煤礦建設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、細灰是供不應求的建筑原材料，同時還可減少矸石占地面 積，節約寶貴的土地資源。集中供熱可以使礦山免建傳統的鍋爐房，減少煙塵對環境的污 染，并且可實現職工生活區24小時供熱，提高了礦工的生活品質。 　　但是，燃燒低熱值矸石的鍋爐吞進、排出量多，系統設備磨損快、維修工作量大，嚴重影響 設備的連續安全運行，因此長期燃燒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年來堅持邊解決技術問題邊生產，堅持燃燒平均5.65～6.28MJ/kg的 煤矸石， 2臺6ＭＷ機組平均每年發電量在7000萬kWh以上、供熱每年超過12萬t。電廠改造的1號鍋爐 使用定向 風帽、輕型爐墻，在同樣風量的運行工況下，可穩定燃燒4.71MJ/kg的矸石，保持爐溫900～ 980℃，鍋爐出力也超出了原設計值。 　　1　建設規模 　　以生產檢修完全配套、生活商業區設施齊全的400萬t機械化礦井為例，年用電量約800 0萬kWh、蒸汽用量12萬t。 　　煤礦礦區矸石電廠規模的選擇應以滿足礦區供電、供熱的需要，消耗矸石為主，不求向 外供電。因為適于矸石燃燒的鍋爐應是蒸發量適宜、很耐磨損、檢修方便、運行穩定的爐型 ，與大容量、高壓力、高效率的電站鍋爐相比它不具競爭力，它的優勢在于綜合經濟效益 和社會環境效益。因此矸石燃料鍋爐大小的選擇思路應以實際需要及適應設備安全可靠運行 、檢修便利為原則。 　　從發電量來看，裝機容量12MW機組年發電量為7000～8000萬kWh，可基本滿足用電 量要求。由于一般礦區用電高峰和低谷比較明顯，自備電廠裝機容量不大，所以為保證礦區 用電安全，電廠必須聯網運行。因為是坑口電站，電源可直接接入礦區6000V母線系統，避 免了建設升壓站，部分簡化了供電系統，節省了建設投資。2臺6MW機組可選擇1臺抽凝 式1臺凝汽式汽輪機，以方便同時供熱與發電。系統還應設立減溫減壓裝置，以保證2臺 汽輪機同時停運時的供熱需要。 　　蒸發量70t/h的鍋爐可滿足發電機運行和年供熱12萬t的需要。因礦區不再建鍋爐房，為 保證礦區安全生產及連續供熱的需要，熱電廠應設1臺35t/h的備用鍋爐。 　　采用3臺35t/h的鍋爐可使生產的調整顯得十分便利，冬季供暖高峰期可3爐同時 運行，以充分滿足礦區供電和供熱需要。實踐證明35t/h沸騰爐雖然效率稍低于循 環流化床鍋爐，但它對低熱值、高硬度煤矸石適應能力較強，且檢修方便，綜合考慮后使用 沸騰爐應是合適的選擇。 　　矸石電廠建設的規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 可使礦區少購網上的高價格電廠，避免增加煤礦噸煤成本，少向電網反送低價電而造成電廠 收入減少。因此，矸石電廠的規模應與礦井建設規模相適應。 　　2　運行及檢修 　　由于使用燃料不同，矸石電廠與常規燃料電廠相比，最大的麻煩是鍋爐系統問題多、運行 壽命短。妥善解決鍋爐系統的問題是保障矸石電廠正常可靠運行的關鍵。 　　2.1　關于埋管磨損問題 　　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，所以對外表面處于高溫狀態下的爐管的磨損非常快，一般 運行4個月即會磨穿。埋管磨損問題的檢修方案經實踐驗證，以下幾條措施非常有效。 　　（1） 定期加防磨片（例行檢修時），防磨片材質可選強度較高、可焊性較好的16MnR鋼，磨 損嚴重區域防磨片可適當加寬、加厚和加密。 　　（2） 磨穿爐管不能局部堵漏，為保證鍋爐有較長的運行周期只能適當擴大區域長度成段更 換。焊接工藝按等強度原則選擇焊條，確保焊接質量，以使整根爐管機械性能處于均勻平 衡的金屬組織狀態。 　　（3） 埋管的噴涂或加防磨瓦的工藝及效果不如上述方案簡便可靠。 　　2.2　關于爐墻開裂問題 　　 爐墻開裂主要是因膨脹縫預留不當，或硅酸鋁棉等耐火材料填充不密，造成爐料竄入內 外墻縫所致。防范措施就是在鍋爐大修時處理好膨脹縫預留及硅酸鋁棉填充，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構。徹底解決的辦法是改造重型爐墻為 水冷壁構成的輕型爐墻，即必須連帶改造鍋爐下部水循環系統和加強鍋爐吊掛。 　　2.3　關于鍋爐出渣問題 　　鍋爐出渣是矸石電廠的又一難題，裝機容量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 能為力，1999年電廠1/3的壓火停機故障因冷渣器引起。經多次多種方式的試驗， 電廠選擇了人工礦車間斷出渣，5年來一直安全運行，效果良好。這種運行方式雖然是初級 的，但它能短期滿足矸石電廠可靠運行的需要。 　　2.4　其他問題 　　通過降低泡沫除塵器篩板、改進噴淋結構等措施提高了除塵器效率，解決了引 風機帶水、帶灰震動問題；通過鋪設地面鑄石灰漿管路、更換耐磨渣漿泵，大大降低了灰漿 系統事故率；由于形成了灰水循環系統，也提高了水資源利用率，杜絕了灰水外流對環境的 污染；通過1號鍋爐改造、使用定向風帽、輕型爐墻、水冷布風板改善了沸騰床料的流化質 量，增加了受熱面積，從而鍋爐出力由35t/h提高到40t/h，使用豎埋管增強了抗磨性， 鍋爐大修期由1年延長到4年，燃料適應能力在4.71MJ/kg以下，增強了對較大顆粒燃 料的適應能力，極少出現局部沸騰劣化的事故現象，為鍋爐穩定運行提供了可靠保證。 　　3　經濟效益分析 　　（1） 一個裝機容量12MW的矸石電廠年供電量約6600萬kWh、供熱約12萬t、售渣約8萬t，總收 入約 3870萬元（計算按企業內部結算價：電0.45/kWh、蒸汽65元/t、爐渣 15元/t）。總費 用 約2600萬元，包括燃料費600萬元（年耗用平均熱值6.28MJ/kg的矸石20萬t，企業內部結算 價3 0元/t）、設備折舊費600萬元、財務費用600萬元（貸款還本付息）、材料大修費用400萬元 、工資福利管理費用400萬元。按以上收入扣緊、費用寬松的計算方式，電廠利潤仍在1200 萬元以上。 　　（2） 礦區供熱系統是安全生產的關鍵環節，1個年產400萬t的礦井年最低供 熱量為4萬t，年消耗原煤2萬t ，建4臺6t/h快裝鍋爐，組建1個運行維修鍋 爐班，年消耗總費用應在500萬元以上。如欲兼顧生活區供暖，實現年供熱12萬t，則年消 耗費用就會超過千萬元，耗用原煤5～6萬t，煤的熱值按15.70MJ/kg計算，可折 合熱值為6.28MJ/kg 的矸石15萬t，接近矸石電廠全年的燃料需用量。如使用6萬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t廢棄矸石變廢為寶。 　　（3） 沸騰爐的供熱質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，所以能減輕對大氣環境的污染。 　　（4） 矸石電廠的建立使礦區每年少上繳電費3500元以上（ 電網電價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。代價就是每年消耗20萬t熱值 6.28MJ/kg矸石，一次性投資約8000萬元。  　　從上述分析可以看出，用礦區2年多免繳的電費便可還清投資。若使用電廠財務費用和年利 潤還貸，不到5年便可還清。 轉自：中國煤炭