作者:王礼鹏,赵永椿,张军营,姚斌,郑楚光
作者单位:华中科技大学煤燃烧国家重点实验室
来源:工程热物理学报
准东煤易着火、燃尽率高,是优良的动力用煤,但高水分、高碱金属含量特性导致其在锅炉燃用过程中出现严重的沾污结渣.系统采集燃用准东煤比例约为75%的新疆某电厂1#炉各部位灰渣样,采用X射线荧光光谱、X射线衍射仪和环境扫描电子显微镜等微观分析手段对灰渣样进行了系统分析,结果表明:钠在烧结灰块中的沉积多于浮灰,整个烟气流程中,中温对流受热面(500-7000 。C)上的灰渣中钠含量最高;灰渣的矿物组成包括常见的强沾污性的硫酸钙,同时还含有钠长石、钠铁硫酸盐和钠钙铝硅酸盐。
新疆蕴藏着大量尚未开发的煤炭资源,预测资源总量达219万亿吨,占中国预测煤炭资源总量的40% 。准东是新疆煤炭资源储量最为富集的区域,其资源预测储量达3900亿吨,目前累计探明煤炭资源储量为2136亿吨,是我国目前最大的整装煤田,具有储量巨大,开采成本低,煤的反应性好且容易燃尽等优势。准东煤田为海洋性沉积型煤田,煤中原生矿物中含有大量的碱金属Na, K,其含量远高于现有已知动力用煤中碱金属含量。碱金属对煤的燃烧过程有重要影响,适量的碱金属化合物作为助燃剂可以降低煤粉的着火温度,改善煤粉自身燃烧性能,同时还有脱硫脱氮作用,减轻煤燃烧对环境的污染。但过高的碱金属含量会使煤在燃烧过程中挥发大量的碱金属蒸汽,这些碱金属蒸汽在温度较低的受热面上凝结,形成初始沾污层,沾附飞灰颗粒;另一方面,碱金属还可与其它元素反应形成低熔点化合物或共晶体,引起结渣,新疆部分电厂进行了准东煤掺烧试验,掺烧时出现了炉内燃烧器区结渣及受热面沽污堵塞,并伴有严重的高温腐蚀,爆管现象频发,严重影响了机组安全正常运行。