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        褐煤摻燒的探索與實(shí)踐

        2019-11-11 08:02:57魏雅冬
        活力 2019年16期
        關(guān)鍵詞:實(shí)踐

        魏雅冬

        [關(guān)鍵詞]褐煤;探索;實(shí)踐

        引 言

        由于近幾年煤炭市場的不利形勢,我公司積極開展褐煤摻燒工作,爭取最大限度降低成本,提高企業(yè)盈利能力,公司提出采購部分劣質(zhì)煤、褐煤作為動力燃料發(fā)電。入爐煤科學(xué)、合理的混配,既是保證機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行,又是保證經(jīng)濟(jì)指標(biāo)提升和全年生產(chǎn)任務(wù)完成的基礎(chǔ),為了做好褐煤摻燒工作,我廠根據(jù)爐膛燃燒情況,進(jìn)行了燃燒調(diào)整試驗(yàn)及爐膛燃燒系統(tǒng)的改造工作,在此基礎(chǔ)上制定了科學(xué)合理的配煤摻燒方案,為摻燒褐煤提供參考依據(jù).

        一、鍋爐設(shè)備及參數(shù)

        我廠1、2號鍋爐均由哈鍋設(shè)計(jì)及制造,型號為HG-1025/17.5-YM36型,設(shè)計(jì)蒸發(fā)量為1025t/h,設(shè)計(jì)效率為93.579%。每臺鍋爐采用正壓直吹式制粉系統(tǒng),五臺MPS170HP-II型中速磨煤機(jī),爐膛四角布置角式煤粉燃燒器,切圓燃燒,燃燒器最大擺動角度為±30°。在燃燒器一二層、二三層、四五層之間布置有三層機(jī)械霧化油槍,一層燃燒器設(shè)有微油點(diǎn)火裝置。設(shè)計(jì)工況下4臺磨煤機(jī)運(yùn)行,1臺磨煤機(jī)備用。燃用設(shè)計(jì)煤種MCR工況下消耗原煤:141.2t/h;爐膛截面熱負(fù)荷qa:4.667MW/m2;容積熱負(fù)荷qv:108.35KW/m3;燃燒器區(qū)域面積熱負(fù)荷qbw:1647kW/m2。

        二、 褐煤性質(zhì)

        褐煤,又名柴煤,是煤化程度最低的礦產(chǎn)煤。煤化程度介于泥炭和煙煤之間,棕黑色、無光澤的低級煤。褐煤水分大(>40%),揮發(fā)成分高(>40%),發(fā)熱量低(<12.56MJ/kg(3000Kcal/kg),含游離腐植酸。空氣中易風(fēng)化碎裂,燃點(diǎn)低(270℃左右)?;瘜W(xué)反應(yīng)性強(qiáng),不易儲存和遠(yuǎn)運(yùn)。儲存超過兩個月就易發(fā)火自燃,堆放高度不應(yīng)超過2m。主要用于發(fā)電廠的燃料,也可作化工原料、催化劑載體、吸附劑、凈化污水和回收金屬等。褐煤通常分為兩種:土狀褐煤(browncoal),質(zhì)地疏松而較軟;暗色褐煤(lignite),質(zhì)地致密而較硬??芍苯佑米骷彝ト剂稀⒐I(yè)熱源燃料及發(fā)電的燃料,也可用作氣化、低溫干餾等的原料。

        三、 摻燒褐煤對機(jī)組的影響

        摻燒褐煤后,入爐煤質(zhì)遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)煤種,對鍋爐著火穩(wěn)定性有很大影響。由于褐煤揮發(fā)分高,水分高,灰分小,燃燒切圓不穩(wěn)定;同時燃用褐煤時,通常負(fù)荷都低,也會造成燃燒不穩(wěn)定現(xiàn)象,使燃燒工況惡化。

        由于褐煤屬于高水分、高揮發(fā)分煤種,易燃燒,摻燒褐煤時,會使對應(yīng)噴燃器著火提前,造成燃燒器燒損。由于其灰熔點(diǎn)經(jīng)過測試在1050℃,具有較強(qiáng)結(jié)焦特性會使該噴燃器區(qū)域結(jié)焦嚴(yán)重,吸熱量減少,其他區(qū)域吸熱量增加,影響鍋爐水冷壁安全。褐煤屬于高揮發(fā)分、高水分褐煤,容易引發(fā)制粉系統(tǒng)爆炸;水分高特性容易造成制粉系統(tǒng)干燥出力不足,磨煤機(jī)出口溫度降低,粉管積粉堵塞引起積粉自燃;未堵塞粉管對應(yīng)的燃燒器出力增大,造成局部熱負(fù)荷過高,結(jié)焦加劇,形成惡性循環(huán),影響鍋爐安全運(yùn)行。

        摻燒褐煤對設(shè)備的運(yùn)行和維護(hù)也有很大的影響,使設(shè)備的運(yùn)行和維護(hù)周期變短。主要表現(xiàn)在制粉系統(tǒng)的連續(xù)長周期運(yùn)行沒有停備時間、一次風(fēng)管磨損加劇、噴口附近有嚴(yán)重的燒損現(xiàn)象、受熱面磨損增大等方面,給機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行帶了一定困難。這些都是摻燒褐煤不可避免的問題,如何減少這些負(fù)面影響,這需要我們在配煤摻燒工作中不斷地挖掘和總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。

        四、解決方案

        (一)想要保證燃燒穩(wěn)定安全,摻配混合的均勻性至關(guān)重要

        配煤摻燒分兩種方式,爐前摻配和爐內(nèi)摻配。爐前摻配:是指不同煤種在卸煤或上煤過程中進(jìn)行混配,在進(jìn)入磨煤機(jī)前已基本混合均勻。爐內(nèi)摻配:是指兩種煤在不同磨煤機(jī)分別磨制后在爐內(nèi)燃燒過程中進(jìn)行混合,主要通過按煤種分倉上煤來實(shí)現(xiàn)。其優(yōu)缺點(diǎn)如下。

        爐前摻配優(yōu)點(diǎn):(1)摻配煤操作簡單;(2)制粉系統(tǒng)安全性相對較高;(3)爐內(nèi)燃燒均衡。

        缺點(diǎn):(1)機(jī)組的熱態(tài)啟動耗油量較高,不能進(jìn)行小油槍或等離子點(diǎn)火改造;(2)爐內(nèi)燃燒過程中存在“搶風(fēng)”現(xiàn)象,易造成燃燒不完全;(3)工作量較大。

        爐內(nèi)摻配優(yōu)點(diǎn):(1)機(jī)組運(yùn)行中有1臺或2臺磨煤機(jī)磨制煙煤,利于機(jī)組熱態(tài)啟動;(2)制粉系統(tǒng)煤粉細(xì)度、磨出口溫度可分別控制;(3)燃燒初期分別燃燒,不存在搶風(fēng)現(xiàn)象。

        缺點(diǎn):(1)分磨摻燒方式時,爐內(nèi)溫度場可能會出現(xiàn)嚴(yán)重的不平衡現(xiàn)象,反而影響煤粉燃盡;影響火焰穩(wěn)定性;(2)當(dāng)摻配的煙煤揮發(fā)份較高時,制粉系統(tǒng)的安全性大大降低,因此必須做好防止制粉系統(tǒng)爆炸、自燃的措施。

        (二)調(diào)整燃燒時按照如下原則進(jìn)行

        (1)合理組合磨煤機(jī)運(yùn)行方式,采取鼓腰配風(fēng)、束腰配煤的燃燒方式。將中部的二次風(fēng)適當(dāng)?shù)拈_大、適當(dāng)減少中部給煤機(jī)給煤量。降低燃燒器區(qū)域溫度。

        (3)通過風(fēng)量調(diào)整,降低火焰中心,達(dá)到降低爐膛出口煙溫的目的。

        (3)爐上部燃燼風(fēng)盡量不開,以減少爐膛上部還原性氣體,減少爐膛結(jié)焦的概率。

        (4)任何情況下不允許超參數(shù)運(yùn)行,經(jīng)常檢查漏風(fēng)情況。

        (5)摻燒褐煤的磨煤機(jī)對應(yīng)一次風(fēng)噴口周界風(fēng)門開度不得低于30%。

        (6)發(fā)現(xiàn)鍋爐結(jié)焦,根據(jù)負(fù)荷情況,值長通知燃料更改配煤比,同時降低負(fù)荷運(yùn)行。

        通過以上摻燒試驗(yàn)表明,采用分磨、隔層燃燒器爐內(nèi)混配運(yùn)行方式在防止?fàn)t內(nèi)結(jié)焦方面優(yōu)于爐外摻混方式,采用分磨摻混后,未發(fā)生嚴(yán)重結(jié)焦現(xiàn)象。并建議應(yīng)縮短磨煤機(jī)檢修周期。檢修時加強(qiáng)對磨輥、一次風(fēng)管道、分離器等內(nèi)部檢查。

        結(jié) 語

        挖掘自身潛力積極開展配煤工作,優(yōu)化燃煤結(jié)構(gòu),確保配煤摻燒不影響發(fā)電任務(wù)的完成的前提下,降低燃料成本,力爭實(shí)現(xiàn)企業(yè)綜合效益最大化。

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