楊賽兵，蔣 建，曾 臻

（大唐華銀株洲發(fā)電有限公司，湖南 株洲 412005）

大唐華銀株洲發(fā)電有限公司（簡稱“株電”）3、4號鍋爐是由東方鍋爐廠制造的雙拱型W火焰鍋爐。其最大蒸發(fā)量為1025t/h，裝機(jī)容量為310MW，屬于引進(jìn)美國FW公司先進(jìn)燃燒技術(shù)進(jìn)行消化吸收的技術(shù)，鍋爐設(shè)計燃用的煤種為劣質(zhì)無煙煤，由于近年來原煤市場供給緊張，煤價持續(xù)上漲，為緩解成本壓力。株電現(xiàn)實際入爐煤質(zhì)更差，入爐煤質(zhì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)偏離設(shè)計煤種，系當(dāng)?shù)刎h小煤窯所產(chǎn)的攸縣煤。其主要表現(xiàn)在煤的揮發(fā)份低，揮發(fā)份最低僅2%，發(fā)熱量高，可磨系數(shù)小，且煤質(zhì)極不穩(wěn)定，變化范圍大。鍋爐在在脫油運(yùn)行的情況下極易發(fā)生燃燒不穩(wěn)而滅火，直接影響機(jī)組安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，因此分析燃用低揮發(fā)份煤種對鍋爐燃燒及其它方面的影響，找出燃用本地攸縣劣質(zhì)煤種的相應(yīng)對策和方法，是迫切需要解決的問題。

1 攸縣劣質(zhì)煤燃燒特性分析

攸縣（本地小煤窯）劣質(zhì)煤主要特點(diǎn)：揮發(fā)份含量低、固定碳含量大，發(fā)熱量高，可磨系數(shù)小。鍋爐燃用攸縣劣質(zhì)煤時，煤粉氣流的著火點(diǎn)后延，火焰溫度低、煤粉氣流著火不穩(wěn)定、易造成局部斷火，甚至造成鍋爐滅火事故。煤的可磨系數(shù)小，使制粉系統(tǒng)嚴(yán)重超負(fù)荷運(yùn)行，鋼球損耗增大，煤粉細(xì)度難以達(dá)標(biāo)。燃用劣質(zhì)煤，煤粉氣流進(jìn)入爐膛由于揮發(fā)份含量低，所需著火溫度高，爐膛著火區(qū)溫度低等因素，無法形成穩(wěn)定的著火，而被迫伴油燃燒造成大量燃油消耗。同時煤粒完全燃燼的時間長，造成爐膛火焰中心抬升，主再汽溫度超溫，及受熱面管壁溫度超溫，嚴(yán)重影響鍋爐安全運(yùn)行。

2 燃用攸縣劣質(zhì)煤采取的措施

為了實現(xiàn)鍋爐長期安全燃用攸縣劣質(zhì)煤的目標(biāo)，我們依據(jù)同類型鍋爐燃用劣質(zhì)煤的經(jīng)驗和燃燒理論，進(jìn)行了大量的摸索和試驗，總結(jié)出3、4號爐燃用攸縣煤的穩(wěn)燃措施。

（1）一次風(fēng)速調(diào)整。煤質(zhì)較好時可通過停止一臺磨煤機(jī)（三臺磨運(yùn)行）或退出4～8個火嘴的運(yùn)行方式提高一次風(fēng)管風(fēng)速，保證火焰中心的方法來提高燃燒經(jīng)濟(jì)性（推薦一次風(fēng)母管壓力7.5～9.0kPa，風(fēng)煤混合壓力7.0kPa）；煤質(zhì)變差時，要通過盡量降低一次風(fēng)管風(fēng)速，減少著火距離的方法來提高燃燒穩(wěn)定性，此時應(yīng)通過投入退出火嘴或增投磨煤機(jī)提高火嘴投入數(shù)量的方法來降低一次風(fēng)管風(fēng)速，在帶負(fù)荷困難的情況下需降低負(fù)荷，降低一次風(fēng)壓運(yùn)行，為防止堵一次風(fēng)管，建議風(fēng)煤混合壓力不低于4kPa運(yùn)行，且風(fēng)粉混合溫度推薦不低于80℃。

（2）加強(qiáng)爐膛溫度測量與火焰監(jiān)控。根據(jù)W火焰爐的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，分別在爐膛標(biāo)高18m、22m處，對前、后墻的左、右側(cè)看火孔區(qū)域的爐膛溫度和火焰分布情況進(jìn)行定時監(jiān)測，包括在不同的負(fù)荷、不同的磨煤機(jī)運(yùn)行方式、不同的配風(fēng)、不同的煤種等條件下對爐膛溫度進(jìn)行實地測量。通過長期的監(jiān)測與運(yùn)行調(diào)整，基本掌握了W爐爐溫對燃燒的影響特性。監(jiān)測的四個區(qū)域溫度不得低于1200℃，低于1200℃，如不采取相應(yīng)的穩(wěn)燃措施，就很可能使燃燒惡化造成滅火。

（3）送風(fēng)量及二次風(fēng)擋板調(diào)控。在燃燒攸縣劣質(zhì)煤時為增強(qiáng)燃燒穩(wěn)定性，氧量維持在3%以內(nèi)。合理配置二次風(fēng)，組織良好的爐內(nèi)空氣動力場，對燃用攸縣劣質(zhì)煤時的穩(wěn)定燃燒起著至關(guān)重要的作用。運(yùn)行期間，針對劣質(zhì)煤著火性能差，帶負(fù)荷不起爐膛溫度低更不利于其燃燒，所以要盡可能的減少二次風(fēng)對火焰根部的影響，拱上部分的二次風(fēng)量分別由A、B擋板來控制，開度一般控制為5%～10%。拱下垂直墻上的二次風(fēng)量分別由D、E、F擋板來控制，開度分別控制為5%，5%～10%和20%～40%。B擋板開度大小應(yīng)合適，開得太小使火咀噴口得不到有效冷卻而燒壞，太大則煤粉氣流的剛性太大影響煤粉氣流的著火點(diǎn)，對形成W火焰燃燒方式形成和穩(wěn)定燃燒起到較大的干擾作用。D、E擋板對著火也有較大的影響，不可開得過大，否則，一、二次風(fēng)過早混合，嚴(yán)重干擾火焰的正常行程，造成燃燒不穩(wěn)。在配風(fēng)時擋板的開度應(yīng)遵循“中間大，二端小”的原則，以克服二次風(fēng)箱沿程壓力損失而造成的爐膛中間風(fēng)量不足的現(xiàn)象。

（4）燃燒器乏氣風(fēng)及消旋葉片的調(diào)控。調(diào)節(jié)燃燒器的乏氣風(fēng)擋板可控制燃燒器主噴口煤粉氣流的濃度及速度。若減小其開度，經(jīng)乏氣風(fēng)管的乏一次風(fēng)量減少，則燃燒器主噴口處煤粉氣煤粉流濃度降低，速度增大，著火點(diǎn)將推后。燃用劣質(zhì)煤時，要將乏氣風(fēng)擋板適當(dāng)開大，增加燃燒器主噴口煤粉濃度并降低其風(fēng)速，對于燃用煤粉的鍋爐而言，燃燒器噴口中的煤粉濃度直接影響著著火的穩(wěn)定性。煤粉濃度在一定的范圍內(nèi)，濃度越高，單位體積所需著火熱量越少，同時單位體積燃燒釋放熱量的強(qiáng)度增大，以利于煤粉的迅速著火；煤粉濃度的增大，使得煤中揮發(fā)份析出后其濃度增加，使著火點(diǎn)溫度降低，加速可燃物質(zhì)的著火。在燃用低揮發(fā)份的劣質(zhì)煤時盡可能提高燃燒器噴口煤粉濃度對的煤粉提前著火是非常有利的。但開度過高有可能會影響到主噴口根部的燃燒（有擾動），故推薦開度50%～75%。

消旋葉片由調(diào)節(jié)桿和葉片組成。當(dāng)調(diào)節(jié)桿向上提升時，燃燒器噴口處的煤粉氣流旋轉(zhuǎn)強(qiáng)度增大，剛性降低，在爐內(nèi)噴身距離減小，煤粉氣流卷吸高溫?zé)煔獾哪芰訌?qiáng)，著火提前。燃用攸縣劣質(zhì)煤時，可通過提升消旋葉片來增強(qiáng)旋流強(qiáng)度，增強(qiáng)煤粉卷吸高溫?zé)煔獾哪芰Γ欣诿悍鄣闹?。其有效調(diào)節(jié)范圍在0～15格。（共27格,長期燒劣質(zhì)煤的推薦位置10～12格）

（5）加強(qiáng)燃料管理和摻燒。株電來煤渠道十分繁雜，即便是本地攸縣煤，煤質(zhì)也極不穩(wěn)定，變化波動范圍大，這對穩(wěn)燃極其不利。應(yīng)對來煤分堆存放，并對來煤取樣化驗，掌握煤質(zhì)變化，提前做好燃燒調(diào)整操作準(zhǔn)備工作，這樣能有效的防止鍋爐滅火的發(fā)生。

同時通過摻混方式或摻燒方式來進(jìn)行配煤。摻燒方式推薦：通過均勻分布的方式進(jìn)行摻燒，因為AB磨火嘴相互交叉，CD磨火嘴相互交叉（如下圖），可采用AC磨各弄一個原煤倉上優(yōu)質(zhì)煤，BD磨上劣質(zhì)煤的方式（或反之）來進(jìn)行爐內(nèi)摻燒。

（6）煤粉細(xì)度調(diào)整。測試各分離器出口煤粉細(xì)度，通過下列方法對煤粉細(xì)度進(jìn)行調(diào)整，以便提高煤的著火特性：a、調(diào)整磨煤機(jī)分離器折向擋板開度為30%。煤粉細(xì)度較粗時，關(guān)小分離器折向擋板。推薦煤粉細(xì)度R90為6%。b、定期清理磨煤機(jī)粗粉分離器和回粉管格柵，通過停磨開分離器檢查和格柵檢查孔清理的方法清空雜物，保證分離器工作正常。c、保證鋼球裝載量：通過定期定量加鋼球的方法來保證磨煤機(jī)鋼球裝載量，確保磨煤機(jī)電流120～130A。保證制粉系統(tǒng)出力及磨煤機(jī)效率，也可提高煤粉細(xì)度。

3 結(jié)語

通過對W型火焰鍋爐燃燒機(jī)理的探討和采取上述各面調(diào)整措施,使株洲電廠兩臺W型火焰鍋爐在燃用偏離設(shè)計煤種的劣質(zhì)煤時仍能達(dá)到長時間脫油穩(wěn)燃，從而實現(xiàn)了從設(shè)計燃用劣質(zhì)煤最大比例不超過25%，到現(xiàn)在入爐煤中劣質(zhì)煤比例上升至75%仍然能確保鍋爐的燃燒穩(wěn)定和安全運(yùn)行。有效的緩解了近年來由于煤碳市場價格上漲給企業(yè)帶來的巨大的成本壓力。

[1]大唐華銀株洲發(fā)電有限公司.大唐華銀株洲發(fā)電有限公司310MW機(jī)組鍋爐運(yùn)行規(guī)程[Z].株洲：大唐華銀株洲發(fā)電有限公司，2005.

[2]孫超凡,李乃釗,楊華,等.W火焰鍋爐燃用劣質(zhì)無煙煤的穩(wěn)燃技術(shù)[J].動力工程,2005.

[3]長沙電力學(xué)院，湖南華銀株洲火力發(fā)電公司.300MW火電機(jī)組培訓(xùn)教材[Z].株洲：大唐華銀株洲發(fā)電有限公司，2005.

[4]黃維紹.鍋爐燃用劣質(zhì)煤的燃燒調(diào)整[J].河北：價值工程，2010.