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  • 煤炭精细化混配技术的应用前景探讨

    发布时间:2020-01-10 来源:https://www.boshuolunwen123.com  作者:博硕论文辅导网

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    煤炭精细化混配技术的应用前景探讨
        动力配煤在中国很早就提出来了,但总体进展缓慢,技术粗放。国内最早倡导搞动力配煤的是原物资部。在物资部的倡导下,各发煤站、储煤厂都开始把各地买来的煤进行混配。但随着煤炭价格的市场化和物资部的撤销,煤炭生产厂和客户开始直接接触,很多配煤生产线慢慢萎缩了。目前很多从事配煤业务的分企业都是采取粗放的堆场配煤方式,计量不够精细,混合不够均匀,配制出来的煤炭稳定性较差。如张家港港务集团在为协鑫集团中转煤炭的同时提供堆场混堆或装船时分堆取料混装的配煤服务。    锅炉设计必须适应燃料特性,在我国由于电厂用煤的多样性,电厂锅炉运行过程中燃煤特性往往超出了原设计煤种范围,造成锅炉运行不稳定,影响机组的发电量。近年来电力行业购买动力煤的选择余地增大,有些电厂则由于购买煤的发热量高于设计煤种,不仅使其得不到充分利用,有时还会缩短锅炉寿命,有的甚至烧毁了燃煤设备,造成停产事故。国内多家研究机构的实验室试验及荷兰鹿特丹的工业实验都证明,精细化的动力配煤技术可充分发挥每种煤的优点,使之相互取长补短,配出在综合性能上满足各种要求的人工洁净煤。动力配煤的最大优点是煤炭质量稳定,易于充分燃烧,从而达到提高锅炉热效率和节约用煤的目的。同时,锅炉燃烧时炉膛温度稳定,锅炉热效率高,风量容易控制,因此煤炭燃烧后的结渣少,减少了飞灰量,为后道环保系统的正常工作提供了稳定的工况,有利于消除烟尘和二氧化硫,减少对大气的污染。
        我国动力锅炉以燃煤型为主,大气污染中2/3以上烟尘、90%以上的二氧化硫来自燃煤。鉴于由二氧化硫污染引起酸雨己到了严重的地步,政府自1990年以后颁布了一系列的环保政策及措施。1997年1月国务院颁布了酸雨控制区和二氧化硫污染控制区划分方案,明确规定禁止在大中城市城区及近郊区新建燃煤火电厂,新建或改造燃煤含硫量大于1%的电厂,必须建设脱硫设施。但脱硫设施投资费用巨大,尤其是小型电厂或热电厂更是无力承担。而采用精细化的配煤技术较容易满足燃煤电厂煤中硫含量的要求,若使硫分在2.0%以上的动力煤和硫分低于0.5%的煤相配后,可使配煤硫分降低至1%以下,再辅以固硫添加剂可使脱硫率达到70% o因此精细化配煤技术为国产高硫煤找到了出路,并且可为某些中小型锅炉节省了脱硫装置,是一种兼具环保和经济双重效益的实用方法。
        广东黄埔电厂进行的配煤试验研究结果显示,配煤可使灰渣含碳量降低6%^-10%锅炉热效率可提高4%左右,平均节煤5%以上。黄埔电厂年耗煤量约200万吨左右,预计采用配煤工艺后,每年可节煤10万吨左右,显示了巨大的经济前景。
    浙江大学热能工程研究所基于多年对煤质特性燃烧特性的理论研究及试验,己经成功开发出了配煤专家系统软件。该专家系统除了采用发热量和挥发份这两个重要指标外,还选取了煤的着火、脱硫、结渣、燃尽等重要燃烧指标来综合反映配煤的性质。
    内蒙古元宝山发电厂装有一台300MW机组和两台600MW机组,全年总耗煤量近400万吨,85%的煤炭来自附近的风水沟、红庙、元宝、山西露天、古山和古川6大煤矿。由于来煤与锅炉设计煤种不符,导致1#机组的锅炉燃烧时末级过热器结渣,2#机组采用分级送风燃烧时不完全燃烧损失增大,严重影响到锅炉的安全经济运行。该厂采用了配煤专家系统后,根据单煤的工业分析值、元素分析值、灰成分分析值以及灰熔点等实测数据配制了既符合锅炉燃烧特性又满足大气排放标准人工洁净煤,取得了经济和环保的双重效益。
        许多实验室试验和工业化中间试验的结果表明,人工洁净煤技术可带来经济和环保的双重效益,然而实际应用时还存在一个问题,即确定混煤的比例后,如何使混煤的成分更均匀,不致因煤质波动而影响燃烧的稳定性和经济性。根据现场调研显示,目前各电厂,尤其是中小型电厂,由于受到燃煤价格上涨带来的成本压力,都在进行着煤炭的掺烧工作,但受现场工艺条件、计划采购的限制及缺乏配煤理论的指导,只是在煤堆场根据煤炭的发热量将几种简单的混合在一起,而没有考虑燃烧后的排放等环保问题,且由于混合不均匀,掺烧的效果也不稳定。如保利协鑫下属电厂在张家港港区中转的煤炭,要求港方在装船时将堆场上的煤炭按比例取料,然后利用落料时的自由落体运动进行混合,效果不是很理想。其配煤增值服务的收费也只有5元/吨。
        目前在国内市场上出现一家专注人工洁净煤的商业公司一中港印能源集团有限公司,该公司引进了荷兰的精细配煤技术(简称CBF>,原理是把多达6种不同的煤装到不同的筒仓。按照用户的要求,通过精确的计量装置把不同的煤炭混合在一起并添加固硫剂,然后充分搅拌均匀。因此配制出的人工混煤稳定性好,燃烧试验结果显示与理论配煤指标非常接近,达到了环保洁净煤的标准。由于它符合我们国家发展洁净煤的政策导向,因此己经受到国家发改委等部委的肯定和重视。其在连云港与港务集团合作,依托港口堆场的首个工业化装置已经投入运转,每年可生产1000万吨人工洁净煤,总投资约3000万美元,华能太仓电厂也在参与其人工洁净煤的经济及环保方面的工业性验证工作。
    中国是一个以煤炭为主要常规能源的国家,煤炭在能源消费总量所占比重超过65%。近年来,随着工业化、城镇化进程明显加快,对能源资源的需求持续快速增长,煤炭生产也出现了前所未有的高速增长态势,煤炭产量从2000年13亿吨增加到2007年25亿吨,煤炭产量7年约翻了一倍。中国还是一个高含硫量煤炭比重较大的国家,煤炭资源保有储量中将近40%硫分含量大于1.0%,其中有三分之一左右硫分含量大于2%。随着我国北方大多数矿井已经开始开采下部含硫量高的煤层,煤炭中平均含硫总量将有逐步升高的趋势。预计未来一个时期为满足持续快速增长的能源需求和促进能源的清洁高效利用,对煤炭的清洁化燃烧及综合节约利用提出重大挑战。
    国家发改委宏观研究院副院长王一鸣教授对CBF洁挣煤生产技术持充分肯定的态度,并认为该技术是综合利用高含硫量和低热值煤炭,提高锅炉燃烧效率和减少二氧化硫和其他燃烧伴生有害物质排放的一项重大工程。具有如下五个方面的意义:
        (1)有利于高效利用我国的煤炭资源,保障能源供应。
        (2)有利于提高煤炭资源利用效率,减少污染排放。
        (3)加快煤炭生产领域的技术进步,提高煤炭生产技术水平。
        (4)减少温室气体排放,应对气候变化挑战。
          (5)改变混配煤炭生产方式,有利于煤炭生产区的生态环境保护。
        据中港印公司的公开资料及北京煤炭化工研究院的有关资料显示,中港印的配煤项目主要使用发热量、硫分都比较高的国产煤和低灰、低硫、低发热量和高水分的印尼煤进行混配。
        现在的煤价比较高,特别是在沿海地带,煤炭资源少,工业发达,电厂供电需求大。因此利用因环保要求而建设的圆形储煤筒仓,引入CBF人工洁净煤技术,再借助于国家赋予华能集团利用国内外两种资源的政策及本项目优越的运输条件,在没有任何煤炭资源但需求量巨大的苏州市建设一个人工洁净煤生产基地,有着非常良好的市场前景。

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