煤質(zhì)的不同指標(biāo)對(duì)鍋爐運(yùn)行影響及調(diào)控措施

王新闖

（廣東粵電靖海發(fā)電有限公司，廣東揭陽 515223）

0 引言

煤質(zhì)條件是鍋爐設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。煤質(zhì)不同，鍋爐設(shè)計(jì)型式、受熱面有很大差異，所配備的制粉系統(tǒng)型式、輔機(jī)選取的參數(shù)都有所不同，對(duì)鍋爐各個(gè)系統(tǒng)的影響也不相同。目前由于經(jīng)濟(jì)形勢(shì)的嚴(yán)峻，受限于利潤(rùn)及成本的考量，不得不摻燒偏離鍋爐設(shè)計(jì)煤種的劣質(zhì)煤。另外，近年來由于國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的提高，導(dǎo)致燃煤機(jī)組廢棄物排放要求更加嚴(yán)格，盡量減少煙囪出口NOx，SOx以及粉塵的排放，使得鍋爐燃燒調(diào)整限制條件更多。

1 煤質(zhì)的不同指標(biāo)

1.1 水分

對(duì)于具有較大水分含量的煤，可能發(fā)生許多問題。例如有些煤粉未被一次風(fēng)帶走而造成堵磨；有些粘結(jié)在磨煤機(jī)出口易積粉部位如可調(diào)縮孔處造成某測(cè)點(diǎn)溫度突升跳磨；有些粘結(jié)在整個(gè)粉管處無法進(jìn)入爐膛，致使粉管堵塞甚者粉管著火等。針對(duì)以上可能存在的隱患，主要從以下3 點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整控制。

（1）在機(jī)組加負(fù)荷之前，預(yù)判好磨煤機(jī)的最大出力，做好提前暖磨，啟動(dòng)備用磨煤機(jī)的準(zhǔn)備。如有必要，提前通知維護(hù)人員到就地準(zhǔn)備敲煤斗。

（2）在磨正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，應(yīng)維持較大的風(fēng)量和風(fēng)壓。一次風(fēng)壓以磨煤機(jī)入口壓力為調(diào)節(jié)對(duì)象，母管壓力為參考，適當(dāng)降低母管壓力也可提高經(jīng)濟(jì)性。

（3）控制好磨煤機(jī)的出口溫度。這既有利于煤粉的輸送及快速燃燒，又提高了鍋爐的效率。磨出口溫度的調(diào)整也要參考其入口溫度，以防出口溫度過高出現(xiàn)爆燃、著火等問題。

1.2 揮發(fā)分

揮發(fā)分決定了煤的燃點(diǎn)。對(duì)于揮發(fā)分相對(duì)高一些的煤，就會(huì)易于鍋爐的燃燒。而煤種的揮發(fā)分低一些，則不易于快速燃燒。所以，運(yùn)行調(diào)整應(yīng)注意以下4 點(diǎn)。

（1）具有高揮發(fā)性含量的煤可以盡量布置在上部燃燒器。這樣煤粉一旦進(jìn)入爐膛不會(huì)推遲燃燒，不容易引起爐膛管壁超溫。特別是屏過位置，在實(shí)際生產(chǎn)中，當(dāng)大量燃燒低揮發(fā)分煤時(shí)，由于煤粉進(jìn)入爐膛，不能快速燃燒，導(dǎo)致燃燒推后，常常造成超溫。此時(shí)除了加強(qiáng)鍋爐吹灰外，適當(dāng)減少低揮發(fā)分煤的出力，增加高揮發(fā)分煤的煤量也有一定的效果。

（2）燃燒低揮發(fā)性煤時(shí)，盡量將其分配到中下燃燒器中。因?yàn)椋词谷紵谎舆t，上層仍然具有高揮發(fā)性煤，其可以迅速燃燒以快速釋放熱量。另外，可通過開大上、下兩層燃燒器二次風(fēng)門，減少中層風(fēng)量的方法，使煤粉的燃燒集中在爐膛中心處。同時(shí)適當(dāng)提高二次風(fēng)量和風(fēng)壓，讓助燃風(fēng)及時(shí)和煤粉氣流結(jié)合，快速燃燒。

（3）揮發(fā)分高的煤進(jìn)入爐膛就能快速燃燒，所以會(huì)更靠近爐膛管壁側(cè)，容易造成管壁超溫、結(jié)焦等不良后果。此時(shí)應(yīng)提高一次風(fēng)壓，使煤粉的燃燒過程盡可能接近爐火焰的中心。

（4）對(duì)于運(yùn)行時(shí)間較久的機(jī)組，落煤管或是磨出口管道及燃燒器處會(huì)經(jīng)常漏粉、積粉。因此，在巡檢時(shí)要加強(qiáng)磨就地的檢查，如有發(fā)現(xiàn)漏粉、積粉，需盡快處理。

1.3 含碳量

一般而言含碳量越高的煤種，其熱值也會(huì)較高，因?yàn)槊喝紵尫艧崃康闹饕蛩鼐褪呛剂俊５剂吭礁叩拿?，煤粉的可磨系?shù)越高，就會(huì)導(dǎo)致磨煤機(jī)電流增大，增加廠用電的消耗。對(duì)于含碳量較高的煤，可以從以下3 個(gè)方面調(diào)控。

（1）加強(qiáng)對(duì)磨的監(jiān)控和檢查。尤其是滿負(fù)荷時(shí)，要注意好磨電流和磨電機(jī)軸承溫度、線圈溫度。在實(shí)際生產(chǎn)中，此方面暫時(shí)沒有出現(xiàn)問題。

（2）由于600 MW 機(jī)組磨煤機(jī)磨輥和磨碗間隙基本是固定不調(diào)的，這使得燃用含碳量不同的煤種時(shí)，進(jìn)入爐膛的煤粉顆粒大小無法調(diào)節(jié)。顆粒太粗，造成煤粉不能完成燃燒或是推后燃燒，致使管壁超溫，甚至有尾部煙道再燃燒的安全隱患。另外，磨煤機(jī)排渣中帶出大量的煤粉顆粒，會(huì)造成燃料損失。

（3）燃料使用含碳量較高的煤時(shí)，需增加排渣次數(shù)。由于煤粉的細(xì)度不可調(diào)，那些未被磨碎的煤粉顆粒就會(huì)和煤渣摻雜在一起，如若不能及時(shí)排出，就會(huì)有堵磨的風(fēng)險(xiǎn)。所以，在當(dāng)前節(jié)能減排的大環(huán)境下，可建議改造磨煤機(jī)的結(jié)構(gòu)，添加一級(jí)分離器，或通知設(shè)備部門調(diào)整不同煤種的磨煤機(jī)間隙。

1.4 硫分

硫分的高低直接決定了煤粉燃燒后煙氣中SOx含量的多少，而SOx是環(huán)保考核標(biāo)準(zhǔn)的重要依據(jù)，因此燃燒調(diào)整需盡可能減少所排煙氣中SOx的含量。根據(jù)以往燃燒經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)燃料所含硫分達(dá)到1%以上時(shí)，在高負(fù)荷區(qū)容易出現(xiàn)脫硫吸收塔入口煙氣中SOx含量偏高。所以，在燃用硫分較高的煤種時(shí)，可以從以下3 個(gè)方面控制。

（1）從SOx的生成機(jī)理可知，燃料中的煤在高溫下釋放硫分，與氧氣結(jié)合生成SOx，而且溫度越高，這種氧化反應(yīng)越劇烈。所以，控制好氧量極為重要?？刹捎脿t膛火焰中心處缺氧燃燒，即這個(gè)位置溫度較高，但氧量不足，很好的控制了SOx的生成。另外，上層燃燒器以及燃盡風(fēng)加大風(fēng)量，起到助燃作用，以及提供未燃盡煤粉所需要的氧氣。雖然這個(gè)位置對(duì)于氧氣是足夠的，但是溫度低，它可以有效地抑制SOx的形成。

（2）當(dāng)機(jī)組負(fù)荷突升或要加至較高負(fù)荷時(shí)，應(yīng)及時(shí)與環(huán)化人員溝通交流，提前調(diào)整，控制好SOx出口時(shí)均值不超標(biāo)。

（3）如果煙囪出口SOx含量迅速上漲，可降低上層磨出力，提高中下層磨出力，適當(dāng)降低一次風(fēng)和二次風(fēng)量，同時(shí)減少高硫分煤的磨煤機(jī)出力，對(duì)抑制SOx超標(biāo)都會(huì)有一定的作用。如果仍無法控制住煙囪出口SOx的含量，就需要降負(fù)荷處理。

1.5 灰分

灰分會(huì)影響粉煤顆粒與氧氣的接觸，影響燃燒的進(jìn)程。另外，灰分含量的高低也會(huì)影響到設(shè)備的磨損、堵塞，爐內(nèi)結(jié)焦以及電除塵運(yùn)行等。所以，運(yùn)行調(diào)整應(yīng)注意以下3 點(diǎn)。

（1）在燃用高灰分煤種時(shí)，應(yīng)注意加強(qiáng)鍋爐吹灰，尤其是出現(xiàn)管壁大面積超溫時(shí)。此外，灰分是空預(yù)器差壓增大的重要原因，可適當(dāng)增加其吹灰次數(shù)。

（2）當(dāng)灰分含量高時(shí)，爐渣的量增加，此時(shí)可以適當(dāng)?shù)卦黾訐圃鼨C(jī)的轉(zhuǎn)速。同時(shí)應(yīng)注意好排渣系統(tǒng)的運(yùn)行情況，加強(qiáng)渣倉料位的檢查。

（3）運(yùn)行中還應(yīng)注意防止大塊爐渣掉落損壞受熱面。另外，爐膛掉大渣，也會(huì)影響到鍋爐的穩(wěn)定燃燒，造成鍋爐負(fù)壓大幅波動(dòng)，特別是低負(fù)荷階段，要注意及時(shí)投入等離子以穩(wěn)定燃燒。

1.6 灰熔點(diǎn)

若爐膛的溫度超過煤種的灰熔點(diǎn)，灰分便開始軟化，進(jìn)而熔融。熔融灰分具有高粘度并且易于附著在爐膛的受熱表面上。高粘度造成爐膛內(nèi)的灰分和固態(tài)可燃物繼續(xù)粘結(jié)，越來越嚴(yán)重，造成管壁大面積超溫，甚至造成水冷壁爆管，而且還容易出現(xiàn)爐膛掉大焦，影響鍋爐穩(wěn)定燃燒。根據(jù)灰分熔融的原理，可以從以下4 個(gè)方面控制。

（1）如果燃燒在還原環(huán)境中進(jìn)行，則灰熔點(diǎn)將降低并且灰分將更容易熔化。所以一定要保證爐膛燃燒所需要的氧氣，禁止缺氧燃燒，嚴(yán)格執(zhí)行關(guān)于鍋爐燃燒氧量控制的標(biāo)準(zhǔn)。

（2）日常巡檢應(yīng)對(duì)三次風(fēng)門的就地狀態(tài)進(jìn)行檢查，防止風(fēng)門卡死或和CRT 畫面狀態(tài)不一致，造成靠近燃燒器的地方氧量不足，存在其周圍結(jié)焦的隱患。

（3）600 MW 機(jī)組之前大修時(shí)加裝了貼壁風(fēng)，大大減少了爐膛結(jié)焦的可能，效果較好?？勺鲄⒖?。

（4）嚴(yán)格執(zhí)行鍋爐吹灰的規(guī)定。特別是高負(fù)荷時(shí)，爐膛溫度較高，更加容易造成鍋爐結(jié)焦，可適當(dāng)增加吹灰次數(shù)。

2 結(jié)語

通過分析煤質(zhì)不同指標(biāo)，總結(jié)出一些實(shí)際生產(chǎn)中的調(diào)控措施，可作為參考。鍋爐調(diào)整的目的是：安全（穩(wěn)定燃燒）、環(huán)保（減排）、節(jié)能（省煤）。所以作為運(yùn)行調(diào)整人員應(yīng)不斷摸索，提高調(diào)整水平，提高鍋爐效率，減少NOx，SOx等的排放，確保鍋爐安全、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行。