低熱值煤炭綜合利用發(fā)電現(xiàn)狀

1、低熱值煤炭綜合利用發(fā)電現(xiàn)狀摘要：全國煤炭主要調(diào)出地區(qū)在開采外運(yùn)優(yōu)質(zhì)煤的同時(shí)產(chǎn)生大量的煤矸石等低熱值燃料，這些低熱值燃料直接排棄不僅影響環(huán)境和占用土地，也造成能源資源的浪費(fèi)。低熱值煤就地發(fā)電轉(zhuǎn)換是解決這一問題的最佳途徑，也是西電東送的重要補(bǔ)充。 關(guān)鍵詞：低熱值煤炭；煤矸石；循環(huán)流化床；綜合利用發(fā)電 中圖分類號(hào)：P618 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2013）15-0086-02 1 概述 目前全國歷史堆存的煤矸石近50億噸，受技術(shù)條件、利用途徑和消納能力的限制，煤矸石堆存量以每年億噸以上的速度遞增。現(xiàn)已形成的1500多座矸石山占?jí)和恋?.3萬公頃以上，不僅加劇了人地矛盾，也改變

2、了原有土地的結(jié)構(gòu)和功能，破壞了當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)系統(tǒng)。矸石山揚(yáng)塵不僅影響大氣環(huán)境，落地后還會(huì)造成土壤污染；煤矸石中有害元素會(huì)溶入水域或通過雨水滲入土壤，直接影響水體和土壤 質(zhì)量。 現(xiàn)階段主要通過三種途徑對(duì)煤矸石進(jìn)行利用和處置：一是對(duì)沒有熱利用價(jià)值的煤矸石除部分用于筑路和生產(chǎn)建材外，主要進(jìn)行填埋處理；二是熱值較低（3001200千卡/千克）的煤矸石主要用于生產(chǎn)利廢材料；三是對(duì)熱值相對(duì)較高（1200千卡/千克）的煤矸石主要應(yīng)用于發(fā)電。 煤矸石發(fā)電是以利用熱值在1200千卡/千克以上的煤矸石為主，輔以適量煤泥和中煤，形成收到基低位發(fā)熱量不大于3000千卡/千克的入爐燃料，其中煤矸石和煤泥的比例達(dá)到60%以上

3、，采用循環(huán)流化床鍋爐（CFB）機(jī)組發(fā)電的低熱值煤利用方式。目前全國煤矸石綜合利用電廠近400座，投產(chǎn)的總裝機(jī)容量達(dá)2600萬千瓦左右，主要分布在重點(diǎn)產(chǎn)煤區(qū)。2010年，全國煤矸石綜合利用電廠共消耗低熱值煤約1.3億噸，相當(dāng)于節(jié)約3500萬噸煤炭，相應(yīng)減少占?jí)和恋?00公頃。 2 循環(huán)流化床鍋爐的優(yōu)點(diǎn) 循環(huán)流化床鍋爐在低熱值煤炭綜合利用發(fā)電中發(fā)揮的作用是無可比擬的。大型CFB機(jī)組在優(yōu)化我國電源結(jié)構(gòu)、減少發(fā)電污染物排放等方面發(fā)揮了一定作用。CFB機(jī)組對(duì)燃料的適應(yīng)范圍寬，對(duì)高灰分、低熱值、低揮發(fā)分燃料能入爐穩(wěn)定燃燒；負(fù)荷調(diào)整范圍較寬，鍋爐負(fù)荷在30%35%可以不投油助燃；在爐內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)脫硫、低NOx

4、排放等。這些優(yōu)點(diǎn)是其在煤礦低熱值發(fā)電得到廣泛運(yùn)用的主要原因。我國30萬千瓦級(jí)及以下容量的國產(chǎn)CFB機(jī)組已基本成熟，鍋爐及主要輔機(jī)產(chǎn)品運(yùn)行可靠性也大大提高，能夠較好地利用各種熱值燃料，實(shí)現(xiàn)低熱值煤綜合利用。 （1）煤種適應(yīng)性廣。循環(huán)流化床爐內(nèi)燃料著火、燃燒條件好，可以燃燒高灰、高硫、高水分、低熱值、低揮發(fā)分的煙煤、無煙煤、褐煤、煤泥、煤矸石、油頁巖、樹干等劣質(zhì)燃料，且煤種多變和各種燃料混合物均能適應(yīng)。 （2）燃燒效率高。由于灰分及燃料的多次循環(huán)，在燃用不同煤種，在不同負(fù)荷下，燃燒效率卻比較高，可達(dá)98%99%以上，完全可以媲美煤粉爐。 （3）循環(huán)流化床屬于低溫燃燒，NOx排放遠(yuǎn)低于煤粉爐，并可實(shí)

5、現(xiàn)燃燒中直接脫硫。脫硫效率高且技術(shù)設(shè)備簡單和經(jīng)濟(jì)，其脫硫的初投資及運(yùn)行費(fèi)用低于煤粉爐加FGD，是目前中國在經(jīng)濟(jì)上可承受的燃煤污染控制技術(shù)。 （4）負(fù)荷調(diào)節(jié)比大，運(yùn)行操作靈活方便。循環(huán)流化床鍋爐機(jī)組的調(diào)峰性能優(yōu)良，能夠適應(yīng)中國電力負(fù)荷波動(dòng)大的特點(diǎn)。實(shí)際運(yùn)行表明在25%的負(fù)荷下可穩(wěn)定運(yùn)行，調(diào)節(jié)負(fù)荷變化速度也很快。 （5）有利于灰渣綜合利用。其灰渣可以作為水泥混合料或其他建筑材料。 基于這些優(yōu)點(diǎn)可有效利用低熱值煤炭資源，并能有效、經(jīng)濟(jì)地解決環(huán)保問題。隨著CFB機(jī)組的大型化，對(duì)低熱值煤集中穩(wěn)定供應(yīng)提出更高要求。受經(jīng)濟(jì)運(yùn)輸半徑的限制，一般低于600萬噸/年的獨(dú)立選煤廠或30公里范圍內(nèi)選煤能力低于600萬

6、噸/年的廠址將不能支持30萬千瓦及以上機(jī)組燃料數(shù)量要求和經(jīng)濟(jì)要求。因此，大型礦區(qū)、特大型煤礦及選煤廠將是大型CFB機(jī)組選址的基礎(chǔ)條件。有必要在煤炭集中生產(chǎn)區(qū)和國家規(guī)劃建設(shè)大型煤炭基地同步規(guī)劃建設(shè)大型CFB鍋爐坑口電站，集中處理煤矸石、洗中煤、煤泥等燃料，減少不必要的劣質(zhì)燃料長途運(yùn)輸耗能，有效提高煤炭的綜合利用效率。 3 低熱值煤發(fā)電存在的主要問題 （1）CFB機(jī)組總裝機(jī)容量小，導(dǎo)致大量低熱值煤無法合理利用和增加運(yùn)輸能耗。2010年全國投產(chǎn)的CFB機(jī)組規(guī)模2600萬千瓦左右，消耗低熱值煤1億多噸，而產(chǎn)生的可用于發(fā)電的低熱值煤3億噸以上，導(dǎo)致大量煤矸石被廢棄。部分煤泥和中煤摻在優(yōu)質(zhì)煤中長距離運(yùn)輸，

7、增加運(yùn)輸能耗，加劇“西煤東運(yùn)、北煤南運(yùn)”的緊張局面。 （2）CFB機(jī)組單機(jī)容量小，相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)缺失。與大容量高參數(shù)的常規(guī)火電機(jī)組相比，低熱值煤碳CFB發(fā)電機(jī)組容量等級(jí)較小，CFB發(fā)電機(jī)組的設(shè)計(jì)、制造和安裝等規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)缺失，現(xiàn)階段只能參照常規(guī)火電機(jī)組相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。當(dāng)前應(yīng)優(yōu)先完善相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)展30萬千瓦CFB機(jī)組。 （3）入爐燃料發(fā)熱量上限制偏低。目前國家有關(guān)煤矸石電廠使用的燃料收到基低位發(fā)熱量限制為不大于3000kcal/kg。隨著以輸出為主的大型煤炭基地的建設(shè)，為減少鐵路、公路運(yùn)輸壓力，將加大原煤入洗比重，這將導(dǎo)致在大型礦區(qū)出現(xiàn)大量發(fā)熱量在25003500kcal/kg的中低發(fā)熱

8、量的煤炭無法消納。建議在以外運(yùn)為主的大中型選煤廠附近允許入爐燃料發(fā)熱量上限控制在3500kal/kg以內(nèi)，以便于建設(shè)大容量、高參數(shù)、高效機(jī)組、規(guī)模更大的低熱值發(fā)電廠，提高低熱值燃料電廠的綜合技術(shù)水平和綜合 效益。 4 結(jié)語 低熱值煤炭綜合利用發(fā)電對(duì)緩解環(huán)境污染和生態(tài)處置壓力，改變目前將低熱值燃料摻回優(yōu)質(zhì)煤中外運(yùn)，增加運(yùn)輸能耗的狀況，具有積極的意義，也是對(duì)我國電源結(jié)構(gòu)的重要補(bǔ)充。 參考文獻(xiàn) 1張建民.我國利用煤層氣、煤矸石、煤泥發(fā)電現(xiàn)狀、問題與建議J.中國能源，2011，33（11）：25-27. 2朱吉茂.加快實(shí)施煤矸石綜合利用發(fā)電的建議J.煤炭工程，2011，（6）：103-104、107. 3王成惠.煤泥煤矸石資源綜合利用發(fā)電淺析J.煤炭工程，2004，（4）：58-60. 4許德平，曹雅風(fēng).關(guān)于我國煤矸石發(fā)電存在問題的調(diào)查J.煤炭科學(xué)技術(shù)，1999，2