屈廣順

【摘 要】介紹大唐七臺河發(fā)電有限責任公司在市場電力煤供應緊張，入爐煤煤種多變狀況下，為降低發(fā)電成本，不斷加大劣質煤的摻燒量的基礎上，摸索總結出劣質煤摻燒比大情況下的經(jīng)濟調整措施。來保證發(fā)電機組的安全穩(wěn)定運行。

【關鍵詞】劣質煤；燃燒；調整

0.前言

隨著煤炭供應的日趨緊張，發(fā)電企業(yè)電煤供應日趨多元化、電煤質量波動幅度增大、煤種雜、入爐煤質控制難度加大，引發(fā)設備缺陷明顯增多。我公司入爐煤質遠遠偏離設計煤種，鍋爐燃燒的穩(wěn)定性和經(jīng)濟性受到威脅，主要表現(xiàn)在鍋爐效率有明顯的了降低；受熱面的磨損加劇，受熱面超溫爆管，影響電除塵的正常運行，同時對脫硫系統(tǒng)的安全運行也產(chǎn)生較大危害。

1.煤質變化對鍋爐運行的影響

一般情況下，鍋爐應盡可能燃用接近設計煤種的煤，以確保燃燒穩(wěn)定及各參數(shù)在正常范圍內(nèi)運行。但近年來，由于電煤資源的供需平衡遭到破壞，促使發(fā)電企業(yè)電煤供應日趨多元化，電煤質量波動幅度增大，入爐煤質控制難度加大，從而對鍋爐的穩(wěn)定燃燒和運行安全造成了很大影響，主要如下：

1.1出力受限

煤質變化可能會造成機組某些輔助設備不能滿負荷運行，而限制鍋爐出力。如煤的灰份改變，使煤的結焦性和積灰性增加，而引起爐膛結焦和受熱面積灰；煤的水份和可磨性指數(shù)變化使得磨煤機達不到額定出力；煤的灰分增加可能使除塵效果受限。脫硫系統(tǒng)脫硫能力受到制約。煤質變差會導致磨煤機、送風機、引風機出力超限。而且還可能帶來鍋爐燃燒不穩(wěn)、滅火、受熱面磨損加劇和帶不上負荷等問題。

1.2煤質趨劣使電廠煤耗和廠用電率上升

煤質趨劣使鍋爐燃燒不穩(wěn)，導致鍋爐機械不完全燃燒損失增大，排煙溫度和燃燒的過?？諝庠黾佑謱е屡艧煙釗p失增大，鍋爐效率下降，發(fā)電煤耗升高。鍋爐燃用劣質煤量增加，往往需要投油助燃，又增加了燃油消耗。劣質煤灰分高，發(fā)熱量低，鍋爐達到同等出力時需要的煤量增加，導致制粉系統(tǒng)、除灰、輸灰和送風機、引風機等轉機電耗增加，廠用電率升高。數(shù)據(jù)統(tǒng)計表明，入爐平均低位發(fā)熱量下降1MJ/Kg，廠用電率將提高0.5%。

1.3煤質趨劣導致設備可靠性降低

劣質煤灰分高，著火燃燒性能差，易造成鍋爐燃燒不穩(wěn)和滅火。而灰分高易導致鍋爐受熱面磨損加快，同時高灰分燃煤使爐膛火焰中心上移，造成過熱器和再熱器超溫爆管。并加大減溫水量，進而又降低了機組熱效率。

1.4煤質下降增加了檢修和改造費用

由于煤質下降使鍋爐部件及輔機的磨損和腐蝕加劇。導致頻繁性的設備故障及臨時性的檢修，使電廠損失大量的電量并使檢修費用較大幅度上升。燃用劣質煤增加了鍋爐從輸煤到出灰整個流程中各部件的負荷，將會使鍋爐受熱面、空預器的尾部煙道、電除塵、以及制粉系統(tǒng)設備的磨損量增大。并使送風機阻力增大；灰份的增加，還將影響到除塵器了除塵效果，使電除系統(tǒng)及排灰系統(tǒng)運行壓力加大，導致大修間隔縮短及設備部件壽命縮短，使檢修費用上升，并且大量的更新改造也將耗費大量資金。統(tǒng)計資料顯示，平均灰份若從20%上升到33%，鍋爐強迫停運率將從2%，上升到6.3%。

1.5當燃煤煤質含硫量大時，易引起水冷壁的高溫腐蝕，以及鍋爐尾部煙道、空預器蓄熱元件、電除塵器內(nèi)部的低溫腐蝕。

2.針對以上加大劣質摻燒量后分析提出以下調整措施

2.1合理的風煤配比

保持最佳的過量空氣量，即保持合理的爐膛出口氧量，一般爐膛出口氧量表在省煤器后，但受安裝條件等因素的影響，目前較多新建電廠的爐膛出口氧量表均以空預器入口表計做為監(jiān)視過量空氣量表計，受爐膛及煙道漏風的影響，最佳的過量空氣系統(tǒng)要有所修正。在不同的鍋爐，不同的負荷段，應保持不同的氧量值，以維持爐內(nèi)過?？諝庀到y(tǒng)在1.23左右。一般要求，300MW-450MM負荷段控制氧量在3.3-3.5%，450MW-500MW負荷段控制氧量在2.8-3.2%，大于500MW要求空預器入口氧量控制在2.6-3%之間。

2.2合理的煤粉細度

一般來說，燃用劣質煤量的增加，使入爐煤的發(fā)熱量降低，灰分增大，煤的可磨性系數(shù)變小，磨煤機磨損件磨損加快，煤粉細度變粗。為保證鍋爐出力不變，燃煤量增加，磨煤機出力就要增加，甚至增加運行磨煤機臺數(shù)。為此，要不定期進行煤粉細度的跟蹤化驗監(jiān)督，保證煤粉細度在20%左右，煤粉越細，單位質量的煤粉表面積越大，加熱升溫越短，燃燒越充分，飛灰可燃物越低。但煤粉過細，又會使得制粉電耗、風機單耗、磨煤機磨損增加，因此要綜合考慮制粉電耗和機械不完全燃燒損失，尋求最佳煤粉細度，使這兩項損失之各達到最小，另外煤粉顆粒的均勻性越高，飛灰可燃物也會相對減少。以提高鍋爐熱效率。

2.3合理的一次風速

對于煤粉鍋爐燃燒而言，一次風中的煤粉濃度直接影響著火的穩(wěn)定性，煤粉濃度在一定的范圍內(nèi)，高的煤粉濃度可以使單位體積燃燒釋放熱量的強度增大，單位容積內(nèi)輻射粒子數(shù)量增加，風粉氣流的黑度增加，有利于迅速吸收爐膛輻射熱量，以利于著火，煤粉濃度的增加，促進了可燃物的著火。資料統(tǒng)計，在一定的范圍內(nèi)煤粉著火的最低爐溫隨煤粉濃度下增加而降低。煤粉濃度的增加對高灰分低揮發(fā)分的劣質煤的著火是有利的，但較高的一次風速和一次風率對燃燒極為不利，因為一次風量大會增加所需的著火熱，造成延遲，燃燒火焰上移，因此通過摸索后總結出，在總煤量小于280t/h的工況下，要求一次負率為18%，風煤配比為（1.9-2.2比1）。在總煤量大于280t/h工況下，要求一次風煤比為（2.3比1）但不允許大于2.5比1，因為較大的一次風量還會使其中大顆粒的煤粉因其動能過大而穿過燃燒區(qū)，不能燃燼，引起飛灰可燃物增加。

2.4合理的爐膛負壓

目前，電站鍋爐基本上采用微負壓運行，但基于燃用大量摻燒劣質煤后，灰量增加量很大，如果爐膛負壓偏小，將造成水平煙道大量積灰，形成煙氣走廊，影響兩側煙溫偏差增大，和局部的受熱面超溫。以及減溫水量的大幅增加。因此要求在煤質差，負荷大于50%的工況下，將爐膛負壓設定值設定為-100pa，來提高煙氣流速。同時要加強對干式除灰罐灰位的監(jiān)督，加大氣力除灰的運行監(jiān)督和管理。防止除灰系統(tǒng)運行過載。

2.5合理的過?？諝庀禂?shù)

燃用劣質煤后，灰分含量加大，煤粉燃燼時間需加長，但爐膛高度及深度不變。煙速不變的情況下，若過剩空氣系數(shù)較小，則煤粉在貧氧條件下燃燒，煤粉的燃燼將更差，造成爐膛出口處的飛灰可燃物大大升高，適當提高爐膛過?？諝庀禂?shù)可改變此時的燃燒工況條件，因此要求爐膛過剩空氣系數(shù)在燃用劣質煤時可將過?？諝庀禂?shù)適當提高到1.25%左右。但對送風機和引風機單耗產(chǎn)生一定向上的影響。

3.總結

當前形式下，煤炭供應的日趨緊張，電煤供應日趨多元化，各火力發(fā)電廠對劣質煤的摻燒量都將不斷加大，提高劣質煤的運行經(jīng)濟調整是各電廠所必須的，在保證安全運行的基礎上，通過各種合理的調整方式保證機組的安全經(jīng)濟運行是節(jié)能減排的突破口之一。

在能源日益緊張燃料價格不斷上漲的情況下，發(fā)電廠的配煤摻燒工作是在以后相當長時期是之關重要的。為保證火力發(fā)電企業(yè)的運行安全，只有不斷總結劣質煤燃燒中的問題，并不斷總結更為合理的調整方案，才能保證最大的安全與經(jīng)濟雙重效益。 [科]