由于电力煤炭供应市场和电力市场变化的需要，张家口发电厂原设计燃用大同烟煤的8台300 MW机组锅炉计划掺烧河北蔚县煤。为此，本文对该厂锅炉掺烧蔚县煤的煤质燃烧特性、结渣特性、掺烧比例等问题进行试验研究与计算分析，提出锅炉掺烧蔚县煤的合理配煤方案。
1、煤质特性分析
1.1 煤质分析数据
蔚县煤和目前实际燃用的以大同煤为主的混煤（皮带煤）的分析数据见表1～2。
1.2蔚县煤的着火性能
煤质的着火性能不仅取决于挥发分的含量，而且取决于挥发分的品质（即挥发分的发热量或氢含量）。仅按煤质自身的着火性能分析，与设计煤质和目前实际燃用煤质（混煤）相比，蔚县煤的着火性能较差。其原因在于：
(1)蔚县煤挥发分含量属于中等，但氧含量较高，氢含量却比较低，而氢含量是决定挥发分品质的主要条件。
(2)蔚县煤的收到基水分为17. 8%，空气干燥基水分高达13. 34%，比设计煤质和实际燃用的大同混煤分别高10. 55%和6.28%�？杉迪孛旱淖呕鹑缺厝淮蠓忍岣�，且着火区的温度水平必然降低，使燃烧稳定性下降。但蔚县煤的灰分含量比皮带煤减小了4.2%，相对变化率为26%，这又有利于提高着火速度和燃烧稳定性。富通新能源生产销售
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1.3蔚县煤的燃尽性能
仅按煤质自身的条件考虑，影响煤质燃尽性能的因素主要有：含碳量、挥发分含量、灰分含量、内部水分、煤灰的粘结性等。蔚县煤含碳量略小于设计煤质和皮带煤，挥发分含量相近，但灰分含量大幅度降低，收到基灰分含量比设计煤质和混煤分别低12. 89%和4.19%，非常有利于煤的燃尽。同时，煤粉粒子受热后内部水分蒸发，内部水分较高，则有利于增强煤粉粒子内部的加热过程和增加焦炭粒子内部与氧接触的空隙面积，即有利于促进煤的燃尽。但是蔚县煤的煤灰变形温度、软化温度过低，属于强结渣性煤，煤灰的过早熔化，将导致焦炭粒子内部与氧接触的难度增加，形成不利于燃尽的因素。总起来看，蔚县煤的燃尽性能优于设计煤质和现燃用煤，但应注意增强二次风的混合强度，即适当提高二次风速，以提高二次风穿透火焰的能力。
1.4蔚县煤的结渣特性
蔚县煤的结渣特性极为明显，DT仅为1120℃，属于强结渣性煤。且灰渣的变形温度DT和ST仅相差20℃，属于十分突出的短渣煤。短渣煤具有两重性，即容易凝固也容易熔化。尤其是对蔚县煤来说，熔点温度很低，DT、ST、FT的温度间隔极小，最容易结渣。仅以煤质的灰熔性温度足以判别蔚县煤的结渣特性。
2、本文采用的计算方法
(1)计算炉膛出口烟温的公式采用了杜卜斯基一卜洛赫公式。即：
(2)大屏过热器和壁式再热器传热计算的方法是，将大屏受热面和大屏受热面区壁式再热器及其它受热面的传热计算与大屏底部的炉膛分开计算。
(3)后屏过热器的传热计算方法采用了以辐射为主，辐射传热与对流传热独立的计算方法。
3、掺烧时炉膛出口烟温变化特性分析
图1的计算数据表明，在ECR100%负荷时，以大同煤为主的皮带煤中掺烧不同比例蔚县煤时，表现出以下特点：
(1)后屏过热器进、出口烟气温度均有不同程度的提高，但各种掺烧比例下的烟温提高幅度不大，蔚县煤／皮带煤比值在0～50%内，烟温值提高约7℃。即从计算结果看，掺烧比例对炉膛出口烟温影响不大。
(2)燃烧器摆动角度5。（或煤层变动一层），炉膛出口烟温提高约13.5℃。即燃烧器摆动角度或燃烧器煤层组合状态对炉膛出口烟温影响较大。
图1表明，在不同的锅炉负荷下，炉膛出口烟温变化幅度十分明显。例如，蔚县煤／皮带煤比例为50%：50%、锅炉负荷由70%变化到100%时，炉膛出口烟温（后屏进口烟温）提高了53℃。锅炉负荷变化10%，炉膛出口烟温变化17℃。可见，锅炉负荷对炉膛出口烟温影响很大。
表3计算数据比较了设计煤、皮带煤、50%蔚县煤的大屏下端烟温和后屏进、出口烟温，计算数据反映了以下特点：
(1)对于设计煤，后屏进、出口烟温计算数值与制造厂原计算数值基本接近，而50%蔚县煤的炉膛出口烟温水平略有提高，主要原因是燃煤水分增加较多，火焰黑度下降，辐射换热减少。
(2)皮带煤比设计煤的烟温水平提高，主要原因是皮带煤的发热量最高，炉膛温度水平较高，炉膛出口烟温也随着提高。
(3)不同比例混合的煤发热量相差不算太大，但水分、灰分的变化比较大，对炉膛出口烟温产生了较大的影响。
(4)按相同的原始数据，采用本文公式计算的炉膛出口烟温比原苏联1973标准高100℃之多，比原设计值高27℃。
4、掺烧蔚县煤的汽温变化特性分析
(1)随蔚县煤／皮带煤混合比例增大，烟气流量增大，低温过热器传热增强，但炉膛温度水平降低，辐射过热器传热减少，见表4。其综合影响是蔚县煤的比例为50%时，减温水量比燃用皮带煤减少2 t/h。
(2)随蔚县煤／皮带煤混合比例增大，再热器减温水量出现增大趋势，主要原因是再热器系统的传热特性以对流为主，且再热蒸汽为低压蒸汽，热量扰动对再热汽温影响较大，最大变化量约为4 t/h，相当于燃烧器煤层变动一层的影响程度。
5、不同掺烧比例对受热面结渣的影响
不同混合比例的灰熔融特性见表5；软化温度ST与进口烟温的比较见图2。
仅仅根据炉膛出口烟温来判别炉膛结渣倾向是不全面的，还必须综合考虑炉膛断面热负荷、炉膛容积热负荷、燃烧器区域的壁面热负荷，尤其是DT、ST、Fr/'的温度间隔。对于短渣煤灰，可以容许炉膛出口烟温比灰软化温度571低60℃，不会产生严重的结渣，但先决条件是炉膛容积热负荷和炉膛断面热负荷以及燃烧器区域的壁面热负荷必须比普通炉型有较大程度的降低。国内有的电厂固态排渣煤粉炉已有实现成功燃烧低灰熔点煤的例子，其煤灰ST为1120℃，DT、ST、F71的温度间隔仅20℃，设计炉膛出口烟温为1060℃。
6、不同掺烧比例、不同负荷时的排烟温度和排烟热损失
图3的数据表明，掺烧比例对排烟温度的影响很小。图4的数据表明，掺烧比例对排烟热损失的影响也不大。随着负荷增大，排烟温度虽然提高，但排烟热损失却随之减小，这是因为过量空气系数起了决定性的作用。此外，图4的数据还表明，投暖风器时的排烟热损失比不投暖风器时高0.8%～1%。
7、结论与建议
(1)皮带煤的灰分熔点温度较高，蔚县煤与皮带煤按50%：50%的比例混合时的ST为1250℃。根据计算值ECR100%负荷的后屏进口烟温为1171℃，比50%：50%的混合比例时的ST低不足80℃，处于安全裕度的临界状态。锅炉设计时，限制炉膛出口受热面不结渣的条件是炉膛出口烟温低于ST值80～100 C，据此数值，建议蔚县煤与皮带煤可按50%：50%的比例混烧，但必须控制煤粉细度和煤层组合为“12345状态”。当煤层组合为“23456状态”时，其ST值比混合比例（蔚县煤与皮带煤比例50%：50%）时低70℃�？悸堑胶笃料露私谘涛麓锏�1400℃以上，这就意味着即使在50%：50%的混合比例下，防止结渣的安全裕度还是比较小的。
(2)不同的掺烧比例对炉膛出口烟温的影响很小，但不同的掺烧比例对煤灰熔融特性的影响很大，在25%～50%的混合比例内，蔚县煤／皮带煤的比例提高10%，灰软化温度提高28℃。所以，混合比例对结渣程度的影响起决定作用。
(3)蔚县煤的发热量略低于皮带煤，水分增加所需着火热将增加，着火性能有降低趋势，但燃尽性能有提高趋势。
(4)夏季不投暖风器时，在其它参数相同的工况下，锅炉排烟温度可降低10℃，锅炉效率可提高0.85%。富通新能源生产销售的生物质锅炉以及木屑颗�；怪频纳镏士帕Ｈ剂鲜强突遣淮淼难≡瘛�
