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新疆高鈉煤摻燒技術(shù)運用問題及策略分析

2020-06-11 08:12陳玉勝
中國科技縱橫 2020年3期
關(guān)鍵詞:應(yīng)對方案

摘? 要:摻燒技術(shù),是提升煤炭能源轉(zhuǎn)換效率,降低煤炭燃燒對環(huán)境造成污染的重要方式。由于國內(nèi)當前依舊以煤炭作為城市發(fā)展的主導(dǎo)動力,做好摻燒技術(shù)的優(yōu)化調(diào)節(jié)與相關(guān)要點的科學分析,在國內(nèi)能源產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化期間起到了重要作用?;诖耍疚囊陨钲谀茉醇瘓F股份有限公司燃料分公司為例,著重從摻燒資源特征分析、摻燒設(shè)備優(yōu)化等方面,尋求新疆高鈉煤摻燒技術(shù)運用方案,以達到明晰技術(shù)要點,提升社會資源運用率的目的。

關(guān)鍵詞:煤摻燒技術(shù);節(jié)能生產(chǎn);應(yīng)對方案

中圖分類號:TQ534? ? 文獻標識碼:A ? ? ? 文章編號:1671-2064(2020)03-0000-00

0引言

煤炭,是社會生產(chǎn)能源供應(yīng)的主要資源,與社會工業(yè)、社會公共服務(wù)等方面均有一定的聯(lián)系。隨著社會發(fā)展水平逐步提升,煤炭應(yīng)用逐步向著綠色化、可持續(xù)化的趨向發(fā)生轉(zhuǎn)變,因而,針對當前煤炭運用中的問題進行總結(jié)和梳理,為未來社會資源創(chuàng)新開發(fā)奠定了條件基礎(chǔ)。

1煤摻燒技術(shù)概述

煤摻燒技術(shù),是指煤炭在鍋爐中燃燒時,將若干不同種類、不同性質(zhì)的煤炭,按照一定比例搭配后所完成的發(fā)電過程[1]。更細化的對這一技術(shù)進行解釋,煤摻燒技術(shù),就是按照煤炭所產(chǎn)生熱量的不同,科學進行混合搭配式燃燒,以提高煤炭整體燃燒率,降低能源損耗比的過程。國內(nèi)煤摻燒技術(shù)早在上世紀70、80年代就已經(jīng)出現(xiàn),發(fā)展至今已經(jīng)成為較完善的能源轉(zhuǎn)換運用形式,結(jié)合當前技術(shù)運用的基本種類,大致可將煤摻燒技術(shù)分為周期性煤摻燒、預(yù)備性混合、以及分散性混合三種形式。

2新疆高鈉煤摻燒技術(shù)運用問題

新疆高鈉煤摻燒技術(shù)的靈活運用,是實現(xiàn)地區(qū)資源高效率轉(zhuǎn)換的技術(shù)條件。文章結(jié)合具體案例對技術(shù)運用狀況加以分析:2017年末,XXX發(fā)電有限公司進行了2×350MW機組實現(xiàn)雙投,但燃煤供應(yīng)問題也隨之而來,嚴重制約了公司的生產(chǎn)能力,企業(yè)被迫停機已迫在眉睫,同時企業(yè)資源運營生產(chǎn)也影響到當?shù)鼐用窆岬让裆鷨栴},公司面臨巨大的生產(chǎn)經(jīng)營壓力。雖然經(jīng)營者所采取的系列性煤炭運用策略很好的解決了煤炭資源運用問題,但對于當代高鈉煤摻燒技術(shù)的運用上還存在著諸多不足。筆者將系列性缺失歸納為:

2.1煤炭配燒資源特征障礙

新疆高鈉煤摻燒工作操作過程中,最為基礎(chǔ)的問題就是各個種類的煤炭摻燒時自身特征克服困難較大。其一,煤泥、碳黑持水性強,由于煤泥顆粒小,表面積增大,水分攜帶能力強,不易晾曬,晾曬后表面看似干燥,內(nèi)部含水率仍然很高,入爐后著火延遲,受熱面管壁易超溫,這是隱藏在煤炭顆粒內(nèi)部的特征,具體操作時需要跟蹤性專業(yè)性鑒定,人眼無法發(fā)現(xiàn)。其二,煤炭本身所包含的雜質(zhì)材料屬于嵌入式存在。進行煤炭摻燒時,雖然從整體上實現(xiàn)了煤炭完全燃燒的分配,實際操作后依舊會殘留大量未充分燃燒的成分。

2.2煤炭摻燒轉(zhuǎn)換設(shè)備存在弊端

新疆高鈉煤摻燒技術(shù)運用時,由于煤炭摻燒轉(zhuǎn)換設(shè)備本身存在著弊端,也會對煤炭摻燒工作的有序開展造成影響。一方面高鈉煤全水較高,磨煤機干燥出力不足時容易出現(xiàn)機組負荷受限的狀況;同時,設(shè)備燃燒器區(qū)水冷壁結(jié)渣嚴重,會嚴重影響水冷壁吸熱能力,而水冷壁吸熱減少,將導(dǎo)致爐膛出口煙溫升高,高過、高再等受熱面沾污增加,水平煙道在高比例摻燒高鈉煤時結(jié)焦嚴重。另一方面,當前企業(yè)所運用的2×350MW級超臨界工程鍋爐,屬于最基礎(chǔ)的煤炭摻燒設(shè)備,鍋爐采用緊身封閉框架,布置方式采用前后墻布置,對沖燃燒方式,該種設(shè)備雖然保障了煤炭燃燒空間充足,但缺少通風渠道的問題,也會對內(nèi)部煤炭燃燒造成負面干擾[2]。

2.3新型煤炭引入處理不當

新疆是我國煤炭生產(chǎn)大省,它擁有豐厚的煤炭種類,傳統(tǒng)的煤炭資源安排與開發(fā)過程中,主要以天池煤炭為主,這類煤炭熱值4500大卡左右,該煤種全水含量較高,高鈉,屬于易結(jié)焦煤種,但實際運用期間往往是將其與二礦煤炭資源結(jié)合運用。與其相對應(yīng)的二礦天池煤的結(jié)渣性比天池南礦強很多,高鈉高鐵并且結(jié)的渣很致密,冷卻后非常硬干渣機擠不動,也會對煤炭資源的運用和燃燒產(chǎn)生負面干擾。

為了提升資源運用率,企業(yè)選擇引入新新型煤炭種類進行摻燒,托克遜高卡煤就是其中最具代表的種類。但此類煤炭的全硫含量在1.5%左右,此煤種是金川煤全硫含量的近三倍,它直接造成企業(yè)中煤炭生產(chǎn)的污染比重提升。同時,托克遜高卡煤灰分中三氧化二鐵含量很高,導(dǎo)致電廠粉煤灰發(fā)紅,品質(zhì)不佳,影響粉煤灰的二次銷售利用。

2.4摻燒技術(shù)工作管理協(xié)調(diào)性缺乏

新疆高鈉煤炭采用摻燒技術(shù)的過程中,當前主要是結(jié)合地區(qū)能源供應(yīng)的實際需求,被動化的進行摻燒技術(shù)的調(diào)節(jié),但從實際情況而言,局部化的摻燒技術(shù)運用方式,僅僅能夠解決暫時性的能源供應(yīng)問題,對于長期以煤炭為能源供應(yīng)資源而言,根本達不到有序的能源損耗與供應(yīng)調(diào)整的作用。比如,當前新疆企業(yè)所采取的系列性能源運用和調(diào)控方式,70%為單層次的技術(shù)運用,30%為技術(shù)結(jié)合運用這種摻燒技術(shù)運用取向,直接展示了煤炭資源摻燒技術(shù)運用環(huán)節(jié)上存在的問題。

3解決高鈉煤摻燒技術(shù)運問題的措施

筆者將解決高鈉煤摻燒技術(shù)運問題的措施歸納為:

3.1煤炭配燒資源本質(zhì)屬性分析

煤炭摻燒的意義在于節(jié)約煤炭資源,降低環(huán)境污染。為此,實際操作過程中,技術(shù)人員除了從表層上對煤炭的一般屬性進行把握,還需要依據(jù)煤炭檢驗的一般性成果,有序進行煤炭資源基本特性的把握。比如,新疆高鈉煤摻燒過程期間,技術(shù)人員就主要從煤炭特征把握的層面上進行相關(guān)性研究:(1)做好煤炭本身吸水性、燃點等方面特征的分析。對于那些吸水性強的煤炭資源,要單獨進行燃燒情況的分析,必要時可通過專業(yè)性烘干等方式解決問題;(2)煤炭本身為嵌入式雜質(zhì)隱藏的狀況,可采取燃燒前集中打碎,初步過濾的方法將其中較大的雜質(zhì)進行清理,降低雜質(zhì)對煤炭摻燒產(chǎn)生的影響。

3.2煤炭摻燒轉(zhuǎn)換設(shè)備調(diào)節(jié)

提升當?shù)馗哜c煤摻燒實踐的效率,實際進行煤炭摻燒操作期間,技術(shù)人員也需要從外部設(shè)備層面尋求提升資源運用的方法。比如,本企業(yè)所實行的設(shè)備調(diào)控優(yōu)化戰(zhàn)略主要包括:(1)新型低 NOx 軸向旋流燃燒器進行助燃調(diào)節(jié),新型設(shè)備的通風口處設(shè)計為燃燒空氣五股調(diào)節(jié)模式,主要包括中心風、一次風、二次風、三次風和四次風,這樣設(shè)備就可以持續(xù)性為其提供摻燒風源供應(yīng);(2)做好磨煤機一次風速調(diào)平及煤粉細度的測試,并利用測風元件按照等截面圓環(huán)法,在各磨煤機出口的一次風管上測量出各管風速,計算出同層一次風管的風速偏差,采用相關(guān)裝置進行風向調(diào)節(jié),從而減少煤粉殘留和過濾結(jié)交的問題;(3)適當調(diào)整燃燒器擋板位置,并盡量將兩側(cè)水冷壁壁溫偏差最高偏差控制在10℃內(nèi);(4)注意對摻燒設(shè)備鍋爐本身的參數(shù)因素加以把握。比如,鍋爐內(nèi)區(qū)域壁溫DCS畫面加以調(diào)整,依據(jù)“四管”壁溫確定煤炭燃燒的溫度變化空間,并適宜有序的進行煤炭摻燒條件的安排與管理。

結(jié)合新疆高鈉煤摻燒技術(shù)運用的基本情況,適當?shù)倪M行煤炭燃燒設(shè)備因素的調(diào)節(jié)與監(jiān)控,實現(xiàn)了結(jié)合煤炭生產(chǎn)運用過程中外部輔助性條件的科學搭配,同時還可以降低鍋爐摻燒過程中的損耗比,這是一種科學、客觀的技術(shù)優(yōu)化方法。

3.3新引入型煤炭運用調(diào)節(jié)

新疆地區(qū)煤炭資源得以高效率運用,與各類煤炭之間的比重調(diào)節(jié)有著較為密切的關(guān)系,為此,在后續(xù)進行各類煤炭資源調(diào)整過程中,也需要結(jié)合新型煤炭的種類,開展有序化的煤炭運用狀態(tài)調(diào)整,進而達到減少煤炭摻燒運用損耗的目的。

該企業(yè)所采取的系列新型煤炭資源引入管理方案為:(1)煤炭引進采購管理。企業(yè)與合作方進行煤炭資源購進期間,應(yīng)尤為注意在采樣環(huán)節(jié)上給予對應(yīng)性調(diào)節(jié),從而盡量減少后續(xù)出現(xiàn)煤炭摻燒中雜質(zhì)過多等問題;(2)加強燃煤采樣環(huán)節(jié)信息管理。即,無論是引入托克遜高卡煤,還是鄯善煤、美克碳黑等新型煤碳形式,均需要由專業(yè)的技術(shù)人員進行采樣監(jiān)管,技術(shù)人員依據(jù)采樣分析結(jié)果對產(chǎn)生熱量、煤炭中雜質(zhì)比例、以及煤炭燃燒后煤灰等方面信息加以核對,均是摻燒技術(shù)操作運用期間需要監(jiān)管的相關(guān)內(nèi)容;(3)科學進行摻入煤炭種類的分布管理,保持不同種類煤炭集中放置的方式進行調(diào)節(jié)。這樣可以按照新引入煤炭的實際能量轉(zhuǎn)換情況,適當?shù)倪M行煤炭資源融合結(jié)構(gòu)的規(guī)劃與調(diào)整,這也是有序降低新引入煤炭資源對鍋爐等設(shè)備造成損耗的有序策略。

結(jié)合當前新疆地區(qū)高鈉摻燒技術(shù)的運用狀況,長期、協(xié)調(diào)的將摻燒技術(shù)長期性推廣下去,就要做好新型煤炭資源的管理和協(xié)調(diào)性安排,其過程將起到煤炭資源優(yōu)化調(diào)節(jié)的效果。

3.4摻燒技術(shù)運用結(jié)構(gòu)科學調(diào)整

摻燒技術(shù)在高鈉煤摻燒過程中的運用,很好的實現(xiàn)了結(jié)合地區(qū)煤炭運用的需要,高效率、低損耗的煤炭種類的搭配與調(diào)節(jié)。為此,企業(yè)需要創(chuàng)造更為協(xié)調(diào)、有序的煤炭摻燒資源運用形式。筆者將摻燒技術(shù)運用的調(diào)節(jié)要點為:(1)建立日煤情報表,周燃煤分析及需求報表,月度儲煤滾動計劃等全流程信息報表。企業(yè)為了對煤炭摻燒的比例、摻燒結(jié)果等方面具有全面化的分析,采用共享摻燒數(shù)據(jù)報表的方式進行摻燒信息的集中化管理;(2)根據(jù)負荷預(yù)測適時調(diào)整加倉配比,天池煤、炭黑、煤泥等各經(jīng)濟性煤種,按照比例要求混合在煤炭燃燒需求較高的煤炭結(jié)構(gòu)之內(nèi);(3)結(jié)合摻燒實踐的煤炭種類,合理進行煤炭生產(chǎn)加工資源的最優(yōu)化調(diào)整,盡量將鍋爐、煤炭傳送機等,外部輔助性裝置的負荷強度降到最低;(4)結(jié)合摻燒技術(shù)運用的基本方法,在煤炭摻燒吹灰過程、燃燒助燃物強度調(diào)節(jié)等方面線上統(tǒng)一管理。

結(jié)合新疆地區(qū)煤炭摻燒技術(shù)運用的基本狀況,有序進行摻燒資源相關(guān)性影響因素的科學調(diào)節(jié),不僅直接減少了煤炭摻燒運用期間局部環(huán)節(jié)斷裂所出現(xiàn)的摻燒煤炭燃燒不充分問題,還可以進一步規(guī)范煤炭摻燒操作的流程,優(yōu)化國內(nèi)煤炭能源轉(zhuǎn)換的步驟。

此外,新疆高鈉煤摻燒技術(shù)實踐問題優(yōu)化調(diào)節(jié)的過程中,做好摻燒技術(shù)日常操作的安全準備工作,也是保障煤炭運用效率的重要性條件。一方面,高鈉煤摻燒技術(shù)實施部門,應(yīng)做好鍋爐、煤炭摻燒結(jié)合環(huán)節(jié)的應(yīng)急準備服務(wù)。一旦煤炭摻燒工作實施期間出現(xiàn)干渣機過載跳閘等問題時,相關(guān)人員應(yīng)立即采取處理措施;另一方面,摻燒設(shè)備日常運用前、后應(yīng)定期進行零件、程序運行狀態(tài)等方面的勘察,一旦輸煤配煤設(shè)備內(nèi)出現(xiàn)異常、障礙情況,技術(shù)人員能夠結(jié)合日常檢修的基本資料,有序進行問題處理的調(diào)整。

4結(jié)論

綜上所述,新疆高鈉煤摻燒技術(shù)運用問題及策略分析,是社會能源轉(zhuǎn)換方式不斷革新的理論歸納。在此基礎(chǔ)上,本文通過煤炭配燒資源本質(zhì)屬性分析、煤炭摻燒轉(zhuǎn)換設(shè)備調(diào)節(jié)、新引入型煤炭運用調(diào)節(jié)、摻燒技術(shù)運用結(jié)構(gòu)科學調(diào)整等方面,探究當代摻燒技術(shù)科學運用策略。因此,文章研究結(jié)果,為綠色化煤炭資源開發(fā)提供了新思路。

參考文獻

[1]張宗振,李德波,馮永新,等.1000 MW燃煤鍋爐污泥摻燒試驗研究與工程應(yīng)用[J/OL].熱能動力工程,2020(01):210-216.

[2]盧榮椿,茹宇,黎吉云,等.超臨界600MWCFB鍋爐煤泥摻燒試驗[J/OL].熱力發(fā)電:1-6.[1]

收稿日期:2020-01-05

作者簡介:陳玉勝(1978—),男,河南新鄉(xiāng)人,本科,工程師,研究方向:煤炭優(yōu)化利用方面。

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