郭昊波 胡堯地

摘 ?要：由于近期煤炭資源供應(yīng)緊張、煤價(jià)上漲、環(huán)保要求進(jìn)一步提高，導(dǎo)致燃煤不可能在生產(chǎn)中使用單一煤種，使用的煤種多變?yōu)闄C(jī)組運(yùn)行帶來許多新問題，比如結(jié)焦、爆燃、污染物的排放等。為了研究摻燒印尼煤對(duì)火電機(jī)組運(yùn)行的影響，筆者對(duì)某電廠1050MW超超臨界機(jī)組進(jìn)行印尼煤的摻燒試驗(yàn)并從安全可靠性分析、制粉系統(tǒng)評(píng)估、原煙氣污染物排放的方面展開分析。從結(jié)果表明：適量摻燒低灰熔點(diǎn)印尼煤滿足對(duì)鍋爐運(yùn)行安全性的要求，并可降低機(jī)組SO2排放量。

關(guān)鍵詞：燃煤鍋爐 摻燒試驗(yàn) 印尼煤

1.前言

近來煤炭資源供應(yīng)緊張，煤價(jià)上漲，許多燃煤電廠開始研究燃燒價(jià)格較低的經(jīng)濟(jì)煤種，為擴(kuò)大火電廠的燃用煤種資源，了解低灰熔點(diǎn)印尼煤的燃燒情況，需要對(duì)鍋爐進(jìn)行摻燒試驗(yàn)和調(diào)整，以確定最佳的運(yùn)行方案。本文將根據(jù)煤種特性，燃燒特性等提出試驗(yàn)方案，通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)摻燒低灰熔點(diǎn)印尼煤對(duì)鍋爐的影響進(jìn)行分析。

2.概述

試驗(yàn)鍋爐部分是東方鍋爐2×1050MW復(fù)合變壓運(yùn)行的超超臨界本生直流鍋爐，一次再熱、單爐膛、尾部雙煙道結(jié)構(gòu)，采用煙氣擋板調(diào)節(jié)再熱汽溫，固態(tài)排渣、全鋼構(gòu)架、全懸吊結(jié)構(gòu)、平衡通風(fēng)、露天布置、前后墻對(duì)沖燃燒，燃用煙煤。配有48只DRB-4ZTM煤粉燃燒器，前后墻各布置三層，每層各8只。后墻下層采用微油點(diǎn)火系統(tǒng)。制粉系統(tǒng)為中速磨煤機(jī)正壓直吹式系統(tǒng)，每臺(tái)鍋爐采用六臺(tái)HP1203/Dyn型中速磨煤機(jī)，每臺(tái)磨煤機(jī)對(duì)應(yīng)鍋爐的一層8只燃燒器。前墻由下到上分別為E、D、C層，后墻由下到上分別為A、B、F層。在燃燒器上方前后墻上各布置8只NOx噴口。

3.試驗(yàn)的煤種的分析及試驗(yàn)方案

3.1對(duì)比試驗(yàn)煤種與常用煤種

試驗(yàn)用煤與常用煤煤種參數(shù)如表1所示

3.2煤種分析

由表1中對(duì)比分析可以得出

本批次印尼煤熱值較高，含硫量正常，全水稍高，揮發(fā)分偏高，主要關(guān)注制粉系統(tǒng)的積粉爆燃等問題;同時(shí)煤灰軟化溫度ST較低，灰分較低，但摻配的煤質(zhì)大混和富動(dòng)53均屬高灰煤，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注爐膛的結(jié)渣情況，撈渣機(jī)和碎渣機(jī)的運(yùn)行情況。

3.3試驗(yàn)工況

本次試驗(yàn)分2個(gè)工況進(jìn)行，如表2

每一工況對(duì)爐內(nèi)結(jié)渣情況檢查。觀察水冷壁和大屏結(jié)渣情況、渣井的掉渣情況并采用高溫測(cè)溫儀測(cè)量爐內(nèi)爐膛出口處的煙氣溫度，分幾層在各個(gè)觀火孔測(cè)量。記錄試驗(yàn)期間鍋爐主汽壓力、溫度、流量、爐后各段煙溫及排煙溫度、熱風(fēng)溫度、冷風(fēng)溫度、爐膛出口氧量、系統(tǒng)風(fēng)壓、一次風(fēng)風(fēng)壓、減溫水量、磨煤機(jī)出力、磨煤機(jī)出口溫度等。

4.安全可靠性分析

4.1鍋爐主要參數(shù)對(duì)比

本次摻燒試用煤種印尼煤在該電廠鍋爐摻燒1倉(cāng)，2倉(cāng)工況，由于2號(hào)機(jī)組的整體負(fù)荷較高，試驗(yàn)期間主要觀察鍋爐的運(yùn)行情況，同時(shí)對(duì)兩種工況的運(yùn)行情況的安全性進(jìn)行觀察。發(fā)現(xiàn)鍋爐在兩個(gè)工況下主、再蒸汽參數(shù)均能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，過熱器、再熱器減溫水量正常;省煤器出口煙溫正常;三大風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行。在相對(duì)穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)下根據(jù)DCS記錄分別統(tǒng)計(jì)了以上數(shù)據(jù)，詳細(xì)情況見下表3。

4.2爐內(nèi)結(jié)渣情況和干渣機(jī)排渣情況

此次試驗(yàn)期間觀察鍋爐內(nèi)結(jié)渣情況。工況1下屏過區(qū)域無明顯掛焦現(xiàn)象，吹灰期間渣井觀察孔處未出見現(xiàn)大面積大渣掉落的情況，少許大渣經(jīng)液壓裝置擠碎后能正常掉落。工況2下渣量相對(duì)較多，撈渣機(jī)觀察孔處無大渣搭橋情況。

4.3減溫水投運(yùn)情況

試驗(yàn)期間鍋爐減溫水整體投運(yùn)情況正常，水冷壁、過熱器及再熱器壁溫正常，無報(bào)警、超溫情況發(fā)生。各級(jí)減溫水流量如表4所示。

4.4爐膛煙溫

試驗(yàn)期間整體負(fù)荷處于700MW～800MW，負(fù)荷率不高，選取B側(cè)對(duì)在鍋爐側(cè)墻觀火孔位置對(duì)爐膛的4層燃燒器與SOFA風(fēng)B側(cè)側(cè)墻墻噴口位置進(jìn)行了爐膛測(cè)溫。爐膛燃燒器噴口位置測(cè)溫情況基本正常，其中后墻噴口附近爐溫相對(duì)前墻稍高。詳細(xì)數(shù)據(jù)如表5所示。

5.制粉系統(tǒng)評(píng)估

5.1磨煤機(jī)運(yùn)行情況

本批次印尼煤屬低灰熔點(diǎn)煤軟化溫度為1190℃，哈式可磨系數(shù)51。干燥無灰基揮發(fā)分Vdaf為48.28%。本次摻燒印尼煤期間，磨出口溫度控制上限65℃，適當(dāng)提高了一次風(fēng)量正偏置（+10t/h ～ +25t/h），單臺(tái)磨一次風(fēng)量裕量充足，機(jī)組負(fù)荷較為穩(wěn)定期間將煤量投自動(dòng)運(yùn)行。詳細(xì)參數(shù)如表6所示。

試驗(yàn)期間對(duì)磨制印尼煤的磨煤機(jī)頂部出口粉管和彎頭易積粉外壁位置進(jìn)行紅外點(diǎn)溫測(cè)試，最高溫度均未超過60℃，無超溫情況。

5.2石子煤排放情況

試驗(yàn)期間觀察燃用印尼煤的磨煤機(jī)的石子煤排放量正常，整體的石子煤顏色偏黑，無發(fā)白等燃燒過的跡象。

6.原煙氣污染物排放

摻燒2倉(cāng)印尼煤與1倉(cāng)印尼煤相比，隨著印尼煤摻配比例的提高，原煙氣污染物NOX和SO2均有所降低，試驗(yàn)期間脫硝和脫硫設(shè)備均能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。詳細(xì)數(shù)據(jù)如表7所示。

7.結(jié)論及建議

本文通過試驗(yàn)電廠摻燒驗(yàn)結(jié)果可以得出，摻燒1倉(cāng)、2倉(cāng)低灰熔點(diǎn)印尼煤時(shí)，鍋爐燃燒穩(wěn)定，運(yùn)行安全，每套制粉系統(tǒng)均可穩(wěn)定運(yùn)行。磨制印尼煤的磨煤機(jī)石子煤排放量正常，整體顏色偏黑，無發(fā)白情況。主輔機(jī)電流無異常，減溫水量正常，主再熱蒸汽未超溫，水冷壁無超溫現(xiàn)象。在機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行期間，鍋爐爐膛測(cè)溫結(jié)果正常，無大面積大渣掉落情況，撈渣機(jī)觀察孔處無大渣搭橋情況。但隨著印尼煤摻燒比重升高后，鍋爐排渣量也會(huì)隨之增多。 摻燒試驗(yàn)期間，原煙氣NOx和SO2生產(chǎn)量正常，維持在正常水平，脫硝和脫硫系統(tǒng)能正常工作，且隨著摻燒比例上升后，SO2生產(chǎn)量有所降低。試驗(yàn)期間對(duì)各燃用印尼煤磨煤機(jī)分離器出口頂部、煤粉管道彎頭及膨脹節(jié)易積粉處進(jìn)行管壁紅外點(diǎn)溫測(cè)試，均無超溫情況。綜上所述，試驗(yàn)電廠可進(jìn)行2倉(cāng)低灰熔點(diǎn)印尼煤摻燒工作。本次試驗(yàn)期間機(jī)組負(fù)荷大部分時(shí)間處于700～800MW之間，負(fù)荷率不高，爐膛的結(jié)渣情況較為良好。但后續(xù)若有連續(xù)高負(fù)荷運(yùn)行情況，爐膛溫度隨之上升，印尼煤燃燒環(huán)境變惡劣，結(jié)渣傾向相應(yīng)增加，建議運(yùn)行人員加強(qiáng)關(guān)注爐膛結(jié)渣情況。通過本次摻燒試驗(yàn)結(jié)果表明適量摻燒低灰熔點(diǎn)印尼煤對(duì)鍋爐運(yùn)行安全并無太大影響，并可降低機(jī)組SO2排放量。不僅為該電廠摻燒經(jīng)濟(jì)煤種提供了一種行的可行性，也為其他電廠摻燒印尼煤提供了借鑒。

參考文獻(xiàn)：

[1]章德龍. 超超臨界火電機(jī)組培訓(xùn)系列教材.鍋爐分冊(cè)[M].北京-中國(guó)電力出版社，2013.