鄭成杰，封艷宏

（神華國能寧夏鴛鴦湖煤電有限公司，寧夏 銀川 751400）

目前，直吹式制粉系統(tǒng)電站鍋爐的混煤摻燒方式有傳統(tǒng)的“爐前摻混，爐內(nèi)混燒”，這種摻混方式對煤質(zhì)特性差異相近的燃料比較適用，還有“分磨磨制，爐內(nèi)摻混”的新型摻混方式，此種摻混方式則是綜合考慮了摻煤煤種的相關(guān)煤質(zhì)參數(shù)，如燃燒特性和可磨性等差異較大的情況，通過分別控制合理的煤粉細(xì)度，同時(shí)，兼顧了易燃煤種的著火性能和難燃燼煤種的燃盡性。晉城無煙煤屬于有名的“三難”煤種：難磨碎、難著火、難燃燼，但是，熱值高，價(jià)格相對便宜，如何取其長避其短，提高入爐煤的平均發(fā)熱量及機(jī)組的帶負(fù)荷能力，同時(shí)，創(chuàng)造一定的經(jīng)濟(jì)效益，通過“分磨磨制，爐內(nèi)摻混”及其它輔助手段，可較好地解決此問題。

1 設(shè)備概況

某電廠3號(hào)爐為北京B&W公司生產(chǎn)的B&WB-1900/25.4-M型超臨界參數(shù)變壓直流爐。采用雙進(jìn)雙出正壓直吹制粉系統(tǒng)，“W”火焰燃燒方式，配置24只濃縮型EI-XCL低NOx雙調(diào)風(fēng)旋流燃燒器，對稱布置在鍋爐的前后拱上，與之配套的是6臺(tái)上海重型機(jī)器廠生產(chǎn)的BBD4366型雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)鍋爐，主要設(shè)計(jì)參數(shù)見表1。設(shè)計(jì)燃用本地?zé)o煙煤，設(shè)計(jì)煤質(zhì)見表2。

表1 鍋爐主要設(shè)計(jì)參數(shù)

表2 主要設(shè)計(jì)煤質(zhì)特性

2 摻燒晉城無煙煤經(jīng)濟(jì)性及安全性分析

3號(hào)爐2010年6月通過“爐前摻混，爐內(nèi)混燒”的摻混方式，在本地?zé)o煙煤中摻燒了12%～15%的晉城煤。鍋爐飛灰可燃物平均達(dá)到了11%，鍋爐效率僅為89.2%。甚至高負(fù)荷時(shí)負(fù)壓波動(dòng)大，燃燒不穩(wěn)，一周內(nèi)出現(xiàn)幾次負(fù)壓波動(dòng)至+1500Pa的情況。由于本地煤及晉城煤在可磨性上相差較大，可磨性差異較大的兩種煤混合時(shí)，其可磨性不具有“加和性”，而是趨于難磨煤種，這兩種混煤在磨煤機(jī)內(nèi)一起磨制時(shí)，可磨系數(shù)低的煤“欠磨”，而可磨系數(shù)高的煤“過磨”，煤粉均勻性差，難燃盡的晉城煤煤粉顆粒偏粗，造成飛灰可燃物偏高。隨著負(fù)荷的增加，磨煤機(jī)出力增大，一次風(fēng)速增加，煤粉細(xì)度更加得不到保證，本地?zé)o煙煤的著火也相應(yīng)推遲，對晉城煤的燃燒支持也相應(yīng)下降。煤粉著火的整體推遲，勢必會(huì)造成脫火，加之摻混并不一定完全均勻，難免局部會(huì)出現(xiàn)滅火，爐膛負(fù)壓波動(dòng)較大，也在情理之中。

3 分磨摻燒試驗(yàn)

燃用無煙煤的關(guān)鍵是控制煤粉細(xì)度，為保證晉城煤煤粉的細(xì)度及均勻性，“分磨磨制，爐內(nèi)摻混”的摻燒方式是解決問題的有效手段。3號(hào)爐采用的是6臺(tái)BBD4366型雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)，裕量大，將晉城煤單獨(dú)磨制，煤粉細(xì)度不難控制，這是該廠燃燒晉城煤的優(yōu)勢。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式無煙煤的最佳煤粉細(xì)度R90=Vdaf/2，因此，晉城煤的細(xì)度控制在4%以下比較合理。通過試驗(yàn)找出煤粉細(xì)度在4%左右時(shí)磨煤機(jī)的出力，合理控制磨煤機(jī)的鋼球裝載量，調(diào)整分離器折向擋板，找出最佳的摻混工況。

3.1 選取合適的磨煤機(jī)單獨(dú)上晉城煤

根據(jù)爐內(nèi)火嘴的布置，選取F磨單獨(dú)上晉城煤，F(xiàn)磨的四個(gè)火嘴布置相對靠中間，都有相鄰火嘴的火焰支持，周圍溫度相對較高，有利于晉城煤的著火及燃盡。6月30日晚班F磨單獨(dú)上晉城煤，7月1日下午，取飛灰化驗(yàn)的含碳量為8.5%，晉城煤的摻混比例為15%左右，跟爐前摻混時(shí)的比例相當(dāng)，分磨摻燒伊始飛灰下降，經(jīng)濟(jì)性提高。

3.2 提高磨煤機(jī)的鋼球裝載量

燃用本地?zé)o煙煤時(shí)，磨煤機(jī)電流為165～167A，單臺(tái)磨煤機(jī)出力為60t/h左右，煤粉細(xì)度能控制在3%以下，將F磨換成晉城煤后，未做任何調(diào)整，磨煤機(jī)的出力只能維持在40t/h左右，且細(xì)度有6%～8%，更加體現(xiàn)了晉城煤難磨的特性。試驗(yàn)期間通過提高磨煤機(jī)的鋼球裝載量，磨煤機(jī)電流由168A升至173A，增加了磨煤機(jī)的碾磨出力。

3.3 分離器折向擋板的調(diào)整

F磨煤機(jī)增加鋼球后，將分離器折向擋板由原來的3.5格關(guān)小至4.2格（共6格）。在調(diào)整的過程中，F(xiàn)磨出力由40t/h降至36t/h，細(xì)度控制在了4%以下。

3.4 確定合適的磨煤機(jī)的出力

通過逐步增加磨煤機(jī)的出力，測試不同出力下的煤粉細(xì)度及一次風(fēng)管的風(fēng)速，找出合適的磨煤機(jī)出力。磨煤機(jī)出力從32t/h開始增加，一次風(fēng)管平均風(fēng)速25m/s，細(xì)度R90為1.8%；當(dāng)磨煤機(jī)出力增加到36t/h時(shí)，一次風(fēng)管平均風(fēng)速增至30m/s，細(xì)度R90為3.5%，增加至40t/h時(shí)，一次風(fēng)管平均風(fēng)速增至33m/s，細(xì)度為4.5%。一次風(fēng)速偏高會(huì)影響煤粉著火的穩(wěn)定性，因此，建議磨煤機(jī)出力控制在36t/h左右，以提高鍋爐的經(jīng)濟(jì)性及穩(wěn)定性。

3.5 晉城煤不同出力下的鍋爐效率

機(jī)組500MW工況下，晉城煤在32t/h、36t/h、40t/h三個(gè)出力下（摻燒比例為12%～15%）進(jìn)行了鍋爐效率測試，試驗(yàn)結(jié)果見表3。

4 結(jié)論及展望

（1）摻燒12%～15%的晉城煤，“分磨磨制，爐內(nèi)摻混”較“爐前摻混，爐內(nèi)混燒”的摻混方式消除了高負(fù)荷時(shí)負(fù)壓波動(dòng)大的現(xiàn)象，同時(shí)，鍋爐效率提高了約2%，飛灰可燃物降低了5%～6%，摻燒晉城煤優(yōu)先選用該摻混方式。

表3 500MW工況晉城煤不同出力下的鍋爐效率

（2）燃用該晉城煤煤種時(shí)，建議出力控制在36t/h，煤粉細(xì)度控制在3.5%，以保證鍋爐效率達(dá)到設(shè)計(jì)值。

（3）“分磨磨制，爐內(nèi)摻混”的摻混方式不能完全消除由于燃用晉城無煙煤帶來的鍋爐飛灰含碳量的增加、經(jīng)濟(jì)性的下降，因此，為保證鍋爐經(jīng)濟(jì)燃燒，要控制晉城煤的摻燒比例。另外，晉城煤粒度小，很少有大塊，磨煤機(jī)可選用耐磨小球，即節(jié)約了廠用電，又可以保證煤粉細(xì)度。