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链条炉排锅炉用煤的生产及使用
发布时间：2015-05-16 09:51 来源：http://www.sdhxzzc.com/链 摘 要：为制定国家标准《链条炉排锅炉用煤技术条件》，对国内有代表性的15家国有重点矿务局以及北京、上海、浙江等8个省、市的燃料公司和环保局进行了调研。通过调研对我国的煤炭生产及使用情况有一初步的了解。矿务局以生产电煤为主，目前生产链条炉专用煤有困难。各省市对煤炭质量的要求主要是从环保角度出发，对煤质的把关也注重与环保有关的指标。
关键词：链条炉排锅炉 煤炭 环保
0 前言
在制定国家标准《链条炉排锅炉用煤技术条件》之际，对全国有代表性的国有重点矿务局、北京、天津、上海、南京、杭州、长春等城市及江苏、浙江等经济发达省的燃料公司和环保局进行了调研。通过调研对我国的煤炭生产及使用情况有一初步的了解。
1 对矿务局的调研
1.1调研对象和内容
我们对国内十几个有代表性的国有重点矿务局进行了调研，它们是鹤壁矿务局、徐州矿务局、淮南矿务局、淮北矿务局、平顶山矿务局、兖州矿务局、大同矿务局、石炭井矿务局、开滦矿务局、神华公司、安太堡露天煤矿、辽源矿务局、通化矿务局、舒兰矿务局、珲春矿务局等，调研内容为煤矿供链条炉排锅炉(链条炉)用煤的品种、煤种及质量，煤矿的生产现状，改变产品质量(主要指粒度级成)的可能性，用户对煤炭质量的要求等。
1.2调研结果
1.2.1 链条锅炉用煤的品种和煤种
链条炉用煤的品种以混煤(<50mm)为主，其它还有洗混煤、末煤(<25mm)、原煤、洗末煤和洗精煤。
链条锅炉用煤的煤种既有动力煤也有炼焦煤，这与我国过度开采炼焦煤资源有关。
1.2.2 煤炭质量和煤矿生产现状
各矿务局的煤炭质量列于表1。
表1 各矿务局的煤炭质量表
从表1可知，除吉林省所属的矿务局(辽源、通化、舒兰、珲春)煤质较差外，其余矿务局的煤炭质量都比较好。吉林省所属矿务局的煤炭资源条件较差，原煤的灰分高。目前链条炉还不可能用洗选煤，因此这些矿务局的链条炉用煤的质量就较差。煤炭资源条件好的矿务局所生产的商品煤质量还是比较好的。从表1中还能看到，粘结性较强的炼焦煤(1/3JM、JM、FM)用于链条炉时，为了使煤炭的粘结性适合使用要求，灰分往往较高，有时可能超过30%，但发热量仍很高(21MJ/kg以上)。从锅炉使用角度来说，当煤炭灰分大于30%时，即使发热量达到21MJ/kg其燃烧效率也会大大地受影响。单位名称 品种 粒度，mm Mt，% Ad，% Vdaf，% CRC St,d，% Qnet,ar，MJ/kg ST，℃ 煤种 鹤壁矿务局 混煤 <50 8.0 22.0 14.0 4 0.5 25 1300 SM 徐州矿务局 筛混 <50 6～7 13～35 >35 3～6 <1.0 19.2 >1400 QM,1/3J 洗混 <50 8～6 14～30 >35 3～6 <1.0 >21 >1400 QM,1/3J 乙精 <50 6 10.5～14 >35 4～5 <0.5 >26 >1400 QM 淮南矿务局 混煤 <50 6～8 25～30 34～36 3～5 0.4～0.7 >21.0 >1500 1/3J 混煤 <50 6～8 19～24 30～33 4～6 0.3～0.7 >23.0 >1500 1/3J 混煤 <50 6～8 25～30 37～40 3～5 0.3～0.6 >20.0 >1500 QM 淮北矿务局 混煤 <50 <8.0 22～32 17～40 3～7 <0.6 >21 >1500 － 平顶山矿务局 混煤 <50 5～8 15.5～36 24.6～36 4～7 <1.0 19～26 >1400 1/3J 大同矿务局 混煤 <50 9～12 10～16 30～33 1～3 <1.0 >23.0 1200 RN 未煤 <25 9～12 10～16 30～33 1～3 <1.0 >23.0 1200 RN 石炭井矿务局 混煤 <50 4.0 30 27.28 5 <0.92 22.8 >1500 JM 开滦矿务局 原煤 <60 6.9 32.33 41.33 3 0.48 18.77 >1500 QM 混煤 <50 7.0 30.65 34.19 5～6 1.01 20.97 >1500 1/3J 洗未煤 <25，<13 7.3 29.41 32.67 6 0.83 21.43 >1500 FM 兖州矿务局 混煤 <50 6～9 18～23 38～39.5 4～5 <0.7 22.58～23.84 >1350 QM 洗混煤 <50 8～12 20～28 38～39.5 4～5 <0.7 16.73～20.91 >1350 QM 选动力 <50 8～10 9～11 37～39 5～6 <0.6 26.34～27.18 >1350 QM 神华集团 混煤 <50 15.5 <10 32～38.9 2 <0.5 >23.5 <1200 BN 安太堡煤矿 出口精煤 <50 — <14 38 — <0.95 >27 >1500 QM 混煤 <50 — 24～26 39 — 1～2 >21 >1500 QM 混煤 <50 — 27～32 39 — 0.9～1.4 >18.8 >1500 QM 混煤 <50 — 32～37 39 — 0.84～1.22 >17.2 >1500 QM 洗混煤 <50 — 32～35 39 — <1.0 >17.9 >1500 QM 辽源矿务局 混煤 <50 13.1 28.32 48.85 2 <0.7 16.39 >1350 CY 通化矿务局 混煤 <50 1.3 33.76 26.58 4 <0.4 19.57 >1400 JM 舒兰矿务局 混煤 <50 19.2 53.82 58.47 2 <0.4 8.83 >1300 JM 珲春矿务局 混煤 <50 17.1 38.83 49.50 1～2 <0.4 12.45 >1450 CY
一般情况下，各矿务局的动力煤炭产品都以电力用煤为主，不专门生产其它工业用煤。因此，按电煤的要求，对原煤先用50mm的筛子进行筛分(少数矿务局也有用25mm筛子进行筛分的)，小于50mm的部分(称为混煤)作为电力用煤，大于50mm块煤视市场而定。如块煤的销路不好，则破碎成小于50mm(或25mm)，混入混煤中一起出售。这样的加工方式称为筛选，与洗选相比，筛选的煤质波动较大，但比原煤波动小。因此，重点矿务局以电煤为主的动力用煤产品的煤质比小煤矿稳定。
各矿务局供链条炉用的煤炭就是上述的电煤。从表1可看出，链条炉用煤的各项常规指标中，虽然矿务局的煤炭灰分、硫分普遍偏高，但毕竟有生产低灰、低硫的矿务局，而且有些高灰、高硫煤只要提高洗选能力就可以通过洗选来降低灰分、硫分。从技术和资源的角度来说，煤炭的灰分、硫分问题是不难解决的。目前，中国链条锅炉用煤最突出的问题是粒度组成。从表1看，大多矿务局都供应小于50mm的混煤，它最大的问题不是粒度范围太宽，而是粉煤量太高。据了解，链条炉用煤中小于3mm的粉煤量大多超过30%，有的甚至高达65%。
1.2.3 改变产品质量的可能性
链条锅炉用煤质量总体来说较差，特别是小煤矿煤问题较多，不在本文的讨论范围内，本文主要讨论重点(国有)矿务局改变产品质量的可能性。而改变产品质量的重点是调整粒度组成。
目前，矿务局用于筛分的筛子有6mm、13mm、25mm、50mm和100mm等5种规格。要降低链条炉用煤的粉煤量，最好用6mm的筛子进行筛分，但是难度较大。以开滦矿务局唐山矿98年原煤为例，原煤中<6mm的煤炭占40%左右，其中<0.5mm的占13%左右，而原煤全水分为7～8%，由于细粒级煤含量偏大，水分偏高，在筛选时，湿粉煤会粘在筛网上，使筛选工作难以进行下去，因此用6 mm筛子进行筛分有一定困难。
有的矿务局煤炭的质量还与粒度有很大关系。如淮北矿务局朱庄煤矿的<50mm混煤，它总灰分为31.27%，其中<13mm部分占82.03%，灰分为27.51%，13～50mm部分占17.97%，灰分高达48.44%。在13～50mm部分中，>25mm的仅占全部煤炭的1.22%，它对整个煤炭质量影响很小。因此，实际上相当于<25mm的混煤。如果用13mm筛子进行粗筛(因用6mm筛分很困难)，去掉部分粉煤，则>13mm的煤炭比例增加，而使灰分增加，煤质变坏。如果采用>13mm入洗的方法来降低灰分，虽能提高煤质，但成本却大幅度增加，用户不易接受。
从目前情况来看，依靠矿务局的力量改变链条炉用煤的粒度组成是困难的，主要是煤的价格和设备投资问题。另外，从煤炭销售角度来讲，还需解决未煤(<13mm)或粉煤(<6mm)的出路问题，如果能促使供煤单位与附近的电厂合作，(虽然电厂燃用煤粉，但他们一般不愿意把煤粉原距离运输。而宁可买块煤来破碎)就有可能解决这个问题。
还有就是链条锅炉用煤的市场组织问题，矿务局商品煤的加工设施是按以往用户要求而设立的。以前对电力用煤的质量要求比较具体，批量又大，而对工业锅炉用煤质量只要求发热量，批量小，因此矿务局的加工设施往往以生产电力用煤为主。只有当用户提出新要求，并且用量较大、价格合理时，矿务局才会投资，增加设备来生产用户需要的商品。如近年来电厂对用煤的挥发分提出了明确的要求，因此，一些生产挥发分较高或较低的矿务局就想办法使生产的煤炭挥发分达到用户要求。而工业锅炉多分散在、多分散在全国各单位，没有组织起来的独家锅炉用煤形不成批量，矿物局或大煤矿难以面对没有统一标准的小批量需求。可见，《链条炉排锅炉用煤技术条件》标准发布后，首先要用户重视，按标准对矿务局提出要求，矿务局才有可能组织批量生产适合工业锅炉用的煤炭。
2 对用户的调研
2.1 概况
链条炉用户比较分散，量大面广。单个用户对煤炭的需求量相对于电厂要少得多。链条炉主要分布在城市内及城市周边地区，在北方还有一大批取暖锅炉，对它们的供煤有很强的季节性。在计划经济年代，大多数链条锅炉用煤来自于燃料公司。燃料公司的煤炭来自全国各地，煤炭质量有好有坏，为了保证煤炭质量，很多燃料公司都设有配煤场并供应配煤。一般配煤场以调节煤炭发热量为主，由于缺少计量系统，配煤质量波动较大，因而用户意见也较大，不少用户只好改变锅炉结构来适应煤炭。在市场经济初期，煤炭市场还不正规，一些不法分子大量掺假，使煤炭质量变得很差，再加上不少煤矿，特别是一些小煤矿，不重视煤炭质量，所以许多锅炉都是根据低热值煤(又称低质煤)或劣质煤(掺有大量矸石的煤)的煤质设计的。直到现在，不少设计人员还认为，在中国对链条锅炉用煤提出较高要求是不现实的。通过调研发现，环境保护机构对污染物排放的控制，致使对链条锅炉用煤质量要求越来越高。一方面环保部门、质量技术监督部门、工商局等单位对本市工业锅炉用煤提出了严格的要求，同时大幅度提高排污费;另一方面，因很多链条锅炉没有脱硫设施，为了少交排污费也要求买低硫煤，有的还要求低灰。因此环保对提高锅炉燃煤质量的工作起到了关键的促进作用。
2.2 各省、市对锅炉用煤质量的要求
2.2.1 上海市
上海市的工业锅炉主要燃用配煤，在国内最早制定了工业锅炉用配煤的地方标准，并于1999年进行了修订，1999年5月1日开始实施。地方标准DB31—39—1999《工业锅炉配煤》的主要指标如下：
上述煤质指标是针对配合煤的，但对单种煤同样具有指导作用。目前，大多数锅炉不管是用配合煤还是用单种煤，都以使用“PM-2”煤为主。但上海用户认为链条锅炉用煤的煤质应是：Qnet,ar=23.00 MJ/kg～24.25MJ/kg，Vdaf=30%～36%。类型 品种牌号 Qnet,ar，MJ/kg Vdaf，% Mt，% St,d，% CRC 粒度，mm 工业 PM-1 ≥18.80 ≥20 ≤10 ≤1.0 2～5 ≤40 锅炉 PM-2 ≥20.90 ≥22 ≤10 ≤1.0 2～5 ≤40 PM-3 ≥23.00 ≥24 ≤10 ≤1.0 2～5 ≤40
2.3.2 浙江省和杭州市
浙江省是缺煤省，而且本地煤质量很差，不宜作为链条锅炉用煤。浙江省用煤主要靠外省调入。为了保护浙江省的环境，对调入煤的硫分控制很严格，规定调入或销售的煤炭硫分<0.8%(近期)和<0.5%(远期)或采取添加固硫剂达到相应的效果。
省内各城市城区内的燃煤锅炉强制改用电、气或油。对工业锅炉和窑炉，推出了“洁净煤”产品，并争取省内各工业锅炉都燃用“洁净煤”。为了提高锅炉效率和减少污染，建立了示范配煤场，按省洁净煤技术研究中心的配方生产“洁净煤”。所谓“洁净煤”就是煤质达到规定要求的配煤，并添加固硫助燃剂，以减少SO2和CO2的排放量。据介绍，“洁净煤”的固硫率可达40%，炉渣含碳量下降，节煤率为5%左右，烟尘排放量降低30%。
杭州市目前对市区锅炉进行强制改造，市属的7个县为下一步改造的目标。杭州市环保局、市计委、市经委、市工商局、市技术监督局和市物资总公司等6个单位于1998年10月下达了“杭环保污[1998]87号”《为了加强我市清洁燃料使用规定的通知》。《通知》中对各种锅炉、窑炉的燃用煤及窑炉的改造作了明确的规定：0.5t/h以下的燃煤锅炉和各种燃煤炉灶必须改用燃气、油或电;0.5～2t/h的锅炉要陆续淘汰烧煤，改烧油或燃气;2～6t/h的锅炉统一供应配煤，配煤的St,d<0.8%，并使用炉前成型技术;>6t/h的锅炉要用St,d<0.6%的煤炭或用相同质量的配煤;热电厂需加脱硫装置。
2.2.3 江苏省
江苏省用煤以徐州矿务局的煤为主。目前苏北地区对煤中硫分作一般性控制，而南京、无锡、苏州、南通等一些经济比较发达的地区由于污染问题日益严重，为防止进一步恶化，环保部门对煤中硫分作了严格的控制。
2.2.4北京市
北京市对工业锅炉用煤的质量要求全国最高。并按大气污染物排放标准分成A、B用煤区。2002年前工业锅炉用煤的煤质要求如下：
2002年开始北京出台了地方标准DB11/139-2002《锅炉污染物综合排放标准》，其主要内容摘录如下：项目 单位 Ａ区 Ｂ区 灰分Ａ % £10 £18 发热量Q MJ/kg ³24 ³23 全硫S % £0.5 £0.5 全水分 % £12 £12 挥发分V % ³24 ³24 粒度0-3mm % £30 £30
虽然标准中对煤质没有任何明确的要求，但实际上是对工业锅炉用煤的各项指标作了最严格的规定，包括粒度组成。燃煤锅炉 污染物 适用
区域<14MW 14MW～45.5MW >45.5MW Ⅰ时段 Ⅱ时段 Ⅰ时段 Ⅱ时段 Ⅰ时段 Ⅱ时段 烟尘
mg/m3在用
锅炉A区 100 禁排 100 50 50 30 B区 100 50 100 50 50 30 新改扩锅炉 A区 禁排 B区 50 50 30 二氧
化硫
mg/m3在用
锅炉A区 300 禁排 300 150 500 100 B区 300 150 300 150 500 100 新改扩锅炉 A区 禁排 B区 150 150 100
2.2.5天津市
天津市与其他城市一样，对环保要求很高，因而供煤质量也不断提高。天津市要求1吨以下的锅炉烧加有固硫剂的型煤;6吨以下的锅炉可烧散煤，但要求全硫小于0.5%;6吨以上的锅炉要求上脱硫设备。
天津市燃料公司下属的配煤场，在计划经济年代起了很大的作用。随着煤炭市场的开放，配煤场的作用越来越小，有的配煤场基本处于停工状态。如天津市第一煤炭公司有设计能力为60万t/a的配煤生产线，它以配发热量为主，由于该生产线缺少配煤计量系统，以至于配煤质量很不稳定，用户意见较大，使大部分用户转向个体煤商买煤。目前按需要每年只生产5～6万t。个体煤商的煤炭直接来自于煤矿，煤价低于煤炭公司。据我们掌握的资料，个体煤商的煤主要来自小煤矿，煤质波动很大，但煤价便宜是吸引用户的主要因素。为保证锅炉用煤质量，从发展趋势看，一要把好进煤质量关。现在有的城市已开始这样做了，要求售煤单位有经营许可证，和省市级以上煤质化验检测机构出具的检验报告。二是增加及完善配煤设施，保证配煤质量。目前工业锅炉用煤大多是筛选煤(大矿煤)和原煤(小矿煤)，质量波动较大，而且灰分越高波动越大。只有通过配煤，才能保证煤炭质量。
2.2.6 长春市
吉林省煤炭产量较大，辽源、通化、舒兰和珲春等矿务局年产量达1200万t，加上小煤矿的产量，完全可以满足本省的用煤需要。从表1可看到，吉林省的煤质普遍较差(除含硫量外，一般东北地区大多为低硫煤)，如不上选煤厂难以提高煤炭质量。长春市要求工业锅炉用型煤，但很难实现，主要受价格的制约。
3 结语
矿务局所生产的工业用煤，除炼焦煤外，基本以电力用煤为主，矿务局生产的电煤质量除粒度组成以外，其它常规指标基本符合链条锅炉使用要求。目前缺少投资和设备的状况下，矿务局生产链条锅炉专用煤有困难。各省市对煤炭质量的要求主要是从环保角度出发，对煤质的把关也注重与环保有关的指标。北京市对燃煤锅炉污染物排放提出了非常严格的要求，由于没有中国的“炉排煤”，客观上使链条锅炉用上过高质量的专用煤炭。
通过以上调查，我们深感提高中国工业锅炉的节能和环保性能，除了投入先进技术外，解决工业锅炉用煤是个根本的问题。《链条炉排锅炉用煤技术条件》的发布为开发中国工业锅炉专用煤炭迈出了第一步。但要让煤矿批量生产“炉排煤”，并被锅炉用户和设计者使用，还有很艰巨的组织、宣传工作，寻找投资和先进的煤炭加工技术及设备等工作。同时，我们希望加强同国外的合作，帮助我国的工业锅炉尽快用上专用煤。