侯小平

（陕西煤化咸阳新型热能有限公司，陕西咸阳 713100）

煤粉锅炉在工业生产之中的应用有着较为悠久的历史，虽然工业煤粉锅炉在应用过程中仍然使用的是煤炭燃料，无法避免传统煤炭燃料燃烧过程中耗电较多、污染较为严重以及燃烧系统较为复杂的特征，但是由于工业煤粉锅炉技术的应用，使得煤炭燃料的燃烧效率得到显著提升，并且逐步进行了大型化的应用和工业生产，现阶段在我国的火力发电站中，工业煤粉锅炉有着较为广泛的应用。与此同时，由于工业煤粉锅炉在燃烧效率上的显著优势，越来越多的学者开始探究如何实现工业煤粉锅炉的民用化研究和小型化研究，虽然经过数十年的技术积累和科学探索，工业煤粉锅炉的应用有了一定的提升，但是还是在除尘环保、燃料适用性以及其他关键技术等方面不够完善。本文针对当前工业煤粉锅炉技术应用过程中应当关注的问题进行探究，并提出针对性建议。

1 煤粉的安全性问题

在工业煤粉锅炉技术应用过程中，传统的煤炭块体材料需要经过一道额外的加工程序，将煤炭块体研磨成粉末材料。虽然煤粉在进入燃烧室后能够获得更好的燃烧性能和燃烧效率，但是在煤粉研磨后的干燥过程、储存过程以及车辆运输过程中，煤粉材料的比表面积远大于煤块材料，这也给煤粉的运输和贮存安全带来了隐患。由于煤粉材料比表面积的增大，使得每份材料同空气中的氧气接触面积也获得较大的提升，在贮存以及车辆运输过程中，摩擦作用下容易使煤粉材料同空气中的氧气共同作用，并促使煤粉热分解产生可燃气体，如果未能及时发现并采取相应的措施，那么可燃气体与空气混合后极容易出现燃烧状况。

如果这种局部地区煤粉的燃烧现象出现在煤粉干燥、煤粉储存以及煤粉车辆运输环节的话，那么煤粉燃烧被及时发现和处理的可能性将十分低，而这种局部地区的燃烧会不断沿着煤粉的空间分布进行进一步扩散，随着局部煤粉燃烧过程的进行，煤炭材料的热值不断被释放到空气之中，并不断以热辐射、热传递以及热对流等方式传递到附近的煤粉以及空气中悬着的煤粉之中，从而使更多的煤粉材料受热分解以及发生燃烧现象。这种不断燃烧区域扩散的现象如果不能被及时发现和采取措施，那么火势将会由局部区域迅速扩展至整个煤粉储存和运输空间之内，情况严重的还会引发爆炸。

当一定空间范围之内的煤粉状态处在30mg/m3时，这时煤粉有可能爆炸；如果不能对煤粉的浓度不断提升采取及时措施，当煤粉浓度达到1 500mg/m3以上时，则可能会发生强爆炸。因此，工业煤粉锅炉在应用中，应当尤为关注煤粉材料的研磨、储存以及运输过程，将所有可能发生煤粉自燃、煤粉燃烧爆炸的因素进行逐一的排查，使煤粉锅炉技术在应用中以更为安全和更为可靠的运行方式服务于各类工业生产之中。

2 煤炭种类适应性问题

我国地域广阔，不同地区产出的煤炭种类不尽相同，根据目前已有的资料显示，我国每年产出的煤炭种类高达数十种，具体可以分为：风化煤、弱黏煤、贫煤、1/2 中黏煤、1/3 焦煤、肥煤、长焰煤、无烟煤、褐煤、自然焦、不黏煤、贫瘦煤、气肥煤、硬煤以及烟煤等。但是适用于工业煤粉锅炉技术使用的煤炭种类却十分有限，目前已知的能够较好地应用于工业煤粉锅炉燃烧应用的煤炭种类包括褐煤和长焰煤，对于其他种类繁多的煤炭种类目前还有待进一步的试验和实际应用验证。影响煤粉燃烧效率的主要因素包括煤炭自身的热值、煤炭的含水量、含硫量以及可磨性、结渣性、抗碎强度、灰分、挥发分等多方面的因素影响，因此不能由某一或者某几个技术参数就对煤炭种类适应性进行确认。

目前，在工业煤粉锅炉应用之中使用最多的煤炭种类是软褐煤和神府煤，软褐煤煤炭自身具有多孔隙特征，同空气中的氧气接触面积较大，反应性强、化学性能优异，在煤粉锅炉中燃烧时点火过程较为容易，并且易于燃尽。但是，软褐煤自身也不是完全适用于工业煤粉锅炉技术应用的，因为天然软褐煤材料自身含水量高达20%～30%，所以在应用软褐煤进行工业煤粉锅炉技术应用时，应当进行充分的前期干燥工作后，方可进行使用。神府煤低位发热值为2.5×104～2.6×104kJ/kg，干基挥发分为38%左右，灰分＜10%，由其自身性质参数可知神府煤是一种高热值、低含硫量、高挥发分以及超低灰分的煤炭种类，十分适用于进行工业煤粉锅炉技术应用的燃料应用。

然而，除了神府煤和优质软褐煤之外，我国开采的煤炭资源还有着数量众多、产量丰富的其他煤炭种类，但是诸如无烟煤、1/3焦煤、肥煤、长焰煤等，都不适用于工业煤粉锅炉的燃烧应用。因此，在进行工业煤粉锅炉技术应用推广的过程中，应当对工业煤粉应用的技术地区进行必要的调研，即因地制宜地使用工业煤粉锅炉技术，如果拟建设工业煤粉锅炉应用的地区不存在合适的煤炭种类，或者从其他邻近地区进行合适煤炭种类的开采和运输成本过高，则应当以实际情况为依据进行取舍。从而确保煤粉锅炉技术获得更好的使用经济性和技术可行性。

3 煤粉燃烧烟尘空气污染问题

煤粉锅炉由于在燃烧过程中会产生大量的粉尘和飞灰，所以其工作环境和周边环境有着较大的空气质量污染危险。一方面，煤粉颗粒自身的粒度在70～80μm，其一般通过率为95%以上，所以一般煤粉的平均粒度为50μm左右，然而煤粉在锅炉中燃烧后会形成大量的烟尘和飞灰，当煤粉自身的灰度较高时，容易对空气质量造成极大的危害，一般情况之下，当灰度大于20%，则工业煤粉锅炉排气口处的粉尘质量浓度可以高达20 000mg/m3左右。

因此，在工业煤粉锅炉技术应用过程中，虽然一般的工业煤粉锅炉燃烧室的排气口处都依据相应的规范进行了除尘器的设置，但是仍然应当格外注意煤粉燃料在燃烧过程中对空气造成的污染作用。虽然一般的工业煤粉锅炉使用过程中都进行了除尘设备的应用，除尘设备一般条件之下可以去除99%以上的粉尘，但是除尘器一直处于高负荷运转状态之下，一旦出现除尘器临时性或者突发性的失效则粉尘排放浓度会瞬间升高，造成严重的空气质量污染问题。

另一方面，工业煤粉锅炉燃烧过程中除了在排气口处产生大量的燃烧粉尘之外，即使在除尘设备正常运行的状态之下锅炉房之内的空气质量也难以控制，锅炉房内充斥着大量的PM10和PM15，这对于长期在锅炉房内进行仪器操作和设备检查人员的身体健康也是较为严重的损伤，因此在关注工业煤粉锅炉运行过程中对空气质量污染的问题时，除了要对煤粉燃烧过程中对外排放的大量粉尘、飞灰进行关注，还要对其随着燃烧过程不断出现的PM10、PM15给予必要的关注。

4 结束语

综上所述，虽然工业煤粉锅炉技术的应用在火力发电领域以及其他工业生产领域有着良好的能源动力供应性能，但是与此同时煤粉锅炉在使用和推广过程中所存在的问题也是十分显著的。本文针对当前工业煤粉锅炉燃烧过程中的煤粉研磨运输贮存安全性问题、煤粉种类适用性问题以及煤粉锅炉燃烧过程中空气污染问题进行了分析，以促进其更好的应用。