淺析火力發電廠循環流化床鍋爐劣質煤摻燒技術提高經濟性的研究與運用

陳國章

中電建電力投資集團華亭發電有限責任公司，中國·甘肅 平涼 744106

現階段火力發電廠的發展過程中，隨著城市化進程的加快以及經濟市場的完善，火電廠就面臨激烈的市場競爭。此背景下，就要求火電廠的管理人員加強對作業成本的重視，通過降低成本的手段提升經濟效益，進而增強自身的競爭力。流化床鍋爐劣質煤摻燒技術作為關鍵技術手段的一種，通過添加劣質煤的手段降低電廠對優質煤炭的需求量，進而節約原料成本，就成為電廠發展的關鍵。此背景下，就需要相關人員結合火電廠的發展需要對循環流化床鍋爐劣質煤摻燒技術進行研究，實現效益的提升。

火力發電站；循環流化床；劣質煤摻燒技術；經濟性

1 引言

火力發電站作為現階段社會發展的關鍵，承擔電力生產的重要任務，但是隨著城市化進程的加快，隨著其余類型電站的飛速發展，火電站就面臨很大的競爭壓力，一定程度上制約火電站的發展。所以實際作業環節，就需要相關人員結合實際發展的需要對火電站進行研究，通過專業手段降低作業成本，以獲取足夠的經濟效益提升競爭力。劣質煤摻燒技術作為先進技術手段之一，通過優質煤和劣質煤的摻和燃燒降低對優質煤的依賴，進而減少購置成本。然而實際作業環節，火電站的循環流化床鍋爐劣質煤摻燒技術性較強，再加燃燒環節會產生一些污染，該技術在落實環節就還存在一些隱患，需要相關人員加強對其的分析。

2 火力發電站循環流化床鍋爐劣質煤摻燒技術概述

2.1 概念

火力發電廠是一種利用燃燒燃料產生熱能，再將其轉化為電能的發電設施。它通常使用煤炭、天然氣、石油等化石燃料作為燃料源。燃料燃燒產生高溫高壓的熱能，然后將其傳遞給鍋爐中的水，使水變為蒸汽。蒸汽驅動汽輪機旋轉，進而帶動發電機發電。循環流化床是一種廣泛應用于火力發電廠和化工等領域的燃燒技術。它采用了一種特殊的床層結構和氣固分離方式。作業環節，在床內注入一定速度的氣體（通常是空氣或氮氣），使固體顆粒床層懸浮起來形成流化態。然后通過燃燒器或噴嘴向床層中加入燃料（如煤炭、生物質等），燃料在床層中燃燒產生熱能。床層內的固體顆粒會不斷循環上升和下降，形成循環流化床的特征[1]。鍋爐劣質煤摻燒技術是指在鍋爐燃燒過程中，將劣質煤（如高灰分、高硫分、高揮發分等）與優質煤進行混合燃燒的一種技術。這種技術主要是為了有效利用劣質煤資源，并減少煤炭資源的消耗。所以實際作業環節，循環流化床鍋爐劣質煤摻燒技術是將劣質煤與優質煤同時作為燃料，在循環流化床鍋爐中進行混合燃燒的一種技術。這種技術結合了循環流化床和劣質煤摻燒兩種技術的優點，需要相關人員加強對其的研究。

2.2 優勢

相較于傳統的作業手段來說，循環流化床劣質煤摻燒技術具有多重優勢，能夠顯著降低作業成本，需要相關人員加強對其的研究與分析，以保證其優勢的發揮。首先是燃燒效率高，資源利用率較強的優勢，通過在循環流化床鍋爐中摻燒劣質煤，可以有效利用這些資源，減少優質煤的使用和煤炭資源的消耗，循環流化床鍋爐具有較高的燃燒效率，劣質煤摻燒進一步提高了能源的利用效率。而且劣質煤中的高揮發分和高灰分成分可以提供更多的燃料，增加燃燒熱值，提高燃燒效率。循環流化床技術的特點也使得劣質煤能夠充分燃燒，提高燃燒效率。其次是增加電力產能的優勢，通過循環流化床鍋爐劣質煤摻燒技術，可以更充分地利用劣質煤的熱值，提高鍋爐的燃燒效率，從而增加鍋爐的發電產能。這樣可以提高發電廠的電力產量，增加銷售收入。之后是適應能力較強的優勢，循環流化床鍋爐適用于多種燃料，包括劣質煤等[2]。對于劣質煤的摻燒，循環流化床鍋爐能夠更好地適應劣質煤的特性，實現穩定和高效的燃燒；然后是降低作業成本，劣質煤通常價格較低，摻燒劣質煤可以降低燃料成本。相比于完全依賴優質煤，劣質煤的利用可以節約燃料費用，提高經濟效益。此外則是環境保護的落實，循環流化床鍋爐劣質煤摻燒技術可以有效減少劣質煤的排放，降低大氣污染物的生成。循環流化床鍋爐具有較好的氣固分離特性，床層內的固體顆?？梢晕胶筒都蟛糠值牧蚧锖皖w粒物，從而降低煙氣中的污染物排放。鍋爐結構如圖1 所示。

圖1 鍋爐結構

3 火力發電廠循環流化床鍋爐劣質煤摻燒技術難點

雖然循環流化床鍋爐劣質煤摻燒技術能夠很大程度上推動火電廠的發展，但是實際作業環節依舊存在一些難點，需要相關人員進行分析。首先是鍋爐適應性問題，循環流化床鍋爐的設計和設備需要充分考慮劣質煤的特性，以確保正常運行和長期穩定性。特別是要考慮劣質煤的灰熔點、硫分含量等因素對鍋爐的影響；其次是鍋爐穩定性問題，劣質煤的燃燒特性與優質煤存在差異，可能會對循環流化床鍋爐的燃燒穩定性造成影響。需要進行適當的燃燒調整和優化，以確保穩定地燃燒。然后是環?？刂品矫娴膯栴}，劣質煤中的高硫分和高灰分含量較高，可能會增加煙氣中的二氧化硫和顆粒物排放。在摻燒劣質煤時需要采取適當的脫硫和除塵措施，以滿足環境排放標準。此外則是人員技術以及意識方面的問題，部分火電站的管理人員對于劣質煤摻和燃燒技術的重視程度不足，沒有積極地引進新技術，也沒有聘請專業的技術人員，就導致該技術在火電站中的應用存在一些難點，一定程度上制約技術的落實[3]。所以實際作業環節，火電廠要想保證循環流化床鍋爐劣質煤摻燒技術的落實以及應用，就需要相關人員結合實際發展的需要對技術落實難點進行分析，并且在此基礎上制定解決策略。劣質煤摻燒技術與傳統技術的燃燒差異見表1。

表1 劣質煤摻燒技術與傳統技術的燃燒差異

4 火力發電廠循環流化床鍋爐劣質煤摻燒技術的運用策略

4.1 質量評估以及預處理

在選擇劣質煤摻燒技術前，需要對劣質煤進行全面的質量評估。相關人員需要評估劣質煤的灰分含量、硫分含量、揮發分含量等指標，以及其他有關燃燒特性的參數，以確定劣質煤摻燒的可行性和適用性，判斷材料燃燒對質量的影響。而且劣質煤的燃燒特性通常與優質煤存在差異，為了提高摻燒效果，可能需要進行燃料預處理。這包括煤炭粉碎、干燥、篩分等步驟，以獲得適合循環流化床鍋爐的燃料顆粒。此外，相關人員還需要結合鍋爐的實際需要確定燃料供應和混合方案，由于劣質煤與優質煤的混合需要一個穩定和可靠的燃料供應系統[4]?；痣娬竟芾碚呔托枰紤]劣質煤和優質煤的供應來源、儲存裝置、混合比例等。制定合理的燃料供應和混合方案，以確保燃料的均勻供應和準確控制。

4.2 燃燒環節的控制

燃燒環節流程較多，就需要對燃燒的各項環節進行控制。首先是運行監測和控制系統，循環流化床鍋爐劣質煤摻燒技術需要一個完善的運行監測和控制系統，以實時監測燃燒過程和參數，并根據需求進行調整和優化，以確保穩定和高效的運行。然后是燃燒的調整以及優化，循環流化床鍋爐劣質煤摻燒需要對鍋爐進行燃燒調整和優化。這包括燃燒溫度、氧氣濃度、空氣分配等參數的調整，以實現穩定的燃燒和高效能的熱轉換。需要進行燃燒試驗和優化調整，確保鍋爐的正常運行和燃燒效果。

4.3 鍋爐的調整

鍋爐作為劣質煤摻燒的關鍵設備，其質量與設計直接影響摻燒結果，作業環節就需要相關人員針對鍋爐進行調整。首先，鍋爐適應性考慮，循環流化床鍋爐需要考慮其對劣質煤的適應性。這包括鍋爐的設計和設備是否能夠適應劣質煤的特性，如灰熔點、灰渣特性等。需要進行技術評估和適應性改進，以確保鍋爐的正常運行和燃燒效果。其次，燃料供給系統的調整，劣質煤與優質煤的混合需要一個穩定和可靠的燃料供給系統。這可能包括燃料混合器、燃料輸送裝置、燃料儲存設施等，以確保燃料的均勻供應和準確控制。最后是通風設計，相關人員可以改造采用燃燒器中心風、外環二次風與拱上狹縫二次風相結合的配風形式，還需要在每臺燃燒器兩側布置方形二次風噴口，這種形式的噴口風速較高，可增強煤粉火焰的下沖[5]，有利于形成合理的分級配風，使煤粉燃燒初期處于還原性氣氛，對于抑制廢氣的排放也更為有利。

4.4 環保處理以及廢氣控制

劣質煤的燃燒可能會產生較高的排放物，如二氧化硫（SO2）、顆粒物等。為了滿足環保要求，需要采取適當的廢氣處理措施，包括脫硫、除塵等技術，以減少污染物的排放。此外，對廢氣排放進行監測和控制，確保符合環境排放標準。

4.5 完善管理體系，人員技術培訓

火電站管理人員需要通過規范的管理制度對工作人員進行節能約束，同時提高工作人員對設備及機器的認知，減少事故發生，進而提升節能效果，可通過獎懲制度落實工作人員的規范工作效果，對規范工作的員工進行適當獎勵，加強工作人員的減排意識與積極性，同時對違反工作制度的工作人員給予相應懲罰，實現員工規范化，提高工作人員的工作質量，保證煤炭可以安全運輸、磨粉、攪拌、燃燒。此外，提升工作人員的專業技能素養也是關鍵，未經過系統的技能培訓與相關安全教育，會導致在工作中難以按照正規流程操作，出現安全風險的可能性較大，因此在員工上崗之前，應對相關人員進行相應培訓，并考核培訓效果，根據員工特點分配任務工作。

5 結語

隨著科學技術的不斷進步，過去那種較為落后的混煤摻燒技術已經嚴重滯后，不能在現代化的電力企業進行應用，要適應新發展的技術出現。鍋爐劣質煤摻燒技術作為先進技術手段的一種，可以降低生產成本，可以幫助單位獲得很好的經濟收益，就成為火電廠的發展關鍵。實際作業環節，就需要專業的技術人員充分考慮混煤的特性，以其低成本和充分的燃燒等技術保證循環流化床鍋爐劣質煤摻燒技術在電廠中的應用。