神華煤安全高效燃用技術(shù)推動(dòng)我國火電發(fā)展
產(chǎn)能2億噸的神東礦區(qū)、在灘涂地上拔地而起的黃驊港、實(shí)現(xiàn)“耕地零占用、淡水零開采、燃煤零運(yùn)輸”的滄州電廠……我們用半個(gè)月的時(shí)間走訪了神華集團(tuán)的多個(gè)生產(chǎn)單位，探尋這個(gè)世界第一大煤炭企業(yè)的創(chuàng)新秘訣。
誰能料到，如果當(dāng)初沒有突破神華煤的安全高效燃用技術(shù)，這一切都失去了根基。
某種意義上，神華的歷史始于神華煤。上世紀(jì)80年代末，我國在鄂爾多斯發(fā)現(xiàn)了世界第八大煤田，即儲(chǔ)量達(dá)2200多億噸的神府東勝煤田。這里的煤種具有低硫、低磷、高熱值的品質(zhì)，是優(yōu)質(zhì)的動(dòng)力煤。在我國電力結(jié)構(gòu)中，火電約占75%，而大型火電廠幾乎都是燃煤電廠。因而，神府東勝煤田的開發(fā)利用是必須進(jìn)行的一大工程，被列為我國21世紀(jì)重點(diǎn)開發(fā)的特大型動(dòng)力用煤基地。神華集團(tuán)的成立，最初正是為了承擔(dān)這一任務(wù)。
然而，神華煤在使用過程中卻出現(xiàn)意想不到的問題�！霸谏袢A集團(tuán)成立前，少數(shù)火電廠在使用神東的煤時(shí)，陸續(xù)出現(xiàn)事故。”神華集團(tuán)國華電力公司總工程師陳寅彪說。
原來，這種煤的缺點(diǎn)和其優(yōu)點(diǎn)同樣突出：灰熔點(diǎn)低導(dǎo)致其燃燒時(shí)容易結(jié)渣，影響鍋爐安全。為避免結(jié)渣，電廠往往采用降低負(fù)荷、加大運(yùn)行氧量等嚴(yán)重影響機(jī)組經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性的運(yùn)行措施。同時(shí)，該類煤由于煤灰自身的特點(diǎn)，不能在電站鍋爐中100％燃用，即使摻燒也頻繁出現(xiàn)安全性穩(wěn)定性極差的問題。
“很多電廠不愿意再使用神華煤，愿意高價(jià)買大同洗精煤和進(jìn)口澳洲煤�！眹A電力研究院鍋爐高級(jí)專家謝建文告訴記者。
恰逢此時(shí)，煤炭業(yè)處于低谷，燃用安全得不到保證的神華煤的境況可想而知。
沒有銷路，神東礦區(qū)的開發(fā)就是一句空話。時(shí)任神華集團(tuán)總經(jīng)理陳必亭親自干起了賣煤的活�！瓣惗麻L回到他此前任過職的江蘇省，求爺爺告奶奶，總算是賣掉一些�！笔煜み@段歷史的神華人對(duì)當(dāng)時(shí)的情況記憶猶新。
但市場接受的前提，是突破安全高效燃用技術(shù)。要知道，低灰熔點(diǎn)煤在我國1/2以上的火電廠應(yīng)用，其中包括神華煤在內(nèi)的低灰熔點(diǎn)優(yōu)質(zhì)動(dòng)力煤占煤炭儲(chǔ)量的1/3以上。如果不突破這一技術(shù)瓶頸，意味著這些煤炭資源無法得到充分利用。
為此，神華集團(tuán)組織開展了安全高效潔凈燃用神華煤技術(shù)的一系列科技攻關(guān)。1999年，神華集團(tuán)國華電力公司成立�！拔覀冮_始系統(tǒng)研究神華煤的特性，并探索其與鍋爐系統(tǒng)的耦合關(guān)系。”謝建文說道。
原來，每一個(gè)鍋爐建造時(shí)都設(shè)計(jì)好匹配的煤種，只有在合適的煤種如發(fā)熱量、灰分、揮發(fā)份、含硫含水等指標(biāo)匹配時(shí)，鍋爐才能連續(xù)正常工作。
神華煤大規(guī)模開發(fā)前，該煤種并未出現(xiàn)在我國鍋爐設(shè)計(jì)的煤種中。也就是說，早期鍋爐使用神華煤發(fā)生各種事故，正是因?yàn)檫@個(gè)新煤種不合其胃口。
“一方面，對(duì)于已有的鍋爐機(jī)組，我們需要根據(jù)神華煤的特性進(jìn)行改造和燃燒優(yōu)化設(shè)計(jì)；另一方面，設(shè)計(jì)匹配神華煤的新鍋爐�！眹A電力研究院有限公司副總經(jīng)理孫平說。
燃燒試驗(yàn)在全國20多個(gè)燃煤電廠開展。
“那時(shí)候我們是真不敢燒神華煤，要不就是煤粉還沒進(jìn)爐膛在管道里就自燃了，要么就是結(jié)渣將鍋爐損壞�！眹A電力科技信息部陳璟當(dāng)時(shí)是北京第一熱電廠任車間主任，回憶起當(dāng)時(shí)情景，他仍記憶猶新。
國華電力滄州電廠也是最早參與試驗(yàn)的電廠之一。有10多年鍋爐運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的黃香彬自2003年后的工作就是摸索神華煤的脾氣秉性，為其量身定做鍋爐機(jī)組，優(yōu)化燃燒系數(shù)。
風(fēng)煤比、給氧量、熱偏差……黃香彬及其全國各地的同行們對(duì)所有已開采和正在開采的神華煤煤種進(jìn)行測試和研究，獲得了神華煤作為動(dòng)力用煤的主要特性參數(shù)近800組、2萬個(gè)數(shù)據(jù)，包括煤質(zhì)、燃燒、結(jié)渣、沾污、研磨、重金屬含量、污染物排放，等等。
神華人慢慢揣摩出了低灰熔點(diǎn)煤炭的特性。2007年，在臺(tái)山電廠4號(hào)機(jī)組實(shí)現(xiàn)完全燃用神華煤大負(fù)荷連續(xù)運(yùn)行三個(gè)月的記錄。至此，神華全面系統(tǒng)地研究了神華煤在電站鍋爐中的燃燒及結(jié)渣特性，建立了神華煤結(jié)渣程度的判斷方法，掌握了神華煤與其他主要?jiǎng)恿γ悍N摻燒的結(jié)渣規(guī)律，提出了結(jié)渣判別指標(biāo)及其應(yīng)用方法。
“我們提出了大容量煤粉鍋爐燃用神華煤的爐膛設(shè)計(jì)參數(shù)選取意見，為鍋爐設(shè)計(jì)提供了重要依據(jù)并得到實(shí)施�！睂O平說。
由于神華煤熱值較高，沿海電廠大規(guī)模地利用神華煤替代了其他相對(duì)低熱值煤種，減少了對(duì)煤炭運(yùn)力的需求，大大緩解了我國目前鐵路以及海運(yùn)運(yùn)力緊張的局面。更為重要的是，近年來我國又發(fā)現(xiàn)了煤質(zhì)與神華煤基本相同、儲(chǔ)量達(dá)000億噸以上的新疆準(zhǔn)東煤田，因此，目前我國該煤種的探明儲(chǔ)量超過6000億噸，約占全國煤炭儲(chǔ)量的三分之一。神華煤安全高效燃用技術(shù)，可以最快速度保證這些煤種在電站鍋爐中的安全高效潔凈燃燒，適應(yīng)我國日益增長的能源需求。
隨后，我國前十個(gè)百萬級(jí)的超超臨界機(jī)組有9個(gè)是按神華煤設(shè)計(jì)的�！吧袢A煤曾經(jīng)是燙手的山芋，現(xiàn)在成緊俏貨了，大家想買都買不到�！敝x建文笑著說。
來源：科技日?qǐng)?bào)
