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所以在电厂设计时,煤质是最重要的资料,需要业主以文件的形式提供给设计院,也作为锅炉厂设计的依据,做到有案可查。
●当煤种是褐煤时,因为这种煤热值较低(3000大卡/公斤)、挥发分高(>37%),容易着火,但燃煤量大,烟气量大。锅炉炉膛就要设计的又高又大,煤粉的细度可以粗一些。
●当煤种是无烟煤时,一方面由于无烟煤挥发分低(6%-10%),这就导致了这种煤很难着火。另一方面,无烟煤含碳量高,不易燃尽,所以一般采用W型火焰的锅炉。
W型火焰锅炉
W型火焰炉膛是由下部燃烧室和上部冷却室所组成,下部燃烧室容积扩大一倍左右,燃料燃烧过程基本上是在下部燃烧室内进行,延长了煤粉在炉内的停留时间,适合无烟煤燃烧速度较慢的特点,有益于煤粉的燃尽。
●但对于燃煤电厂来说,最好的煤种还要数烟煤,热值高(4500-5500大卡/公斤),挥发分适中(20%-37%)。锅炉的体积就可以设计得比较小,锅炉效率可高达95%。
但是问题来了
▼
近些年来,设计煤种采购困难,加之为了降低燃料成本,越来越多的电厂大量燃用非设计煤种,就出现了烟煤与无烟煤掺烧,煤粉燃尽度变差和燃烧不稳等问题。
举个例子,如果烟煤掺烧低灰熔点煤,燃烧器区和屏区受热面容易出现严重结渣,引起管壁超温,排烟温度升高;如果掺烧的是褐煤,容易引起制粉系统干燥出力不足、积粉爆炸等问题。
面对这些问题
就要根据电厂实际情况
考虑混煤方式和煤种的掺烧比例
在混煤方式上,如果煤场较小,应采用间断掺烧;如果煤种差别大,则要利用炉前预混掺烧;如果燃烧结渣特性相差较大的煤种,则选择分磨掺烧。
而煤种之间的掺烧比例也是一门学问,掺烧褐煤需要考虑锅炉和磨煤机出力的影响;掺烧挥发分低的煤,要注意燃烧的稳定性和燃尽率;掺烧高硫高灰份的煤则需要注意脱硫除灰系统的影响等一系列问题。
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根据《能源发展战略行动计划 (2014-2020年)》,我国要按照安全、绿色、集约、高效的原则,加快发展煤炭清洁开发利用技术,不断提高煤炭清洁高效开发利用水平。提高煤炭清洁利用水平,制定和实施煤炭清洁高效利用规划,积极推进煤炭分级分质梯级利用,加大煤炭洗选比重,鼓励煤矸石等低热值煤和劣质煤就地清洁转化利用。
没错
除了上面所说的三个煤种
还存在一些低热值煤
如,煤矸石、煤泥等
为了健康有效地使用特殊煤种
电厂设计就要有相应对策
那就是
循环流化床锅炉
循环流化床锅炉采用流态化燃烧,主要结构包括燃烧室(包括密相区和稀相区)和循环回炉(包括高温气固分离器和返料系统)两大部分。该锅炉运行风速高,容量大(600兆瓦或以上等级)。
循环流化床锅炉很好地解决了热学、力学、材料学等基础问题和膨胀、磨损、超温等工程问题,成为难燃固体燃料(如煤矸石、油页岩、城市垃圾、淤泥和其他废弃物)能源利用的先进技术。
对制粉系统的影响
之所以说煤是电厂的重中之重,是因为它不单单影响了锅炉的选型,还对制粉系统有着很大的影响。
●对于水分大的褐煤(水分>35%),一般要用风扇磨直吹系统,抽锅炉的高温炉烟,与热风低温炉烟组成煤的干燥介质。
风扇磨煤机直吹式制粉系统
●对于很难研磨的无烟煤,由于煤的可磨性系数小、硬度大,一般采用钢球磨煤机直吹系统。
双进双出钢球磨煤机
●对于水分小于35%的烟煤,一般采用中速磨煤机,这是比较受电厂欢迎的系统。
中速磨煤机
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不仅如此,煤种的不同会影响的方面还有很多,比如对于输煤专业,无论是贮煤天数、贮煤量、贮煤方式、输煤皮带的宽度,还是上煤系统和筛碎系统的出力等等很多方面都有影响。
煤的品质还会影响总平面布置专业,优质煤较就比劣质煤所需的煤场面积较小,而褐煤容易自燃,煤场的设计需要考虑更多。
如今,除了直接燃烧,煤炭的利用还在积极探索液化和气化的技术,使煤炭由直接燃烧转变成了化工原料,为煤炭绿色利用、提高资源利用率开辟了一条新途径。
据统计,截至2015年底,我国煤制油、煤制天然气、煤制烯烃(包括甲醇制烯烃)产能分别达到254万吨/年、31亿立方米/年和862万吨/年,2015年产量分别为115万吨、18.8亿立方米和648万吨。根据《煤炭深加工产业示范“十三五”规划》,大型煤气化、加氢液化、低温费托合成、甲醇制烯烃技术将进一步完善;百万吨低阶煤热解、50万吨级中低温煤焦油深加工、10亿立方米级自主甲烷化、百万吨级煤制芳烃等技术将完成工业化示范。
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