李志強

(廣州珠江電廠,廣東 廣州 511457)

近年來煤炭價格不斷攀升，為了降低發(fā)電成本，提高電廠經(jīng)濟性，國內(nèi)很多電廠都摻燒設(shè)計煤種以外的低成本煤。東南沿海電廠主要以摻燒印尼煤為主，內(nèi)地以摻燒蒙煤為主，印尼煤最大的特點是揮發(fā)分高、水分高、結(jié)渣和自燃爆炸傾向較強，不能單獨作為電廠鍋爐燃料，摻燒是最好的方式，如何摻燒是最優(yōu)(安全、經(jīng)濟、環(huán)保)的，這就是要探討的問題[1-2]。

1 鍋爐概況

廣州珠江電廠有4臺哈爾濱鍋爐廠有限責任公司生產(chǎn)的HG1021/18.2-YM3型亞臨界參數(shù)、一次中間再熱、自然循環(huán)汽包爐，配備6臺ZGM80G-Ⅲ型中速磨，采用正壓直吹式制粉系統(tǒng)，四角噴燃切圓燃燒方式，正常滿負荷時5臺磨煤機運行，1臺備用，燃料以山西神木煤為主，煙氣采用選擇性催化還原SCR脫硝，濕法脫硫。

2 燃煤特性

印尼煤具有高揮發(fā)分、高水分、低熔點、低灰分、低發(fā)熱量、低硫分、可磨性好、有良好的著火和燃盡特性等特點，但結(jié)渣和自燃爆炸傾向較強[3-4]。電廠燃用煤與印尼煤成分對比見表1。

表1 電廠燃用神木煤與印尼煤成分對比

3 不同摻燒方式對比

為了更好地掌握摻燒印尼煤對鍋爐各方面的影響，把摻燒工作做得更好，在2號爐分別進行3號、5號、3號和5號制粉系統(tǒng)3種不同方式摻燒印尼煤，并分別從安全性、經(jīng)濟性、環(huán)保性進行對比分析。

3.1 安全性

a. 制粉系統(tǒng)自燃爆炸

摻燒過程中防止制粉系統(tǒng)發(fā)生自燃爆炸，關(guān)鍵是控制好磨煤機出口溫度，以不超過65 ℃為限，實際運行中發(fā)現(xiàn)由于印尼煤水分高，磨煤機出口溫度60 ℃都很難達到，但同時不能低于55 ℃，如果溫度過低，煤粉流動性變差，容易發(fā)生堵磨，對安全不利。在摻燒過程中如果制粉系統(tǒng)故障，應(yīng)對磨煤機進行充分吹掃和冷卻，并及時清除積煤，將制粉系統(tǒng)滅火蒸汽聯(lián)箱保持充壓狀態(tài)，做好巡回檢查，及時發(fā)現(xiàn)和處理煤粉外漏，3種摻燒方式均可以實現(xiàn)安全摻燒[5]。

b. 管壁溫度

選取運行中最容易超溫的 “再熱器59組1管”(超溫報警值572 ℃)和“再熱器26組1管”(超溫報警值560 ℃)2個點進行比較，在滿負荷工況進行對比，由表2可以看出，摻燒1臺制粉，兩管壁溫度均有所下降，摻燒2臺制粉時，會升高1～2 ℃，因此摻燒不會威脅管壁安全。

表2 管壁溫度對比(300 MW工況) ℃

c. 爐膛結(jié)焦

摻燒過程中，通過對鍋爐受熱面結(jié)焦情況進行檢查，發(fā)現(xiàn)受熱面基本都是輕微粘污，焦質(zhì)較疏松，易于清除，即3種方式摻燒印尼煤均未加劇鍋爐結(jié)焦。

d. 空預(yù)器差壓

選取不摻燒與摻燒工況下，機組分別連續(xù)運行30天，記錄空預(yù)器在正常吹灰情況下，空預(yù)器差壓變化情況，發(fā)現(xiàn)未摻燒時，空預(yù)器差壓約增大0.1 kPa，而摻燒后不但沒有增加，反而有下降趨勢，這主要與印尼煤揮發(fā)分高、低硫分、低灰分有關(guān)，A/B空預(yù)器前后差壓對比見表3。

表3 A/B空預(yù)器前后差壓對比(300 MW工況) kPa

3.2 經(jīng)濟性

a. 事故噴水量

隨著摻燒量增加，過熱器和再熱器事故噴水都隨之增加，摻燒印尼煤后，300 MW工況下事故水量增加3～5 t，循環(huán)效率有所降低。

b. 排煙溫度

摻燒印尼煤后排煙溫度升高1～3 ℃，一方面由于摻燒印尼煤時，為了防止制粉系統(tǒng)不發(fā)生自燃和爆炸，磨煤機出口溫度會控制比較低，同時適當增加了一次風(fēng)速；另一方面印尼煤含水量高(36%)，導(dǎo)致其燃燒和燃盡過程延遲，這也是造成減溫水量增加的原因[6]。

c. 廠用電

印尼煤可磨性好，因此正常情況下磨煤機電耗會下降，但摻燒后，在220～230 MW要提前啟動制粉系統(tǒng)，因此磨煤機電耗正常應(yīng)能持平，這樣就重點比較引風(fēng)機電耗高、印尼煤水分高、發(fā)熱量低、灰分少等造成的煙氣量增加，因此在同等氧量情況下，引風(fēng)機電耗會增加，300 MW工況下每臺引風(fēng)機電流增加10 A左右。

d. 磨煤機磨損

印尼煤可磨性指數(shù)為74，不同批次的印尼煤煤質(zhì)不同，可磨性指數(shù)也有差異。摻燒初期，由于磨煤機加載在“自動”，會出現(xiàn)磨煤機振動大、電流波動大、加載拉桿擺動幅度偏大情況，加速磨煤機的磨損。將磨煤機加載油的比例溢流閥切“手動”控制，摻燒印尼煤的磨煤機帶固定負荷(給煤機手動)，并在現(xiàn)場根據(jù)磨煤機振動情況、加載拉桿擺動幅度以及磨煤機電流，手動調(diào)整至合適的加載壓力，保證磨煤機運行狀態(tài)良好，由于印尼煤可磨性好，只要控制得當，可以延長磨煤機使用周期[7]。

e. 飛灰含碳量和CO含量

摻燒印尼煤期間，對飛灰含碳量影響不大，均在3%以下，而煙氣CO有所下降，這主要由于印尼煤揮發(fā)分含量高，有利于燃燒和燃盡。經(jīng)濟指標對比匯總見表4。

表4 經(jīng)濟指標對比(300 MW工況)

3.3 環(huán)保性

a. SCR入口NOx含量

摻燒印尼煤會降低SCR入口NOx含量，這主要是印尼煤的揮發(fā)分含量較高，揮發(fā)分析出后迅速與氧發(fā)生反應(yīng)，減少了氮與氧的接觸量，有利于低氮燃燒，降低脫硝成本。

b. 吸收塔入口SO2含量

摻燒會降低吸收塔入口SO2含量，特別是只進行3號制粉摻燒時，吸收塔入口SO2含量會降低50%左右，這對降低脫硫成本，提高電廠超潔凈排放有利。環(huán)保指標對比匯總見表5。

表5 環(huán)保指標對比(300 MW工況) mg/Nm3

4 結(jié)束語

結(jié)合廣州珠江電廠實際情況，采用3號制粉或3號、5號制粉同時摻燒，此2種摻燒方式對電廠安全性、經(jīng)濟性、環(huán)保性最為合理，經(jīng)過半年多的實際摻燒，電廠取得了較好的經(jīng)濟效益，可為存在同類型問題的電廠提供參考。