煤礦建設(shè)低熱值矸石熱電廠滿足了礦山供電、供熱的需要。使用低熱值煤矸石做燃料能 使 之變廢為寶，燃燒后排出的爐渣、細(xì)灰是供不應(yīng)求的建筑原材料，同時(shí)還可減少矸石占地面 積，節(jié)約寶貴的土地資源。集中供熱可以使礦山免建傳統(tǒng)的鍋爐房，減少煙塵對(duì)環(huán)境的污 染，并且可實(shí)現(xiàn)職工生活區(qū)24小時(shí)供熱，提高了礦工的生活品質(zhì)。 　　但是，燃燒低熱值矸石的鍋爐吞進(jìn)、排出量多，系統(tǒng)設(shè)備磨損快、維修工作量大，嚴(yán)重影響 設(shè)備的連續(xù)安全運(yùn)行，因此長(zhǎng)期燃燒6.28MJ/kg以下燃料的矸石電廠不多。新集能源股份公司煤矸石電廠6年來(lái)堅(jiān)持邊解決技術(shù)問(wèn)題邊生產(chǎn)，堅(jiān)持燃燒平均5.65～6.28MJ/kg的 煤矸石， 2臺(tái)6ＭＷ機(jī)組平均每年發(fā)電量在7000萬(wàn)kWh以上、供熱每年超過(guò)12萬(wàn)t。電廠改造的1號(hào)鍋爐 使用定向 風(fēng)帽、輕型爐墻，在同樣風(fēng)量的運(yùn)行工況下，可穩(wěn)定燃燒4.71MJ/kg的矸石，保持爐溫900～ 980℃，鍋爐出力也超出了原設(shè)計(jì)值。 　　1　建設(shè)規(guī)模 　　以生產(chǎn)檢修完全配套、生活商業(yè)區(qū)設(shè)施齊全的400萬(wàn)t機(jī)械化礦井為例，年用電量約800 0萬(wàn)kWh、蒸汽用量12萬(wàn)t。 　　煤礦礦區(qū)矸石電廠規(guī)模的選擇應(yīng)以滿足礦區(qū)供電、供熱的需要，消耗矸石為主，不求向 外供電。因?yàn)檫m于矸石燃燒的鍋爐應(yīng)是蒸發(fā)量適宜、很耐磨損、檢修方便、運(yùn)行穩(wěn)定的爐型 ，與大容量、高壓力、高效率的電站鍋爐相比它不具競(jìng)爭(zhēng)力，它的優(yōu)勢(shì)在于綜合經(jīng)濟(jì)效益 和社會(huì)環(huán)境效益。因此矸石燃料鍋爐大小的選擇思路應(yīng)以實(shí)際需要及適應(yīng)設(shè)備安全可靠運(yùn)行 、檢修便利為原則。 　　從發(fā)電量來(lái)看，裝機(jī)容量12MW機(jī)組年發(fā)電量為7000～8000萬(wàn)kWh，可基本滿足用電 量要求。由于一般礦區(qū)用電高峰和低谷比較明顯，自備電廠裝機(jī)容量不大，所以為保證礦區(qū) 用電安全，電廠必須聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行。因?yàn)槭强涌陔娬荆娫纯芍苯咏尤氲V區(qū)6000V母線系統(tǒng)，避 免了建設(shè)升壓站，部分簡(jiǎn)化了供電系統(tǒng)，節(jié)省了建設(shè)投資。2臺(tái)6MW機(jī)組可選擇1臺(tái)抽凝 式1臺(tái)凝汽式汽輪機(jī)，以方便同時(shí)供熱與發(fā)電。系統(tǒng)還應(yīng)設(shè)立減溫減壓裝置，以保證2臺(tái) 汽輪機(jī)同時(shí)停運(yùn)時(shí)的供熱需要。 　　蒸發(fā)量70t/h的鍋爐可滿足發(fā)電機(jī)運(yùn)行和年供熱12萬(wàn)t的需要。因礦區(qū)不再建鍋爐房，為 保證礦區(qū)安全生產(chǎn)及連續(xù)供熱的需要，熱電廠應(yīng)設(shè)1臺(tái)35t/h的備用鍋爐。 　　采用3臺(tái)35t/h的鍋爐可使生產(chǎn)的調(diào)整顯得十分便利，冬季供暖高峰期可3爐同時(shí) 運(yùn)行，以充分滿足礦區(qū)供電和供熱需要。實(shí)踐證明35t/h沸騰爐雖然效率稍低于循 環(huán)流化床鍋爐，但它對(duì)低熱值、高硬度煤矸石適應(yīng)能力較強(qiáng)，且檢修方便，綜合考慮后使用 沸騰爐應(yīng)是合適的選擇。 　　矸石電廠建設(shè)的規(guī)模是否適宜非常重要。首先可以保證投資額是適宜的，再者合適的供電量 可使礦區(qū)少購(gòu)網(wǎng)上的高價(jià)格電廠，避免增加煤礦噸煤成本，少向電網(wǎng)反送低價(jià)電而造成電廠 收入減少。因此，矸石電廠的規(guī)模應(yīng)與礦井建設(shè)規(guī)模相適應(yīng)。 　　2　運(yùn)行及檢修 　　由于使用燃料不同，矸石電廠與常規(guī)燃料電廠相比，最大的麻煩是鍋爐系統(tǒng)問(wèn)題多、運(yùn)行 壽命短。妥善解決鍋爐系統(tǒng)的問(wèn)題是保障矸石電廠正?？煽窟\(yùn)行的關(guān)鍵。 　　2.1　關(guān)于埋管磨損問(wèn)題 　　由于爐膛沸騰段燃燒的煤矸石平均粒度大（大顆粒在8～14cm左 右）、硬度高、流化速度快，所以對(duì)外表面處于高溫狀態(tài)下的爐管的磨損非?？?，一般 運(yùn)行4個(gè)月即會(huì)磨穿。埋管磨損問(wèn)題的檢修方案經(jīng)實(shí)踐驗(yàn)證，以下幾條措施非常有效。 　　（1） 定期加防磨片（例行檢修時(shí)），防磨片材質(zhì)可選強(qiáng)度較高、可焊性較好的16MnR鋼，磨 損嚴(yán)重區(qū)域防磨片可適當(dāng)加寬、加厚和加密。 　?。?） 磨穿爐管不能局部堵漏，為保證鍋爐有較長(zhǎng)的運(yùn)行周期只能適當(dāng)擴(kuò)大區(qū)域長(zhǎng)度成段更 換。焊接工藝按等強(qiáng)度原則選擇焊條，確保焊接質(zhì)量，以使整根爐管機(jī)械性能處于均勻平 衡的金屬組織狀態(tài)。 　?。?） 埋管的噴涂或加防磨瓦的工藝及效果不如上述方案簡(jiǎn)便可靠。 　　2.2　關(guān)于爐墻開裂問(wèn)題 　　 爐墻開裂主要是因膨脹縫預(yù)留不當(dāng)，或硅酸鋁棉等耐火材料填充不密，造成爐料竄入內(nèi) 外墻縫所致。防范措施就是在鍋爐大修時(shí)處理好膨脹縫預(yù)留及硅酸鋁棉填充，利用水冷壁翼 板和耐火澆鑄料做好爐料竄入爐墻縫隙的遮擋工藝結(jié)構(gòu)。徹底解決的辦法是改造重型爐墻為 水冷壁構(gòu)成的輕型爐墻，即必須連帶改造鍋爐下部水循環(huán)系統(tǒng)和加強(qiáng)鍋爐吊掛。 　　2.3　關(guān)于鍋爐出渣問(wèn)題 　　鍋爐出渣是矸石電廠的又一難題，裝機(jī)容量12MW電廠的每天出渣230t左右，而 且渣的顆粒大、比重大、硬度高，由于渣硬量大，任何冷渣器都承受不了，水沖渣方式也無(wú) 能為力，1999年電廠1/3的壓火停機(jī)故障因冷渣器引起。經(jīng)多次多種方式的試驗(yàn)， 電廠選擇了人工礦車間斷出渣，5年來(lái)一直安全運(yùn)行，效果良好。這種運(yùn)行方式雖然是初級(jí) 的，但它能短期滿足矸石電廠可靠運(yùn)行的需要。 　　2.4　其他問(wèn)題 　　通過(guò)降低泡沫除塵器篩板、改進(jìn)噴淋結(jié)構(gòu)等措施提高了除塵器效率，解決了引 風(fēng)機(jī)帶水、帶灰震動(dòng)問(wèn)題；通過(guò)鋪設(shè)地面鑄石灰漿管路、更換耐磨渣漿泵，大大降低了灰漿 系統(tǒng)事故率；由于形成了灰水循環(huán)系統(tǒng)，也提高了水資源利用率，杜絕了灰水外流對(duì)環(huán)境的 污染；通過(guò)1號(hào)鍋爐改造、使用定向風(fēng)帽、輕型爐墻、水冷布風(fēng)板改善了沸騰床料的流化質(zhì) 量，增加了受熱面積，從而鍋爐出力由35t/h提高到40t/h，使用豎埋管增強(qiáng)了抗磨性， 鍋爐大修期由1年延長(zhǎng)到4年，燃料適應(yīng)能力在4.71MJ/kg以下，增強(qiáng)了對(duì)較大顆粒燃 料的適應(yīng)能力，極少出現(xiàn)局部沸騰劣化的事故現(xiàn)象，為鍋爐穩(wěn)定運(yùn)行提供了可靠保證。 　　3　經(jīng)濟(jì)效益分析 　?。?） 一個(gè)裝機(jī)容量12MW的矸石電廠年供電量約6600萬(wàn)kWh、供熱約12萬(wàn)t、售渣約8萬(wàn)t，總收 入約 3870萬(wàn)元（計(jì)算按企業(yè)內(nèi)部結(jié)算價(jià)：電0.45/kWh、蒸汽65元/t、爐渣 15元/t）?？傎M(fèi) 用 約2600萬(wàn)元，包括燃料費(fèi)600萬(wàn)元（年耗用平均熱值6.28MJ/kg的矸石20萬(wàn)t，企業(yè)內(nèi)部結(jié)算 價(jià)3 0元/t）、設(shè)備折舊費(fèi)600萬(wàn)元、財(cái)務(wù)費(fèi)用600萬(wàn)元（貸款還本付息）、材料大修費(fèi)用400萬(wàn)元 、工資福利管理費(fèi)用400萬(wàn)元。按以上收入扣緊、費(fèi)用寬松的計(jì)算方式，電廠利潤(rùn)仍在1200 萬(wàn)元以上。 　?。?） 礦區(qū)供熱系統(tǒng)是安全生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，1個(gè)年產(chǎn)400萬(wàn)t的礦井年最低供 熱量為4萬(wàn)t，年消耗原煤2萬(wàn)t ，建4臺(tái)6t/h快裝鍋爐，組建1個(gè)運(yùn)行維修鍋 爐班，年消耗總費(fèi)用應(yīng)在500萬(wàn)元以上。如欲兼顧生活區(qū)供暖，實(shí)現(xiàn)年供熱12萬(wàn)t，則年消 耗費(fèi)用就會(huì)超過(guò)千萬(wàn)元，耗用原煤5～6萬(wàn)t，煤的熱值按15.70MJ/kg計(jì)算，可折 合熱值為6.28MJ/kg 的矸石15萬(wàn)t，接近矸石電廠全年的燃料需用量。如使用6萬(wàn)t原煤配制3.14MJ/kg矸石做燃料 （一般情況下 3.14MJ/kg煤矸石只能廢棄），則可使3.14MJ/kg的18萬(wàn)t廢棄矸石變廢為寶。 　?。?） 沸騰爐的供熱質(zhì)量是普通快裝鍋爐所不能比擬的。由于沸騰鍋爐能脫 除二氧化硫及二氧化氮，所以能減輕對(duì)大氣環(huán)境的污染。 　?。?） 矸石電廠的建立使礦區(qū)每年少上繳電費(fèi)3500元以上（ 電網(wǎng)電價(jià)0.54元/kWh ），免除了供熱成本，減少了占地投入，還可安置200人就業(yè)。代價(jià)就是每年消耗20萬(wàn)t熱值 6.28MJ/kg矸石，一次性投資約8000萬(wàn)元。  　　從上述分析可以看出，用礦區(qū)2年多免繳的電費(fèi)便可還清投資。若使用電廠財(cái)務(wù)費(fèi)用和年利 潤(rùn)還貸，不到5年便可還清。 轉(zhuǎn)自：中國(guó)煤炭