收到基低位发热量限制为不大于３０００ｋｃａｌ／ｋｇ。随着以输出为主的大型煤炭基地的建设，为减少铁路、公路运输压力，将加大原煤入洗比重，这将导致在大型矿区出现大量发热量在２５００￣３５００ｋｃａｌ／ｋｇ的中低发热量的煤炭无法消纳。建议在以外运为主的大中型选煤厂附近允许入炉燃料发热量上限控制在３５００ｋａｌ／ｋｇ以内，以便于建设大容量、高参数、高效机组、规模更大的低热值发电厂，提高低热值燃料电厂的综合技术水平和综合　效益。

4　结语

低热值煤炭综合利用发电对缓解环境污染和生态处置压力，改变目前将低热值燃料掺回优质煤中外运，增加运输能耗的状况，具有积极的意义，也是对我国电源结构的

重要补充。

参考文献

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问题与建议[J]．中国能源，2011，33（11）：25-27．[2] 朱吉茂．加快实施煤矸石综合利用发电的建议[J]．煤

炭工程，2011，（6）：103-104、107．

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视的问题[J]．煤炭加工与综合利用，2007，（6）：44-46．

（责任编辑：刘 晶）

对于已建成投运的火力发电厂而言，节流就是其发展的重要方向，采取合理技术措施节约日常运营能源消耗，具有十分重要的意义。因此，充分考虑建设节约型社会，在火电厂运行维护等环节中，充分贯彻国家《节约能源法》及《节能技术大纲》的相关技术指标要求，以设备合理选配、资源利用最佳、能源消耗最低、环境污染最小作为节能优化目标，提出并采取合理的节能降耗技术措施，减少单位电能资源生产能耗，就显得非常有工程实践应用研究意义。

1　节能技术措施的提出和选择原则

在火电厂节能技术措施的提出和选择过程中，应针对工程特性合理选择匹配的节能降耗方案，即节能工程必须追求高效合理的投资回报率，不能盲目地为了节能而大

火电厂综合节能的技术措施探讨

苏　瑞

（广西来宾希诺基公司，广西来宾 546138）

摘要：文章在对火电厂节能技术措施的提出和选择原则进行简单阐述后，从降低锅炉系统排烟热损失、优化

锅炉燃烧调节控制系统、降低发电电压设备系统能耗、采用变频调速技术对辅机系统进行节能改造等方面，

详细探讨了火电厂综合节能技术措施。

关键词：火电厂；节能降耗；厂用电；变频调速

中图分类号：Ｘ７８ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９－２３７４（２０１３）１５－００８７－０３

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