燃用煙煤鍋爐摻燒新疆廣匯褐煤技術研討

【摘 要】甘谷發(fā)電廠2×330MW燃煤機組設計燃用煙煤。為提高盈利水平，甘谷發(fā)電廠引進了價格相對較低的新疆廣匯褐煤。通過摻燒試驗，在沒有進行設備技術改造的情況下，2011年全年燃用廣匯褐煤共節(jié)約燃料成本2486.77萬元，降低了發(fā)電成本。甘谷發(fā)電廠廣匯褐煤摻燒經(jīng)驗對于其他同類型鍋爐有一定的借鑒意義。

【關鍵詞】鍋爐；煙煤；褐煤；摻燒

一、概述

甘谷發(fā)電廠2×330MW燃煤機組采用上海鍋爐廠生產(chǎn)的SG-1025/18.55—M725型鍋爐，鍋爐燃用煙煤。制粉系統(tǒng)采用正壓直吹式制粉系統(tǒng)，燃燒器采用四角布置，切圓燃燒方式。目前國內(nèi)燃料價格依舊不斷上漲，電廠中的燃料成本已占電廠經(jīng)營成本的70%以上，為提高的盈利水平，甘谷發(fā)電廠引進了價格相對較低的新疆廣匯褐煤。該煤種特點是：發(fā)熱量高，灰熔點低，水分大，揮發(fā)分高（>40%），燃點低（265℃左右），屬易自燃、危險性很大的煤種。甘谷發(fā)電廠通過摻配摻燒試驗，采取廣匯褐煤單獨上倉、分層摻燒方案，在沒有進行設備技術改造的情況下，廣匯褐煤摻燒比例由20%逐步增加至90%，機組能安全穩(wěn)定運行，降低了發(fā)電成本，提高了企業(yè)的盈利水平。

二、褐煤燃燒情況分析

廣匯褐煤的干燥無灰基揮發(fā)分達50%以上，雖然揮發(fā)分高有利于著火，但也容易造成火嘴燒壞、火嘴結焦等問題。褐煤的灰熔點較低，在燃燒過程中容易沉積在水冷壁上造成爐內(nèi)結渣和爐膛出口受熱面結焦。廣匯褐煤的煤粉顆粒較煙煤粗，燃盡性較差。由于廣匯褐煤水分高，在制粉系統(tǒng)采用熱風干燥的條件下，磨煤機干燥出力將會大幅度降低，直接制約鍋爐出力。要使煤粉穩(wěn)定燃燒，需要增強爐內(nèi)擾流強度、降低火焰中心，選擇合適的煤粉細度，保持較高的爐膛溫度及良好的爐內(nèi)空氣動力場。

三、摻燒廣匯褐煤方案

（1）廣匯褐煤應根據(jù)機組負荷、煤場各煤種量有計劃采購，合理調(diào)整來煤結構。（2）在煤場允許的情況下，各種來煤必須采取分堆存放，不得混堆。若煤場存煤多，無法實現(xiàn)分堆存放，必須將煤質(zhì)相近的煤堆放在一起，利于分倉配煤。（3）廣匯褐煤采用單獨上倉、分層摻燒。（4）負荷高峰時減少褐煤的摻燒比例，低谷時適當增加摻配比例。原則上劣質(zhì)煤摻燒比例不允許大于50%。（5）加強煤場測溫，煤場溫度超過60℃，應及時組織投入噴淋設備，如煤場溫度超過80℃，必須及時進行翻燒。（6）及時檢查清理輸煤系統(tǒng)、制粉系統(tǒng)積煤、積粉，防止煤粉自燃爆炸。（7）建立摻燒廣匯褐煤獎勵考核機制，加大一線摻燒廣匯褐煤的獎勵。

四、控制調(diào)整措施

（1）嚴格控制各臺磨出口溫度在60℃～70℃，防止煤粉結露（煤粉露點溫度為48℃），運行時可根據(jù)磨電流和差壓，控制磨進口溫度≤270℃。（2）為防止鍋爐受熱面結渣，運行中氧量控制在3%～4%，增強爐內(nèi)擾流強度。（3）適當提高一次風率，防止燃燒器噴口結焦或被燒毀。保持二次風箱與爐膛差壓不低0.45Kpa。燃燒器噴口周界風不低于35%的開度，保證燃料和空氣的良好混合，避免局部高溫和局部還原性氣氛。（4）加強對吹灰器進行管理工作，發(fā)現(xiàn)結焦嚴重可增加吹灰次數(shù)。每周進行鍋爐結焦積灰分析，發(fā)現(xiàn)結焦及時調(diào)整燃燒和吹灰方式。（5）根據(jù)負荷，及時調(diào)整摻燒比例。負荷高峰時減少褐煤的摻燒比例，低谷時適當增加摻配比例。（6）燃燒廣匯褐煤時，保持一次風母管壓力在8.4Kpa～9.0Kpa，磨入口壓力6.0Kpa～8.0Kpa，風煤比在1.8～2.0，從而有效地預防了煤粉的沉積自燃。（7）通過檢修工藝，調(diào)節(jié)各臺磨的磨輥間隙，以增加磨煤機的出力，及時更換刮板。（8）嚴格執(zhí)行石子煤排放制度。摻燒廣匯褐煤磨煤機的石子煤排放頻率為30分鐘/次。（9）燃用褐煤的制粉系統(tǒng)停運時間超過2天，需燒空原煤倉。按照規(guī)定及時清理輸煤、制粉系統(tǒng)積粉積煤。（10）停磨時將給煤機皮帶積煤走空后停運，抽粉10分鐘以上且磨煤機電流小于21A時，方可停運磨煤機。（11）在磨煤機跳閘、原煤倉蓬煤、斷煤、給煤機皮帶打滑等故障情況下，要立即調(diào)整冷熱風門，保證磨出口溫度不大于70℃。負荷低或由于故障造成制粉系統(tǒng)隔層運行時，及時投入油槍穩(wěn)燃，防止燃燒惡化和制粉系統(tǒng)自燃著火、爆炸。

五、攻關過程

（1）自2011年1月9日甘谷發(fā)電廠購進新疆廣匯煤，為保證摻燒工作的順利進行，該廠成立了以總工程師為組長的摻燒領導小組，借鑒有關褐煤摻燒運行經(jīng)驗，制定了詳細的新疆廣匯煤摻燒方案及摻燒管理規(guī)定，明確了相關職責，做好了充分的準備后，于1月12日開始試驗性摻燒。第一階段摻燒廣匯褐煤只運行中間C制粉系統(tǒng)，摻燒比例為20%，鍋爐出力與制粉系統(tǒng)出力未受到影響。（2）第二階段在總結經(jīng)驗后切換其他制粉系統(tǒng)進行廣匯褐煤摻燒，比例不斷增加。根據(jù)進煤情況確定摻燒廣匯褐煤比例，總結摻燒廣匯褐煤對煤場管理、混配、輸送、脫硫系統(tǒng)控制等方面的影響，總結摻燒褐煤對鍋爐燃燒、制粉系統(tǒng)摻燒、鍋爐效率、廠用電率等方面的影響，及時修改相關措施，預防鍋爐發(fā)生其它異常。第二階段廣匯褐煤摻燒為35%～45%，兩套制粉系統(tǒng)各層運行，鍋爐燃燒穩(wěn)定，各參在正常范圍內(nèi)。（3）第三階段，將劣質(zhì)煤、煙煤和廣匯褐煤在煤場混配上倉摻燒。這樣解決了單獨上倉燒劣質(zhì)煤火檢不穩(wěn)，石子煤排放量大，磨組帶負荷能力差等問題。但是，廣匯褐煤與劣質(zhì)、煙煤等煤種同倉混配摻燒，在爐內(nèi)煤粉燃燒存在搶風。同時，由于原煤在煤場摻配不均勻，入爐煤量波動大，影響鍋爐帶負荷能力。根據(jù)實驗結果，采取將廣匯褐煤單獨上倉，不與其他每種混配摻燒。并將廣匯褐煤與灰分大、發(fā)熱量低的劣質(zhì)煤分層摻燒，解決了大量燃用劣質(zhì)煤燃燒不穩(wěn)定問題。（4）第四階段根據(jù)實際運行情況，對配煤摻燒方案進行完善。第四階段廣匯褐煤摻燒比例為50%～70%，鍋爐排煙溫度較燃燒煙煤時升高2%～3%，通過配風調(diào)整和加強吹灰，使排煙溫度控制正常，脫硫效率達90%以上。（5）第五階段根據(jù)2012年2月份廣匯煤大量入廠后，來煤結構發(fā)生了大的變化。在不進行設備改造情況下，達到了100%廣匯煤入爐，雙機負荷帶到310MW穩(wěn)定運行。

六、摻燒褐煤期間發(fā)現(xiàn)的問題及采取的措施

（1）廣匯褐煤與劣質(zhì)、煙煤等煤種同倉混配摻燒，在爐內(nèi)煤粉燃燒存在搶風現(xiàn)象。同時，由于原煤在煤場摻配不均勻，造成煤粉在爐內(nèi)燃燒強度隨時變化，在負荷不變時，入爐煤量波動大，配風失調(diào)不均、爐膛壓力波動，影響鍋爐帶負荷能力。針對此問題采用廣匯褐煤單獨上倉，其他煤種隔層配煤的方式，使入爐煤質(zhì)和入爐煤量保持相對穩(wěn)定，機組帶負荷能力平穩(wěn)，無大的波動，解決了廣匯褐煤與其他煤種同倉混配摻燒引起的爐內(nèi)燃燒搶風現(xiàn)象，降低飛灰可燃物，提高鍋爐效率。（2）磨煤機干燥出力不足，出口溫度低。隨著廣匯褐煤摻燒比例的加大，磨煤機出口溫度下降明顯。磨組全燒褐煤時，下煤量28t/h，磨煤機出口溫度60℃左右。要適當開大一次熱風調(diào)門開度，盡量使磨煤機入口溫度在高限，適當降低磨煤機的出力，保持磨煤機出口溫度在要求范圍內(nèi)，防止磨煤機出口溫度低導致一次粉管堵塞積粉，鍋爐燃燒惡化。（3）磨煤機入口冷風門調(diào)門開度大，排煙溫度高。同時冷風量摻入量增加，使一次風率增加，造成送風量的降低，使流過空氣預熱器的空氣量減少，最終導致排煙溫度升高。因此在在高負荷（250MW以上）時及時調(diào)整風煤比在低限，適當關小熱風調(diào)門，并保持磨煤機出口溫度在高限，減少冷風的摻入量，降低一次風率；在低負荷（220MW以下）時，可適當降低一次風壓在8.2kpa～8.4kpa，降低一次風率?？稍黾涌疹A器通風量，降低排煙溫度和排煙損失，提高鍋爐效率，降低制粉單耗。（4）燃燒時發(fā)現(xiàn)燃燒器噴口周圍有輕微結焦現(xiàn)象。此時要根據(jù)負荷及配煤情況，就地觀察燃燒及爐內(nèi)結焦積灰、撈渣機內(nèi)的灰渣情況，并結合減溫水量、鍋爐管壁溫度、煙溫、排煙溫度等參數(shù)進行分析，及時調(diào)整鍋爐吹灰方式，調(diào)整二次風配風。廣匯褐煤摻燒比例在75%以上時，每天爐膛及煙道吹灰不少于三次，并根據(jù)實際參數(shù)情況增加吹灰次數(shù)，保證爐內(nèi)不大面積結焦積灰。在連續(xù)高負荷兩天以上可采用降低負荷1小時進行擾動同時進行吹灰后接帶高負荷，以保證爐膛清潔，避免結住較大焦塊。（5）石子煤斗內(nèi)部積聚的石子煤容易自燃結焦，石子煤室排放插板密封圈損壞時，熱風漏出，造成石子煤排放插板燒毀卡死現(xiàn)象，影響石子煤排放。并且熱風攜帶煤粉，有自燃爆炸危險。對此甘谷發(fā)電廠將石子煤排放系統(tǒng)進行了密封改造，此問題得以解決。（6）磨煤機出口處因漏粉堆積自燃使測量元件等電纜燒損造成磨煤機誤跳或積粉自燃引起火災。應加強制粉系統(tǒng)設備治理的同時定期對磨煤機頂部及其周圍管道的積粉進行清理，防止積粉自燃燒壞電纜、測量元件。（7）輸煤系統(tǒng)存在揚塵、積粉自燃、爆炸等現(xiàn)象。需采取對輸煤系統(tǒng)導料槽及翻車機噴霧抑塵、噴淋水改造，改善輸煤系統(tǒng)環(huán)境，減少輸煤系統(tǒng)揚塵。

七、燃用煙煤鍋爐摻燒廣匯褐煤經(jīng)驗

（1）做好安全技術措施管理是廣匯褐煤摻燒的基礎。對于甘谷發(fā)電廠燃用煙煤鍋爐摻燒廣匯褐煤的鍋爐，從卸煤、儲煤、配煤、上煤、制粉、燃燒調(diào)整等方面加強安全管理，做好防止摻燒廣匯褐煤自燃爆炸的安全措施，強化運行人員技能技術培訓，對運行中發(fā)現(xiàn)的設備瓶頸進行改造，來保證機組安全運行。（2）強化組織管理是廣匯褐煤摻燒的保障。做好管理協(xié)調(diào)配合，從燃煤采購、卸煤、儲煤、配煤、上煤、運行調(diào)整以及電量預測等各部門、各環(huán)節(jié)協(xié)調(diào)，保證配煤摻燒工作順利進行。獎勵配煤摻燒獎勵考核機制，激勵各部門、各崗位做好配煤摻燒。及時分析電煤價格變化，來指導配煤摻燒和負荷調(diào)整，保證經(jīng)營效益最大化。（3）采取廣匯褐煤單獨堆放，單獨上倉、分層摻燒，防止煤粉自燃爆炸，保證鍋爐燃燒穩(wěn)定，降低飛灰可燃物含量和排煙溫度，提高機組經(jīng)濟性。

八、取得的效益

（1）通過摻燒褐煤實驗，在沒有進行設備技術改造的情況下，褐煤摻燒比例在60%～90%，機組能安全穩(wěn)定運行。在相同熱值的前提下，廣匯褐煤和華亭煙煤標煤價（不含稅）分別為562.81元/噸和645.73元/噸，采用廣匯褐煤入廠標煤單價降低82.92元/噸，全年進廠廣匯褐煤為42.62萬噸，換算成標煤為29.99萬噸，全年燃用廣匯褐煤共節(jié)約燃料成本2486.77萬元。（2）燃料成本的降低，對企業(yè)的扭虧增盈極為有利，還避免了煤炭市場供需變化，造成電廠燃煤供應不足的問題。

九、廣匯褐煤摻燒推廣價值

（1）通過合理的摻配摻燒手段及相關措施的認真執(zhí)行，甘

谷發(fā)電廠已掌握了廣匯褐煤摻燒的基本特性，至2012年2月，廣匯褐煤摻燒比例達90%，機組安全穩(wěn)定運行，與此同時還降低了發(fā)電成本，提高了機組的盈利水平。（2）只要組織管理到位，安全技術措施管理到位，對于燃用煙煤的鍋爐改變?nèi)加脧V匯褐煤是完全可行的。甘谷發(fā)電廠廣匯褐煤摻燒經(jīng)驗對于其他同類型鍋爐有一定的借鑒意義。

參 考 文 獻

[1]范從振.鍋爐原理（第一版）[M].水利電力出版社.1986（5）

[2]孫石，于雷.電站鍋爐摻燒非設計煤種經(jīng)濟性淺析淺析策略研究[J].長春工程學院學報