神華煤安全高效燃用技術(shù)推動我國火電發(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、實現(xiàn)“耕地零占用、淡水零開采、燃煤零運輸”的滄州電廠……我們用半個月的時間走訪了神華集團(tuán)的多個生產(chǎn)單位，探尋這個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)重點開發(fā)的特大型動力用煤基地。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，陸續(xù)出現(xiàn)事故�！鄙袢A集團(tuán)國華電力公司總工程師陳寅彪說。
原來，這種煤的缺點和其優(yōu)點同樣突出：灰熔點低導(dǎo)致其燃燒時容易結(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、加大運行氧量等嚴(yán)重影響機(jī)組經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性的運行措施。同時，該類煤由于煤灰自身的特點，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，愿意高價買大同洗精煤和進(jìn)口澳洲煤�！眹A電力研究院鍋爐高級專家謝建文告訴記者。
恰逢此時，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@段歷史的神華人對當(dāng)時的情況記憶猶新。
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)的低灰熔點優(yōu)質(zhì)動力煤占煤炭儲量的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�！敝x建文說道。
原來，每一個鍋爐建造時都設(shè)計好匹配的煤種，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，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，正是因為這個新煤種不合其胃口。
“一方面，對于已有的鍋爐機(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；另一方面，設(shè)計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。
燃燒試驗在全國20多個燃煤電廠開展。
“那時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)時是北京第一熱電廠任車間主任，回憶起當(dāng)時情景，他仍記憶猶新。
國華電力滄州電廠也是最早參與試驗的電廠之一。有10多年鍋爐運行經(jīng)驗的黃香彬自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力用煤的主要特性參數(shù)近800組、2萬個數(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煤炭的特性。2007年，在臺山電廠4號機(jī)組實現(xiàn)完全燃用神華煤大負(fù)荷連續(xù)運行三個月的記錄。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動力煤種摻燒的結(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)計參數(shù)選取意見，為鍋爐設(shè)計提供了重要依據(jù)并得到實施。”孫平說。
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低熱值煤種，減少了對煤炭運力的需求，大大緩解了我國目前鐵路以及海運運力緊張的局面。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量超過6000億噸，約占全國煤炭儲量的三分之一。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，我國前十個百萬級的超超臨界機(jī)組有9個是按神華煤設(shè)計的。“神華煤曾經(jīng)是燙手的山芋，現(xiàn)在成緊俏貨了，大家想買都買不到。”謝建文笑著說。
來源：科技日報
