高钠煤及其混煤燃烧过程中的沾污性研究

陈凡敏，王嘉瑞，张 磊，胡贤辉，王宝玉，李小江

（华电电力科学研究院有限公司，浙江 杭州 310030）

准东煤田是中国迄今发现最大的整装煤田，且具有开发成本低、发热量高、灰分低、有害物质少等优势[1-2]。然而，由于准东煤属于高钠煤，有很强的沾污积灰特性，在一定程度上制约了准东煤的发电利用[3-5]。

大量研究表明，准东煤中的碱金属钠是引起沾污问题的主要原因，钠在煤燃烧过程中很容易挥发[6-7]，造成锅炉结垢、沾污和换热面腐蚀等问题[8-9]。因此，准东煤中钠的性质直接决定锅炉发生沾污的严重与否[10-11]。燃煤沾污性的判别方法[12]，包括煤灰中Na2O 的质量分数、煤灰中当量钠质量分数[(w(Na2O)+0.659w(K2O))Ad/100] 、 沾 污 指 数B/Aw(Na2O)。张秀昌等[13]提出新的沾污指数B/A[(wNa2O)+0.66w(K2O)]ψmax，其中B为灰中CaO、MgO、Fe2O3、Na2O、K2O 质量分数之和，A为灰中SiO2、Al2O3、TiO2质量分数之和，ψmax为最高成灰温度下钠和钾的释放率。宋国良等[14]在高碱煤燃烧过程中碱金属沾污特性的预测模型研究中提出不仅考虑钠、钾和固相沾污源的影响，同时要考虑其他易挥发组分（硫和氯）对煤沾污特性的影响，并将温度引入沾污模型中。一方面，以灰中B/A为正相关因子建立的沾污性预测模型，不适用于高钠煤沾污性判断。另一方面，该类预测方法缺少对高钠煤中钠迁移转化的机理认识，以及钠迁移主要影响因素的判断。因此，为进一步认识高钠煤及其混煤锅炉燃烧过程中钠的迁移规律，提高高钠煤及其混煤锅炉燃烧沾污性预测方法的准确性，本文分析了高钠煤高温下的矿物质转变，以及高钠煤及其混煤在高温下的钠迁移规律，提出了一种高钠煤及其混煤燃烧过程中碱金属沾污的预测方法，为燃煤电厂解决高钠煤沾污以及大规模利用高钠煤提供理论参考。……