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        燃褐煤鍋爐電站運(yùn)行應(yīng)對措施

        2016-12-31 00:00:00何文鋒
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2016年20期

        摘 要:隨著電力需求的增加,優(yōu)質(zhì)煤炭資源的逐漸枯竭,傳統(tǒng)燃煤火力發(fā)電廠燃料成本不斷增加,使發(fā)電企業(yè)難以維持,主動改變?nèi)剂腺|(zhì)量層次,從而減低燃料成本成為燃煤鍋爐電廠運(yùn)營的首要問題?,F(xiàn)時燃褐煤鍋爐電站的數(shù)量一直處于不斷地上升當(dāng)中。加之褐煤的特性有別于其他煤炭,在沒有特別改造燃煤鍋爐的前提下,如果沒有正確的電站運(yùn)行應(yīng)對措施,則將會影響到電站涉及煤炭燃料系統(tǒng)的正常運(yùn)行,導(dǎo)致整個電力發(fā)電廠的生產(chǎn)效益有所下降。因此,正確地針對燃褐煤鍋爐電站運(yùn)行采取有效應(yīng)對措施顯得十分重要。文章簡單論述了燃褐煤鍋爐常見注意事項(xiàng),淺入分析了燃褐煤鍋爐電站運(yùn)行關(guān)鍵應(yīng)對措施,希望能夠?qū)θ己置哄仩t電站的運(yùn)行提供有效的參考。

        關(guān)鍵詞:褐煤;鍋爐運(yùn)行;結(jié)焦;運(yùn)行應(yīng)對措施

        引言

        褐煤,又名柴煤(英文:Lignite(coal);brown coal;wood coal),是煤化程度最低的礦產(chǎn)煤。一種介于泥炭與瀝青煤之間的棕黑色、無光澤的低級煤。質(zhì)量指標(biāo)隨井下采面條件而變化,存在一定的不確定性。化學(xué)反應(yīng)性強(qiáng),在空氣中容易風(fēng)化,不易儲存和運(yùn)輸。但是由于優(yōu)質(zhì)煤炭資源有限,褐煤已成為我國主要使用的煤且分布廣,約占全國煤炭總資源量的13%。所以說,要在充分考慮到褐煤特性的基礎(chǔ)之上,來逐漸優(yōu)化鍋爐燃燒調(diào)整,著手于褐煤的運(yùn)輸、儲存、提質(zhì)以及燃燒,燃后排放等方面,對整個電站發(fā)電燃燒流程進(jìn)行監(jiān)控,為電力發(fā)電廠鍋爐燃褐煤提供有效的建議,最大限度的發(fā)揮各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的功效,保證電力發(fā)電廠的正常運(yùn)行。

        1 褐煤的物理特性

        褐煤多呈褐色或褐黑色且富含揮發(fā)份,所以易于燃燒并冒煙。含碳量60%~77%,密度約為1.1-1.2,揮發(fā)成分大于40%。無膠質(zhì)層厚度。恒濕無灰基高位發(fā)熱量約為23.0-27.2兆焦/公斤(5500-6500千卡/公斤)。缺點(diǎn)是水分高、熱值低、易風(fēng)化碎裂、易自燃。根據(jù)產(chǎn)地的不同所產(chǎn)的褐煤質(zhì)量有所差異,優(yōu)質(zhì)褐煤具有低硫、低磷、高揮發(fā)分、高灰熔點(diǎn)的“兩高兩低”顯著特點(diǎn)。但大部分產(chǎn)區(qū)褐煤存在灰熔點(diǎn)較低的現(xiàn)象。

        2 褐煤燃燒發(fā)電流程關(guān)鍵技術(shù)措施

        2.1 褐煤的運(yùn)輸

        褐煤水分大(15-60%),褐煤由于其含有較多的水分,且易自燃,會增加運(yùn)輸和儲存成本,因此很少在市場流通。一般會在褐煤礦附近建設(shè)發(fā)電廠,直接做燃料消耗。使用交通工具運(yùn)輸過程中往往通過加濕或壓實(shí)加蓋避免自燃或揮發(fā)。由于運(yùn)輸成本的影響多用于短途運(yùn)送,沿海地區(qū)以海運(yùn)為主。

        2.2 褐煤的儲存

        揮發(fā)成分高(>40%),含游離腐植酸。空氣中易風(fēng)化碎裂,燃點(diǎn)低(270°左右)。由于褐煤受自身揮發(fā)成分含量高,揮發(fā)性強(qiáng)的特性所限,儲存超過兩個月就易發(fā)生自燃,儲存期間應(yīng)加強(qiáng)巡視,及時發(fā)現(xiàn)自燃點(diǎn)并加以控制,常用加濕噴淋、推煤機(jī)整理夯實(shí)等手段。必要時可加以帆布加蓋以免風(fēng)吹揮發(fā)流失。儲存時間不宜過長,應(yīng)以“先存先用”原則避免停儲時間過長,堆放高度不宜超過兩米。

        2.3 褐煤的提質(zhì)

        大部分褐煤的燃燒值低,在3000大卡或以下。國內(nèi)外最新的發(fā)展技術(shù)是褐煤干燥,能夠?qū)⑵淙紵堤岣叩?800甚至6000大卡。因此褐煤脫水工藝尤為重要,有條件的電站可增設(shè)褐煤脫水設(shè)備,褐煤脫水工藝通??梢苑譃檎舭l(fā)干燥和非蒸發(fā)脫水兩類:蒸發(fā)干燥以轉(zhuǎn)筒蒸汽加熱蒸發(fā)為主,轉(zhuǎn)筒干燥的核心是一個略帶傾斜并能回轉(zhuǎn)的圓筒體,筒體的傾斜度可以調(diào)節(jié),范圍一般為2°~10°;按照濕物料和熱載體的非直接接觸方式,工業(yè)中開發(fā)利用的褐煤轉(zhuǎn)筒干燥裝置主要有直接加熱轉(zhuǎn)筒干燥器、回轉(zhuǎn)管式干燥器和蒸汽管間接加熱轉(zhuǎn)筒干燥器。如神華國華(印尼)南蘇發(fā)電有限公司的煤干燥裝置為滾筒蒸發(fā)干燥裝置。非蒸發(fā)脫水以氣流干燥技術(shù)為主:即以空氣為干燥介質(zhì)的褐煤烘干機(jī)在引風(fēng)機(jī)的作用下與熱源行成對流加熱方式,使褐煤與高濕負(fù)壓進(jìn)入烘干機(jī)內(nèi)進(jìn)行傳質(zhì)、傳熱交換。濕褐煤以攪動分散粉碎褐煤的運(yùn)行方式緩緩振動向前移動并排出烘干滾筒,完成干燥褐煤過程。

        褐煤提質(zhì)后大大提升其燃燒值,減少因煤濕所帶來的輸煤堵煤現(xiàn)象,同時增加鍋爐效率,減小發(fā)電能耗,但值得注意的是必須對干燥后的褐煤濕度加以控制,輸煤系統(tǒng)的除塵設(shè)備應(yīng)加強(qiáng)維護(hù),輸煤系統(tǒng)沿線應(yīng)定期清洗,避免褐煤輸送過程中過于干燥引起粉塵飛揚(yáng)、散落堆積,容易發(fā)生自燃、粉塵爆炸事故。

        2.4 褐煤燃燒控制

        褐煤燃燒流程中容易發(fā)生因熱風(fēng)溫度控制不當(dāng)造成煤粉提前于磨煤機(jī)內(nèi)或煤粉管內(nèi)燃燒;由于灰熔點(diǎn)低的特性也容易造成燃燒器、水冷壁掛焦結(jié)焦等現(xiàn)象,嚴(yán)重時影響爐膛安全被迫停爐,危害制粉、除渣設(shè)備。著重安全管理,采取合理技術(shù)調(diào)整手段,優(yōu)化鍋爐燃燒調(diào)整,針對燃燒器、水冷壁掛焦、煤粉提前燃燒等問題存在以下應(yīng)對措施:

        (1)化驗(yàn)入爐煤質(zhì),確認(rèn)燃用煤種是否是易結(jié)焦煤種?;?yàn)入爐煤粉細(xì)度,確定因煤種變化而進(jìn)行相應(yīng)調(diào)節(jié),煤質(zhì)發(fā)熱量過低有可能導(dǎo)致結(jié)渣,因此重視煤質(zhì)化驗(yàn)工作能對鍋爐燃燒調(diào)整起到一定輔助作用,警醒鍋爐運(yùn)行人員做好應(yīng)對措施。

        (2)鍋爐人工除焦。(適用于方便人工除焦部位)因?yàn)榻Y(jié)焦不僅會降低鍋爐性能。一旦發(fā)生結(jié)焦,其程度將會越來越嚴(yán)重。所以在結(jié)焦中期可通過人工觀察焦塊的形成并進(jìn)行定點(diǎn)清除。

        (3)提高一次風(fēng)速(風(fēng)壓)及降低磨煤機(jī)出口溫度。適當(dāng)提高一次風(fēng)速可以減輕燃燒器附近的掛焦。提高一次風(fēng)速可推遲煤粉的著火,可使著火點(diǎn)離燃燒器更遠(yuǎn),火焰高溫區(qū)也相應(yīng)推移到爐膛中心,可以避免噴口附近掛焦。另外,提高一次風(fēng)速還可以增加一次風(fēng)射流的剛性,減少由于射流的偏轉(zhuǎn),避免一次風(fēng)氣流直接沖刷壁面而產(chǎn)生掛焦。降低磨煤機(jī)出口溫度也可降低燃燒器根部溫度,使煤粉著火延時。磨煤機(jī)出口溫度隨著煤質(zhì)的不同還可進(jìn)行不同的調(diào)節(jié)。同時亦可避免煤粉過早在磨煤機(jī)及煤粉管內(nèi)發(fā)生燃燒現(xiàn)象。

        (4)隨著磨煤機(jī)負(fù)荷的增大,開大投運(yùn)的磨煤機(jī)煤層的周界風(fēng)也可提高煤粉氣流的剛性,推遲著火點(diǎn)位置。還可降低燃燒器根部溫度,防止燃燒器噴口結(jié)焦和燒壞燃燒器噴口。

        (5)組織合理的切圓燃燒,保證切圓運(yùn)行不偏斜、氣流不擦墻。運(yùn)行中應(yīng)控制左右側(cè)二次風(fēng)大風(fēng)箱差壓相同,并隨著鍋爐負(fù)荷的變化進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。

        (6)合理調(diào)整一、二次風(fēng)量及風(fēng)煤比,使鍋爐運(yùn)行時保持適當(dāng)?shù)难趿?,抑制還原氣體的生成,降低結(jié)焦性。若鍋爐運(yùn)行中配風(fēng)不合理或風(fēng)量不足,氧量低,會使?fàn)t內(nèi)產(chǎn)生還原性氣體,鍋爐結(jié)焦性增強(qiáng)。在燃用低灰熔點(diǎn)煤種時,應(yīng)增加鍋爐送風(fēng)量,達(dá)到降低爐膛溫度、爐內(nèi)富氧燃燒、抑制還原氣體的生成。

        (7)可通過負(fù)荷變動等手段使?fàn)t內(nèi)焦塊自然脫落。發(fā)現(xiàn)鍋爐結(jié)焦相對嚴(yán)重時,可以通過值長聯(lián)系調(diào)度并在允許的情況下進(jìn)行升降負(fù)荷,進(jìn)行輔助除焦,但是在降負(fù)荷時應(yīng)做好防止鍋爐掉焦滅火的事故預(yù)想。

        (8)鍋爐受熱面上的積灰容易導(dǎo)致結(jié)焦。所以需加強(qiáng)日常吹灰定期工作,有效抑制積灰的形成從而避免結(jié)焦發(fā)生。

        (9)對使用時間過長的鍋爐需檢查動力場情況,定期進(jìn)行爐內(nèi)空氣動力場試驗(yàn),模擬鍋爐大負(fù)荷運(yùn)行時配風(fēng),檢測四角風(fēng)量是否均勻,是否存有刷壁現(xiàn)象。

        綜上所述,燃褐煤電站數(shù)量的增多使褐煤應(yīng)用得到有效的推廣,電力發(fā)電廠褐煤使用技術(shù)日益成熟。在電力發(fā)電廠褐煤進(jìn)行燃燒的過程中,要從安全、有效的實(shí)際使用過程出發(fā),設(shè)置出具有自身特色的合理應(yīng)對措施,并嚴(yán)格執(zhí)行,使得燃褐煤鍋爐運(yùn)行得到有效、穩(wěn)定的安全保障。

        參考文獻(xiàn)

        [1]聶甚紅,褐煤混煤燃燒特性的熱重分析法研究[J].燃燒科學(xué)與技術(shù),2007(1).

        [2]徐國璋.中國電力百科全書[M].中國電力出版社.

        作者簡介:何文鋒(1982-),男,廣東中山人,中國能源建設(shè)集團(tuán)廣東火電工程有限公司,熱能動力工程師。

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