利用循環流化床鍋爐優越的燃燒特性，燃用以煤矸石為主入爐低位熱值小于12550千焦/千克的燃料（煤矸石熱值≥5000千焦/千克，煤矸石占入爐燃料的重量比≥60％）進行發電，該技術符合國家資源綜合利用產業政策，是國家鼓勵和發展的項目。

近年來受能源緊缺和環保壓力的影響，該發電技術在國內外得到迅速發展，我省煤矸石發電雖起步較晚，但裝機規模和單機容量也有較明顯的進步和發展。

福建省大田益源熱電有限公司是我省第一家燃用煤矸石進行發電的電廠，也是我省第一家通過資源綜合利用認證的電廠。電廠第一臺機組于1997年12月投產發電，第二臺機組于1998年11月投產發電，采用濟南鍋爐廠生產的YG—75/3.82—M1型鍋爐，該爐型采用高溫絕熱的旋風分離器。該電廠燃用煤矸石等低熱值燃料（煤矸石配比60%-63％, 入爐低位熱值2800-3000大卡/千克）已有多年，在運行調整中積累了一些經驗，燃燒低熱值燃料時機組能夠安全、穩定運行。

依在該電廠從事生產技術管理工作多年的經驗，淺談幾點燃燒我省煤矸石等低熱值燃料的體會，以供大家借鑒和商酌。

1  燃燒煤矸石等低熱值燃料時應維持較高床溫運行

煤矸石等低熱值燃料受其熱值較低的影響，在密相區燃燒時有效燃燒份額少，造成床溫較低，一般只有900℃左右。這種溫度對脫硫及降低氮氧化合物的生成是最佳的，但不利于煤粒的燃燒和燃盡。床溫較低，斷煤如發現不及時會造成滅火事故。如入爐煤顆粒度不好，易造成放渣困難，不利于燃燒的穩定。

燃燒調整時應盡量維持較高床溫運行。大田電廠通過采取排放循環灰、控制料層厚度、控制入爐煤顆粒、控制一、二次風量比率等綜合手段進行調整，床溫有所升高，但受爐膛結構限制只能維持在920-930℃。

新建電廠應特別注意床溫的選擇和設計，以此取得較高的床溫運行，床溫控制越高越好，但不能超過1000℃。較高的床溫有利于機組穩定燃燒和調整以及提高機組的經濟效益。

2  料層厚度控制

料層厚度控制不宜太高或太低，料層厚度較高熱穩定性好，但是床溫較低。料層厚度較低則燃燒特性相反。

煤矸石比重較大，料層如太厚要保證流化，就需加大一次風量，這樣會有所降低床溫，同時不利于放渣困難時的處理；料層太低時，床溫和負荷不穩。以料層差壓控制在7000-7500Kpa為好，放渣時每次不超過300Kpa，勤排少放，四根放渣管輪流排放，減少床溫波動，如能采用連續排渣最好，這樣可減少床溫波動，同時，可將大顆粒的爐渣排出，有利于流化。

3  一、二次風量調節

高溫絕熱旋風分離器爐型一、二次風量調整控制較矛盾、困難。要維持較高的床溫，一次風量小比較好，風量不足由二次風補充，然而二次風對返料溫度變化很敏感（特別是后墻的上排風），二次風加大，返料溫度將升高，易造成高溫返料堵灰停爐，故一、二次風量控制以返料溫度不超過980℃為限進行調整控制。總的看一次風量對返料溫度的影響小于二次風量，不同的爐影響量也不一樣，在燃燒調整時應加于摸索掌握。

4  防止返料系統高溫堵灰結焦

高溫旋風分離器最大缺點就是返料溫度高，易造成返料系統高溫堵灰結焦。同時返料溫度高制約了許多燃燒調整，使得燃燒調整幅度很小，這是中、低溫分離器所不會發生的問題。

燃用煤矸石等低熱值燃料后，循環灰的含碳量從20%多降低到10%以下，使得返料溫度有所降低，這是煤矸石燃燒唯一的益處。此時，采取加裝料腿水冷套到錐體上方以及采用高壓頭的無氧返料風機，返料溫度能夠得到進一步降低,緩解了因返料溫度高而造成的結焦。返料系統高溫堵灰結焦還有一個現象是在水冷套錐體處一層一層累積起來使錐口變小，造成返料不暢而停爐。這主要是工況調整幅度變化太大引起返料溫度變化大造成的。因此，燃燒調整時應嚴格控制返料溫度不超過980℃，在工況調整時幅度要小，盡量減少異常工況發生（如斷煤、大量放渣及熱值變動造成床溫波動等）。通過以上這些控制和技改能夠較好地緩解返料高溫堵灰，連續運行時間由早期的10天可延長到50天左右，最長運行過89天。但返料溫度還是偏高，仍然制約著燃燒調整。

目前，新建電廠很多采用加裝水（汽）高溫分離冷卻裝置后，返料溫度只有920-950℃左右，可較好地避免了高溫返料堵灰結焦。返料溫度的降低擴寬了燃燒工況調整范圍，解決了許多燃燒工況調整矛盾，有利于工況更好地調節。老電廠如想改造成水（汽）冷卻裝置，須注意計算好冷卻量，因新電廠的爐膛高度比老電廠的高，煤粒子在爐內停留的時間更長，這樣尾部后燃情況少多了，返料溫度也低多了。

5  適量排放循環灰

循環流化床鍋爐是依靠循環物料來帶負荷的。在燃用煤矸石等低熱值燃料時因灰份較高，循環物料建立快且循環物料量比燃用優質煤大得多，為此，在點火初期應適當排放循環灰，控制帶負荷速度（并網帶負荷到滿負荷控制在24小時）。正常運行時適當排放循環灰，可減輕分離器壓力，有利于燃燒工況調整。

6  嚴格控制入爐煤顆粒度

早期大田電廠在這方面吃過不少苦頭，有一時期曾經造成調試工作無法進行（煤矸石摻配率才達30%）。當時因對煤矸石認識不足，燃料破碎系統設計較不完善，只是簡單地將煤矸石粗破后按比例和原煤進行摻配，摻配后一起進入到環錘破碎機進行破碎，顆粒度根本無法保證，燃燒狀況陷入惡性循環，產生了一序列的問題（排渣困難等）。停爐后檢查發現爐底沉積著厚厚一層的大顆粒煤矸石。

通過對燃料破碎系統不斷地改造，現在顆粒度得到較好的控制，燃燒也正常了。2005年7月份燃燒優化調整試驗時對入爐煤篩分特性進行測試，從數據分析可知>10.0mm的顆粒是明顯降低了，粗顆粒的減少，解決了放渣困難問題。但〈1.25mm細顆粒明顯多了，增加了分離器的負擔。粗顆粒少，細顆粒多，中間顆粒偏少，這種篩分特性雖確保了燃燒可以正常進行，但不利于優化燃燒。煤矸石較硬、不易破碎，而優質的無煙煤易破碎、細粉多。如能將煤矸石等低熱值燃料和優質原煤分別破碎再進行配料，應有利于解決中間顆粒偏少的問題，但這還需待進一步試驗。

表1   2005年7月入爐煤篩分特性

表2    2002年10月入爐煤篩分特性

7  抓好配煤工作，減少入爐熱值波動

配煤工作是燃燒好煤矸石等低熱值燃料的一個重要環節。為了確保配煤工作正常開展，所配的入爐煤符合國家產業政策要求，應注意這幾個方面工作。

（1）煤矸石等低熱值燃料因其價值低，煤炭開采單位基本上是將其隨處丟棄，露天堆放、日曬雨淋。水份偏高將影響到煤矸的正常破碎。因此，必需注意防雨、防潮，確保水份合格。

（2）應強化進廠燃料管理，進廠前盡量將煤矸石中的矸石(熱值特低的)分離出去，保證煤矸石質量。

（3）不同熱值的燃料應分類堆放，以便摻配時能夠較穩定、正常進行。摻配前應對原燃料進行檢測，摻配過程應及時檢測入爐燃料熱值，依據配煤結果及時調整摻配比例。

配煤工作開展好了，有利于煤矸石等低熱值燃料的燃燒。低熱值燃料因其熱值低、灰份高、揮發份低、著火點高等特點造成燃燒時床溫低、著火慢。熱值如波動大，燃燒調整頻繁、工作量大，不利于床溫和負荷穩定。如果入爐煤熱值過低在床溫較低情況下較難穩定燃燒，嚴重時造成鍋爐滅火。正常運行時給煤量較大，排渣量也大，過大熱值波動易造成燃燒不及時，未燃盡的煤粒子隨爐底渣排出造成浪費。入爐煤最好控制在2800大卡/千克--3100大卡/千克之間。雨季時依據不同的來煤，可適當提高熱值運行。

因此，應抓好進廠燃料檢測和維護好配料計量系統等管理工作，保證配煤工作準確和正常開展，確保入爐燃料熱值穩定、波動小。

表3    2006年1月份燃煤抽檢情況表

8  提高熱效率的措施

早期建成的機組設計上存在問題較多，大多數的機組熱效率均不高，要進行大的改造較困難，如何利用現有的條件進行適當改造值得我們探究。個人認為在如下幾個方面有利于機組熱效率的提高：

（1）目前，冷渣器的技術比較成熟，燃用低熱值燃料時排渣量大，如能夠將排渣的熱損失回收利用，可提高熱效率1%左右，同時有利于工況的控制。

（2）不同的爐型特性不一樣，就是相同的爐型因安裝工藝的偏差特性也存在較大的差異。應對各臺爐進行優化燃燒調整試驗，取得最佳工況運行。

（3）為了提高運行周期而進行低風量和低氧量運行（降低了熱效率）是不可取的，應確定一個較可以的周期后進行燃燒運行，從而取得雙贏結局。但是最終應本質上解決高溫返料問題。

如何更好地燃燒福建低熱值燃料，是我省眾多從事CFB鍋爐燃燒技術工作的同行們不斷追求、探索的目標。相信，依托我省CFB鍋爐技術協作網平臺，通過廣大專業技術人員不斷鉆研攻關，我省燃用煤矸石底熱值燃料運行技術將取得更大成果。

文章作者：鄭成海  游興炎