劣質(zhì)煤混配摻燒對發(fā)電廠鍋爐運行的影響分析

高占勝

摘 要：為了保證劣質(zhì)煤摻雜混燒模式下電廠鍋爐有良好的運行穩(wěn)定性，應(yīng)掌握劣質(zhì)煤摻雜混燒技術(shù)對電廠當(dāng)中鍋爐設(shè)備的影響，并能結(jié)合電廠鍋爐運行方面特點，制定科學(xué)的劣質(zhì)煤摻雜混燒模式應(yīng)用方案。本文就劣質(zhì)煤摻雜混燒模式對于電廠鍋爐在運行方面的影響進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：發(fā)電鍋爐；劣質(zhì)煤；混配摻；運行；影響

電力能源對當(dāng)代社會的正常運行極為重要，但在電廠發(fā)電運行階段也需要消耗大量的煤炭資源，而在煤炭資源儲量降低的現(xiàn)代，電廠發(fā)電成本也就不斷增加。部分電廠為了能有效的控制電廠發(fā)電成本，在發(fā)電生產(chǎn)中使用劣質(zhì)煤炭。這種劣質(zhì)煤摻雜混燒模式的運用雖然能讓電廠發(fā)電成本得到控制，但同也給電廠運行階段發(fā)電安全性以及電能生產(chǎn)穩(wěn)定性產(chǎn)生了較大影響，需要電廠能做好相應(yīng)的技術(shù)優(yōu)化，保證電廠運行有良好的穩(wěn)定性。

1 劣質(zhì)煤摻雜混燒模式對于電廠中發(fā)電鍋爐造成的影響概述

劣質(zhì)煤炭和正常煤炭之間差異較大，一般劣質(zhì)煤當(dāng)中含水量較高，并且灰分含量也較高，但由于劣質(zhì)煤當(dāng)中雜質(zhì)較多，所以劣質(zhì)煤還具有發(fā)熱量偏低、燃燒難度大的特點，并且在使用劣質(zhì)煤摻雜混燒模式的時候，發(fā)電鍋爐設(shè)備也會受到較大危害，導(dǎo)致發(fā)電鍋爐的使用壽命降低，甚至導(dǎo)致發(fā)電鍋爐出現(xiàn)危險隱患。其次，在電廠當(dāng)中發(fā)電鍋爐燃燒劣質(zhì)煤的時候，也會導(dǎo)致發(fā)電鍋爐設(shè)備出現(xiàn)流焦以及結(jié)渣的問題，發(fā)電鍋爐設(shè)備當(dāng)中的受熱面結(jié)構(gòu)以及制粉系統(tǒng)的整體磨損情況也會加劇。另外，雖然單位體積的劣質(zhì)煤成呢要低于正常煤炭，但由于劣質(zhì)煤當(dāng)中雜質(zhì)較多，所以同等發(fā)電量條件下也需要燃燒更大體積的劣質(zhì)煤，這也是電廠發(fā)電廠成本不易控制。

2 劣質(zhì)煤摻雜混燒模式對于電廠鍋爐設(shè)備的影響

2.1 對于鍋爐設(shè)備燃燒方面的影響

在使用了劣質(zhì)煤摻雜混燒模式的時候，被投入發(fā)電鍋爐當(dāng)中燃煤的總發(fā)熱量會明顯降低，同時其中的灰分含量增加。在這種條件下，會影響燃煤當(dāng)中揮發(fā)成分的正常析出，導(dǎo)致煤粉實際著火時間延后。其次，燃煤當(dāng)中灰分含量的增加還會導(dǎo)致鍋爐內(nèi)理論燃燒溫度降低，燃煤的著火特性明顯變差，發(fā)電鍋爐爐膛部分的溫度降低，最終導(dǎo)致煙氣加熱鍋爐內(nèi)煤粉氣流的能力降低。在這兩種因素相互重疊之后也就會使得煤粉氣流的具體著火點被迫延遲，大大提升了鍋爐設(shè)燃燒階段的不穩(wěn)定性。

尤其是在鍋爐設(shè)備低負(fù)荷階段中，爐膛部分的溫度偏低，鍋爐設(shè)備整體燃燒穩(wěn)定性會大幅度降低。用來維持鍋爐設(shè)備運行穩(wěn)定的維護(hù)用油的消耗量加大，使得鍋爐設(shè)備跨焦等擾動情況發(fā)生的時候可能會出現(xiàn)滅火事故。

2.2 鍋爐設(shè)備流焦、結(jié)渣問題加劇

劣質(zhì)煤當(dāng)中含有較多的粘土、硫化物質(zhì)、頁巖以及碳酸鹽等其他類型物質(zhì)，這些物質(zhì)組成了劣質(zhì)煤當(dāng)中的灰分，導(dǎo)致燃煤在鍋爐中的灰熔點發(fā)生下降，一旦機組設(shè)備處在較高負(fù)荷效率條件下的時候，燃煤在燃燒后往往也會處于軟化或者是熔融狀態(tài)。為了保證發(fā)電機組運行負(fù)荷，需要在燃燒劣質(zhì)煤的時候增加磨機設(shè)備的通風(fēng)量，使鍋爐設(shè)設(shè)備運行質(zhì)量得以強化。

當(dāng)鍋爐設(shè)備中一次風(fēng)壓強度過高的時候，鍋爐設(shè)備冷水壁在粉煤氣流的沖刷下，可能會導(dǎo)致鍋爐設(shè)備出現(xiàn)結(jié)渣、流焦等會問題嚴(yán)重化，使得發(fā)點鍋爐設(shè)備的燃燒穩(wěn)定性變差，維護(hù)方面的耗油量增加。

其次，采用劣質(zhì)煤摻雜混燒模式的時候，還可能出現(xiàn)較大焦塊卡在鍋爐設(shè)備灰斗結(jié)構(gòu)上方的情況，需要在鍋爐設(shè)備運行中采用人工清理的方式來清焦，這也會使得工作人員的安全性受到威脅，不利于鍋爐發(fā)電設(shè)備的正常運行。另外，在這種燃煤模式中，除渣系統(tǒng)的運行負(fù)荷也會較大，使得撈渣設(shè)備的大鏈條部件的磨損加劇，除渣系統(tǒng)當(dāng)中各組成設(shè)備的故障發(fā)生率也會增加。

2.3 對廠用電率的影響

混配摻燒劣質(zhì)煤后，由于相同負(fù)荷下鍋爐的耗煤量增加以及煤矸石的聚集導(dǎo)致磨機電流升高。另外，低負(fù)荷下對球磨機進(jìn)行磨煤矸石也導(dǎo)致鍋爐制粉電耗上升。為滿足負(fù)荷要求，煤質(zhì)變差后勢必增加一次風(fēng)量來滿足鍋爐熱負(fù)荷的需求，從而導(dǎo)致一次風(fēng)機和密封風(fēng)機電耗的增加。因摻燒劣質(zhì)煤后燃煤中灰分增大，則必然導(dǎo)致引風(fēng)機負(fù)荷的增加，從而導(dǎo)致引風(fēng)機電耗增加。

2.4 對制粉系統(tǒng)的影響

由于原煤在開采及裝卸過程中混雜了部分鐵絲、木頭、編織袋等雜物，進(jìn)入球磨機后造成磨機分離器堵塞，從而導(dǎo)致粉管煤粉氣流不均勻、阻力增加，煤粉細(xì)度大且不均勻，磨機出力下降，燃燒穩(wěn)定性變差，飛灰及大渣含碳量升高等一系列問題。劣質(zhì)煤進(jìn)行混配摻燒后，由于燃煤中含有大量的煤矸石，且不易破碎，大量的煤矸石占據(jù)了磨內(nèi)的大量空間，導(dǎo)致磨機料位上漲，鋼球的提升高度減小，導(dǎo)致制粉能力下將，帶負(fù)荷能力減弱。

3 電廠劣質(zhì)煤混配摻燒優(yōu)化方案

3.1 原煤倉落煤斗及給煤機進(jìn)出口閘板門改造

改造前原煤斗為雙曲線圓形，給煤機上下閘板門為齒條式電動閘板門。煤質(zhì)變化后，由于劣質(zhì)煤的黏性較大、燃煤在開采、堆放及裝卸過程中混有部分泥土、木材、石塊等雜物，造成給煤機斷煤、堵煤及進(jìn)粉故障頻繁。在冬季原煤較濕，會結(jié)塊粘附在原煤倉壁上，導(dǎo)致煤倉梭洞等現(xiàn)象。因給煤機進(jìn)出口齒條式電動閘板門不能及時關(guān)閉，導(dǎo)致給煤機進(jìn)煤粉，從而不得不停運磨機清理給煤機內(nèi)積粉，影響鍋爐燃燒的穩(wěn)定性，損失發(fā)電量。為適應(yīng)煤質(zhì)的變化，防止原煤倉搭橋、梭洞等現(xiàn)象，減少降磨壓捅煤和停磨清粉的情況，可將齒條式電動閘板門改為有明顯開關(guān)指示的雙向液壓截門，提高閘板門在運行中的可靠性以及給煤機的運行效率。

3.2 球磨機少球技術(shù)和節(jié)能襯瓦改造

劣質(zhì)煤混配摻燒后，由于煤中含有大量的煤矸石，采用原有的鋼球?qū)γ喉肥^難磨碎，該廠將原鋼球全部更換為高鉻耐磨的小球，同時將部分磨機的內(nèi)部襯瓦由原來的波浪型襯瓦改為節(jié)能型襯瓦。

3.3 磨機出口分離器改造

由于原煤中含有大量的鐵絲、木屑、編織袋等雜物，分離器易堵塞，且不易清理，導(dǎo)致煤粉細(xì)度較大且均勻性差，高負(fù)荷時提高磨機通風(fēng)量后必然造成煤粉細(xì)度進(jìn)一步變大，導(dǎo)致煤粉氣流著火性能變差，燃燒穩(wěn)定性變差，飛灰含碳量增大。為改善煤粉細(xì)度和提高煤粉氣流的均勻穩(wěn)定性，降低飛灰含碳量，將雙蝸殼式煤粉分離器改為軸向型雙擋板可調(diào)式分離器。自分離器改造后，通過調(diào)整分離器的上下層擋板開度，有效地提升了磨機出口的煤粉細(xì)度和煤粉氣流的均勻穩(wěn)定性和燃燒的穩(wěn)定性，降低了飛灰含碳量。

4 結(jié)束語

目前煤炭資源儲量不斷減少，而社會對于電力能源需求量卻在不斷增加，部分電廠在運行階段已經(jīng)將劣質(zhì)煤摻雜混燒技術(shù)作為主要發(fā)展措施，以應(yīng)對發(fā)電成本不斷的增加的問題。而在這一階段中，也需要技術(shù)人員能不斷的完善劣質(zhì)煤摻雜混燒技術(shù)，保證電廠的穩(wěn)定運行。

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