摘要：印尼煤具有熱值低、灰熔點低、水分高、揮發(fā)份高的特點。電廠鍋爐燃用印尼煤易出現(xiàn)結(jié)焦、堵磨等問題?，F(xiàn)分析了印尼煤煤質(zhì)特點與鍋爐不良運行狀況之間的聯(lián)系，并以電廠300 MW機(jī)組煤粉爐為例，介紹了電廠鍋爐燃用印尼煤的常見問題與防范措施。

關(guān)鍵詞：印尼煤;燃煤電廠;鍋爐燃燒;堵磨;結(jié)焦

0 引言

近年來由于動力煤價格上漲，燃煤電廠的成本也隨之上升。以經(jīng)濟(jì)煤種替代部分設(shè)計煤種成為眾多燃煤電廠降低運營成本、保障動力煤供應(yīng)的有效措施。其中，印尼煤價格低，產(chǎn)量穩(wěn)定，有望成為電廠配煤摻燒主要經(jīng)濟(jì)煤種。

1 印尼煤煤質(zhì)特點

印尼煤埋藏于地下淺層，開采成本低，且通過海路運輸，因而采購價格較低，成為沙角A電廠設(shè)計煤種之外的經(jīng)濟(jì)煤種。表1為該電廠在2018年5月—2020年3月采購的印尼煤和其他煤種的煤質(zhì)平均值。

從表1可知，印尼煤相較于其他煤種，煤質(zhì)上具有熱值低、硫分低、水分高、灰分低、灰熔點低的顯著特點，其他特點還包括揮發(fā)份高、固定碳較低。其中，硫分和灰分低是優(yōu)點，而熱值低、灰熔點低、水分高則是印尼煤顯著的缺點。

2 燃用印尼煤的常見問題

印尼煤的熱值低，機(jī)組在相同負(fù)荷下燃料量增大，磨煤機(jī)容易出現(xiàn)電機(jī)電流大、電機(jī)軸斷銷等故障。機(jī)組投入AGC運行時，在大幅增加負(fù)荷過程中，因印尼煤達(dá)不到設(shè)計煤種熱值，快速自動加煤容易造成堵磨情況。如果所有煤倉中印尼煤比例過高，機(jī)組負(fù)荷達(dá)不到電網(wǎng)系統(tǒng)頂峰要求，可能需要向中調(diào)申請降負(fù)荷。

印尼煤的水分高，容易造成煤倉的下煤管落煤不連續(xù)，引起采用直吹制粉系統(tǒng)的鍋爐負(fù)荷波動。如果煤倉下煤管堵塞，需減負(fù)荷倒換制粉系統(tǒng)。因煤質(zhì)水分高，原煤在進(jìn)入磨煤機(jī)后需要長時間烘干，才能形成煤粉吹出。但較長的烘干時間，加上自身水分，印尼煤將被壓實。在舊的煤層未被烘干吹出磨煤機(jī)又有新煤補(bǔ)充時，將出現(xiàn)堵磨問題。

提高熱風(fēng)溫度能克服一般高水分煤種的易堵磨問題。但印尼煤同時具有揮發(fā)份高的特點，在磨煤機(jī)內(nèi)揮發(fā)份與高溫空氣接觸可能引起爆炸。高揮發(fā)份限制了磨煤機(jī)熱風(fēng)溫度，無法有效縮短印尼煤在磨煤機(jī)內(nèi)的停留時間。總之，水分高加上揮發(fā)份高，造成印尼煤容易堵磨。

印尼煤的灰熔點低，鍋爐燃用時易結(jié)焦。噴燃器出口和過熱器管屏是爐膛主要的結(jié)焦位置。其中，過熱器結(jié)焦易造成過熱器管壁超溫，危及鍋爐的運行安全。結(jié)焦粘連飛灰形成大塊爐渣，其掉落可損壞爐底水冷壁或排渣裝置。一旦爐渣堵塞底部排渣口，只能申請停爐。

印尼煤的揮發(fā)份高，在磨煤機(jī)重新啟動時，熱風(fēng)使煤粉析出揮發(fā)份，容易引起磨煤機(jī)爆炸。揮發(fā)份高雖有助于提高煤粉進(jìn)入爐膛后著火的速度，縮短燃盡時間，但也會引起噴燃器回火，加快噴燃器出口結(jié)焦，甚至燒壞噴燃器出口。

揮發(fā)份高不利于印尼煤的儲存。印尼煤容易自燃，可能損壞傳送帶，燒毀煤倉等設(shè)備。印尼煤自燃一方面降低熱值，另一方面由于輸煤過程不能存有火種，一旦自燃只能用水澆滅，增加了印尼煤的水分。印尼煤表面容易發(fā)生氧化，隨著堆放時間增加熱值減少較明顯。

3 燃用印尼煤采取的措施

3.1? ? 配煤摻燒

配煤摻燒利用其他煤種改善印尼煤煤質(zhì)，是燃用印尼煤的重要措施。印尼煤與其他高熱值煤種進(jìn)行摻燒能夠降低磨煤機(jī)負(fù)載，保障鍋爐出力，同時改善燃燒狀況，減少結(jié)焦。

配煤摻燒需要根據(jù)存煤煤質(zhì)煤量、計劃負(fù)荷曲線、制粉系統(tǒng)出力、是否進(jìn)入保電期等因素配煤入倉。配煤摻燒通常分為爐前預(yù)混摻燒和爐內(nèi)分層摻燒。該電廠300 MW機(jī)組煤粉爐采用直吹制粉系統(tǒng)，各套制粉系統(tǒng)有獨立的原煤倉、磨煤機(jī)和位于爐膛內(nèi)同一層的燃燒器，因此，能夠同時采用爐前預(yù)混和爐內(nèi)分層兩種配煤摻燒方式。

爐前預(yù)混摻燒可在煤場中預(yù)混原煤，預(yù)混均勻程度較差，也可通過皮帶運輸過程進(jìn)行預(yù)混，其預(yù)混均勻程度好但操作較為復(fù)雜。爐內(nèi)分層摻燒通過不同燃燒層噴入不同種類煤粉實現(xiàn)。由于混合過程在爐內(nèi)不同燃燒層，摻燒效果較差。兩種摻燒方法可單獨或共同使用。燃用印尼煤時應(yīng)優(yōu)先保障最底層制粉系統(tǒng)的煤質(zhì)，穩(wěn)定爐膛整體燃燒工況。配煤摻燒要結(jié)合采購煤種、機(jī)組計劃負(fù)荷、磨煤機(jī)出力等因素進(jìn)行綜合調(diào)整。

3.2? ? 制粉系統(tǒng)倒換

采用定期倒換備用制粉系統(tǒng)的方法，能夠減少燃用印尼煤時故障發(fā)生的次數(shù)。根據(jù)該廠實踐經(jīng)驗，采用每3天倒換1次燃用印尼煤的制粉系統(tǒng)效果較好。倒換時應(yīng)將煤倉中的印尼煤充分消耗，降低煤倉存煤的自燃風(fēng)險。停磨煤機(jī)應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行系統(tǒng)吹掃程序，維持足夠的冷風(fēng)吹掃時間，并謹(jǐn)防錯開熱風(fēng)進(jìn)入磨煤機(jī)內(nèi)。

3.3? ? 加強(qiáng)結(jié)焦監(jiān)視

燃用印尼煤必須加強(qiáng)鍋爐巡檢，重點檢查過熱器結(jié)焦情況。由于鍋爐運行時嚴(yán)禁打焦，在巡檢過程中一旦發(fā)現(xiàn)結(jié)焦跡象，應(yīng)對相應(yīng)區(qū)域強(qiáng)化吹灰。若結(jié)焦進(jìn)一步發(fā)展，可調(diào)整摻燒煤種比例，倒換制粉系統(tǒng)，改善結(jié)焦?fàn)顩r。

燃燒印尼煤時燃燒器出口由于回火容易結(jié)焦或損壞，要加強(qiáng)燃燒器出口的巡檢。鍋爐底部出渣口易被掉落的焦塊堵塞，應(yīng)及時檢查出渣板狀況，操作底部關(guān)斷閘板，夾碎渣塊。

3.4? ? 運行監(jiān)控調(diào)整

燃用印尼煤過程中，負(fù)荷高、磨煤機(jī)電流較大時，應(yīng)將給煤機(jī)燃料主控切換至手動，避免計劃負(fù)荷突然增加時，磨煤機(jī)負(fù)載過高跳閘或電機(jī)斷銷。同時，及時調(diào)整磨煤機(jī)磨盤氮壓，提高磨煤機(jī)效率。在負(fù)荷不變、磨煤機(jī)電流減小時，首先檢查給煤狀況，判斷下煤管是否堵塞。如果給煤量正常，則可能出現(xiàn)堵磨問題。通過增大一次風(fēng)量、減少給煤量、磨煤機(jī)及時排渣等方式可緩解磨煤機(jī)堵塞。增大風(fēng)量應(yīng)留意蒸汽溫度變化，避免大量煤粉吹入爐膛造成超溫。如果堵磨情況無法改善，應(yīng)轉(zhuǎn)備用制粉系統(tǒng)。印尼煤揮發(fā)份高，應(yīng)降低磨煤機(jī)出口溫度，該電廠通常維持在65～80 ℃。但是，出口溫度低于65 ℃時，應(yīng)留意溫度和磨煤機(jī)電流變化趨勢以免堵磨。運行值班人員應(yīng)密切監(jiān)視燃用印尼煤時各受熱面壁溫，尤其是過熱器壁溫。運行值班人員要進(jìn)行全面的爐膛吹灰，減少受熱面結(jié)焦問題。

燃用印尼煤常見問題與防范措施如表2所示。

4 結(jié)語

印尼煤的煤質(zhì)雖與國內(nèi)燃煤電廠的鍋爐設(shè)計煤種偏差較大，但通過采取一整套措施，從采購、燃料堆放、配煤摻燒、制粉調(diào)整、燃燒調(diào)整等方面入手，能夠在保障機(jī)組良好運行的狀態(tài)下，發(fā)揮印尼煤的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。

收稿日期：2020-06-02

作者簡介：蘇曉鍵（1989—），男，廣東潮州人，碩士研究生，從事電廠集控研究工作。