1  前言

煤矸石是煤的伴生物，是煤炭開采過程排放的廢棄物，隨處丟棄的煤矸石山不僅占用了大量寶貴的土地，而且給產煤當地造成了嚴重的環境污染，也造成了有效能源的浪費。

利用循環流化床鍋爐優越的燃燒特性，燃用適合于燃燒的煤矸石等低熱值混合燃料進行發電，該項變廢為寶的發電技術目前在國內外已經趨于成熟并得到迅速發展。我省煤矸石等低熱值混合燃料發電項目起步較晚，裝機規模和單機容量較小，利用規模低于其它省份。

在我省發展煤矸石等低熱值混合燃料電廠有其重要意義和前景。

2  我省煤矸石電廠建設及運行情況

我省煤炭主要是以無煙煤為主，其揮發份低，灰份高，著火點高，后燃嚴重，不易被燃盡，是世界上最難燃盡的煤種之一。

為了燒好無煙煤，十幾年來我省廣大循環流化床鍋爐技術工作者，通過不斷摸索、探討和研究取得不少成就。循環流化床鍋爐機組規模和單機容量不斷地壯大并向大型化發展。燃燒技術的掌握為我省燃用煤矸石等低熱值混合燃料奠定了基礎，推動了我省煤矸石電廠的建設和發展。

目前，省內建成投廠的煤矸石電廠有福建省大田益源熱電有限公司、福建省龍巖適中煤矸石火電廠、福建省安溪湖頭煤矸石電廠、福建省永定金葉發電有限公司等幾家。從下表可看到近年建成投產的機組無論在裝機規模、單機容量和技術上都有較明顯的進步和發展。

表1

特別是近兩年來福建省安溪湖頭煤矸石電廠兩臺50MW機組的建成投產和福建省大田益源熱電有限公司兩臺50MW機組的擴建項目，推動了我省煤矸石電廠的建設。

目前，我省煤矸石電廠主要運行情況如下：

2.1  機組已能夠安全、穩定燃燒運行

我省煤矸石揮發份低只有1-3%，熱值一般在800-2000大卡/千克之間，而北方的煤矸石揮發份較高在15%以上，熱值在1500大卡/千克以上，兩者差異較大，燃燒較不易。

因對福建煤矸石特性認識不足，早期CFB鍋爐設計上存在問題較多，如：床溫較低、返料溫度高、磨損嚴重、澆筑料脫落、連續運行周期短，燃料破碎和配料計量設計不合理等。但是，幾年來通過不斷的摸索、試驗，逐步了解了煤矸石的特性，掌握了床溫與料層、一、二次風量、返料溫度等之間的關系，同時積累了豐富的燃燒調整運行經驗。通過不斷技術改造，解決和完善了燃料破碎系統、配料計量系統存在的問題，以及通過加強進廠燃料管理等措施，保證了入爐燃料顆粒度合格、入爐熱值穩定；通過不斷技術攻關，較好地解決了澆筑料脫落、放渣困難等問題。從而確保我省機組能夠安全、穩定運行。

2.2  機組連續運行周期得到提高

煤矸石等低熱值燃料灰份較高，燃燒時不同的分離裝置，所遇的問題不同。高溫絕熱旋風分離器缺點是易造成返料系統高溫堵灰結焦，通過加裝水夾套、水（汽）冷裝置等手段，較好地緩解和解決了返料系統高溫結焦問題。中、低溫分離器缺點是磨損嚴重，通過加裝防磨措施，磨損問題也得到較好的解決。從而較好地延長和提高機組連續運行周期。

2.3  燃燒熱效率有待進一步提高

燃燒效率的好壞關系到電廠的經濟效益。目前，省內各電廠通過加強管理以及通過技術改造（如加裝冷渣器回收排渣熱損失、加高爐膛高度等手段）燃燒熱效率有所提高。但是，總的來看燃燒熱效率依然偏低有待進一步提高。

總體上來看，我省早期建成投產CFB鍋爐已經完全能夠安全、穩定地燃燒煤矸石等低熱值燃料。近期新建的、有針對性采用新技術的CFB鍋爐也已經投入運行，我們期待它給予新的啟發。

3  煤矸石電廠建設可推進我省煤矸石綜合利用規模

煤矸石是最大的工業固體廢棄物之一，但煤矸石不是一種簡單的廢棄物，而是可以利用的資源，發展煤矸石綜合利用具有十分重要的意義。

我省原煤矸石綜合利用途徑較單一，只是簡單地將煤矸石煅燒后拿去做水泥的摻合料，產品的技術含量不高。簡單地煅燒易造成環境污染，同時也浪費了資源。利用煤矸石等低熱值混合燃料進行發電，燃燒后的灰渣其活性好同樣是水泥很好的摻合料，資源能夠得到進一步有效合理地使用。

煤矸石等低熱值混合燃料發電需要消耗大量的燃料，通過發電煤矸石能得到較規模地利用，可以減少土地壓占，改善環境質量。

4  利用煤矸石發電可以減輕我省部分煤炭資源緊缺壓力

煤炭是我省主要消耗的能源，約占全省能源消耗的70％。隨著海峽西岸經濟區建設步伐的加快，煤炭需求也在快速增長，2005年煤炭消耗總量超過4500萬噸。然而我省煤炭資源較貧乏，是南方缺煤省（區）之一，每年一半以上的煤炭需從省外和國外調入，煤炭成為我省經濟發展的制約瓶頸。

我省每年煤炭的開采量為2000多萬噸，按全國通用的10%左右排放量計算，每年約有200多萬噸的新增煤矸石排放，加上歷年開采的排放量這個數字相當可觀。同時，我省煤層薄，在煤炭開采過程中對一些煤層較薄、熱值較低（只有2000大卡/千克-4000大卡/千克）、目前沒有市場的煤層均隨意丟棄沒有開采，在我省煤炭資源貧乏情況下來看這是個很大的能源浪費。如將這兩方面低熱值煤炭進行開發利用，可緩解我省部分能源緊缺。淺薄的煤層開采出來也可提高產煤企業的經濟效益。

5  可合理分配、利用有限的煤炭資源

煤矸石等低熱值混合煤具有一定的熱值，燃燒后可放出熱量，可以替代一部分優質煤炭。不同行業使用的煤炭質量要求不同。

以一家裝機容量為2×12MW的電廠為例，按年利用5000小時，年可發電12000萬千瓦，度電標煤耗550千克/千瓦時進行測算可知，如全部燃用優質煤則年需要消耗優質煤82000噸，如采用煤矸石等低熱值混合煤進行發電時，年只需消耗優質煤62400噸、煤矸石93600噸，可置放優質煤炭19600噸。雖然不同蒸發容量、不同爐型的CFB鍋爐度電煤耗不一樣，但總的來說置放率一般可達20%-30%。如果我省煤矸石發電裝機容量達240MW，年可節約優質煤炭20萬噸，可消耗煤矸石100萬噸，這可是一筆不小數字。

6  結論

綜上所述，我省煤矸石電廠已經完全能夠安全、穩定地燃用煤矸石等低熱值燃料，同時，該項技術又符合國家資源綜合利用產業政策。因此，為了補充我省能源需求的不足，合理使用有限煤炭資源，促進我省資源綜合利用工作，減輕環境污染，利用循環流化床鍋爐的優越燃燒特性，提高循環流化床鍋爐的燃燒運行技術，提高鍋爐的燃燒效率，適度發展我省煤矸石等低熱值混合煤電廠有其深遠意義和廣闊前景。

文章作者：鄭成海 游興炎