摻配煤燃燒方案與穩(wěn)定燃燒措施

　　摘 要：隨著電煤供應(yīng)的緊張，劣質(zhì)煤摻燒是目前各火電廠都必須面對的課題，本文介紹了田家庵電廠摻燒劣質(zhì)煤的方案與穩(wěn)定燃燒措施，在實(shí)際生產(chǎn)中取得了良好的效果，可為其他兄弟廠摻燒劣質(zhì)煤提供借鑒。

　　關(guān) 鍵 詞： 劣質(zhì)煤,配燒,燃燒,穩(wěn)定

　　1.前言

　　淮南田家庵發(fā)電廠現(xiàn)裝機(jī)兩臺(tái)300MW汽輪發(fā)電機(jī)組，所配鍋爐為上海鍋爐廠制造的1025T/H亞臨界壓力、中間再熱、燃煤、露天、強(qiáng)制循環(huán)汽包爐，燃燒方式為四角切圓燃燒，每臺(tái)鍋爐配置四組中間儲(chǔ)倉式乏氣送粉制粉系統(tǒng)，設(shè)計(jì)燃用煤種為淮南原煤，其可燃基揮發(fā)份為33.8%，低位發(fā)熱量19228 kj/kg。

　　近年來，由于燃煤市場逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橘u方市場，煤炭供應(yīng)緊張，發(fā)電廠已不可能燃用單一設(shè)計(jì)煤種，在保證鍋爐安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的條件下，以設(shè)計(jì)煤種為基礎(chǔ)，同時(shí)配用劣質(zhì)煤種的混配燃燒，已成必然。由于不同煤種的組成和特性不同，從原煤摻配，煤粉磨制到燃燒過程，都與燃用單一設(shè)計(jì)煤種有較大差異，它并不是幾個(gè)煤種的簡單疊加，如果配煤得當(dāng)，提高制粉設(shè)備、燃燒設(shè)備的可靠性，強(qiáng)化鍋爐燃燒調(diào)整，則可以保證鍋爐燃燒穩(wěn)定，降低發(fā)電廠燃料成本。田家庵發(fā)電廠每年消耗原煤總量200萬噸，其中1/3為非設(shè)計(jì)煤種，如果配燒不當(dāng)，將會(huì)引起鍋爐效率降低，受熱面結(jié)焦積灰嚴(yán)重，鍋爐達(dá)不到額定出力，燃燒不穩(wěn)定，甚至發(fā)生熄火停爐事故。可見，制定不同煤種的科學(xué)配燒方案和強(qiáng)化鍋爐穩(wěn)定燃燒的措施，對確保機(jī)組安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行意義重大。

　　2.燃用劣質(zhì)煤對鍋爐運(yùn)行的影響

　　近年來，田家庵電廠燃用的設(shè)計(jì)煤種——淮南原煤占全廠燃煤總量的2/3，其余的要自籌煤源，而自籌煤源煤種較雜，有淮南地方小礦煤，有外省及省內(nèi)其它礦的煤，這些煤揮發(fā)份低、灰份大、矸石多，煤質(zhì)難以保證，對鍋爐穩(wěn)定運(yùn)行影響較大，主要體現(xiàn)在以下幾方面：

　　2.1 揮發(fā)份低。揮發(fā)份是煤粉著火、穩(wěn)定燃燒的重要指標(biāo)，揮發(fā)份低，則煤粉的著火溫度高，進(jìn)入爐膛后的著火點(diǎn)推遲，降低了燃燒的穩(wěn)定性，增加了燃燼的難度，小礦煤炭的揮發(fā)份一般在12~16%，遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)值，若大量同時(shí)燃用該煤種，將會(huì)給鍋爐穩(wěn)定燃燒造成較大隱患。

　　2.2 熱值低。田家庵電廠配用劣質(zhì)煤的低位熱值在16500kj/kg左右，其灰分含量高，固定碳含量低，煤粉著火及燃燒困難，燃煤耗量增加，爐膛出口煙溫升高，鍋爐減溫水用量增加，尤其是再熱汽減溫水量。嚴(yán)重時(shí)所有給粉機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)上限，鍋爐仍達(dá)不到額定出力。其中#5爐因空氣預(yù)熱器漏風(fēng)率較大，在環(huán)境溫度稍高時(shí)若燃用較多劣質(zhì)煤，則造成引風(fēng)機(jī)出力不足，鍋爐不得不低氧燃燒，既威脅燃燒的安全，又使引風(fēng)機(jī)耗電率增加，排煙溫度增高，不完全燃燒損失增大，鍋爐效率降低。燃煤量的增加，又使磨煤機(jī)的制粉壓力增大，尤其是煤潮時(shí)，原煤過粘，極易造成原煤管、給煤機(jī)積煤，磨煤機(jī)堵塞，在連續(xù)陰雨天氣，運(yùn)行人員清理、疏通制粉系統(tǒng)，運(yùn)行維護(hù)量大。飛灰量的增加，使鍋爐爐膛、水平煙道、尾部煙道受熱面積灰、磨損加劇，需增加對受熱面的吹灰次數(shù)和受熱面防磨檢查次數(shù)。

　　2.3矸石多。煤中矸石多，煤粉磨制困難，磨煤機(jī)鋼球耗量增大，制粉能力下降，制粉能耗增大，煤粉倉粉位較難維持，嚴(yán)重時(shí)機(jī)組不得不降低負(fù)荷運(yùn)行。為提高制粉出力，使得制粉出力能滿足鍋爐負(fù)荷的需要，采用增加磨煤機(jī)內(nèi)通風(fēng)量，但通風(fēng)量增加造成煤粉細(xì)度降低，煤粉著火和燃燼困難，鍋爐排煙溫度升高，效率降低，機(jī)組煤耗增大，經(jīng)濟(jì)性降低。

　　2.4安全隱患大。綜上所述，如果劣質(zhì)煤種用量過多，勢必給鍋爐燃燒穩(wěn)定、機(jī)組負(fù)荷及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行產(chǎn)生較大影響。田家庵電廠曾因短時(shí)煤源緊張，被迫較多燃用劣質(zhì)煤，而發(fā)生了因燃煤熱值低，給粉機(jī)出力達(dá)上限，而鍋爐蒸發(fā)量不能滿足機(jī)組帶滿負(fù)荷的需要;也發(fā)生過制粉出力低、煤粉倉粉位無法保證，而不得不短時(shí)降低負(fù)荷運(yùn)行。因此，制訂科學(xué)的劣質(zhì)煤配煤方案和相應(yīng)地穩(wěn)定燃燒技術(shù)措施，是確保鍋爐安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的關(guān)鍵。

　　3.制定配煤方案

　　針對劣質(zhì)煤供應(yīng)情況，首先要從煤場管理入手，制定切實(shí)可行地輸煤配燒方案，最大程度地減少對鍋爐的影響。

　　3.1 煤場管理辦法

　　3.1.1 田家庵電廠有煤場一個(gè)，筒倉兩個(gè)，儲(chǔ)煤量共約7萬噸。為充分利用煤場的調(diào)節(jié)作用，對煤場劃分不同的區(qū)域，其中劣質(zhì)煤全部存放在煤場北部，南煤場全部堆放淮南礦務(wù)局的優(yōu)質(zhì)煤，筒倉主要存優(yōu)質(zhì)干煤，在雨天或火車來煤較潮時(shí)，為鍋爐提供可靠煤質(zhì)。

　　3.1.2 來煤進(jìn)廠后，根據(jù)煤炭來源地、入廠煤質(zhì)化驗(yàn)結(jié)果，及目測及手感等經(jīng)驗(yàn)判斷，將不同煤種分別存入指定煤場。

　　3.1.3煤場每月盤點(diǎn)一次，了解各種煤質(zhì)的存煤數(shù)量，便于科學(xué)調(diào)度。

　　3.2 輸煤及配燒方案

　　3.2.1配燒原則：長期配燒，避免短時(shí)大量燃用劣質(zhì)煤。規(guī)定A、B、D原煤倉上設(shè)計(jì)煤種，C倉配燒劣質(zhì)煤，為保證劣質(zhì)煤的用量，機(jī)組負(fù)荷在220MW以上時(shí)，C層給粉機(jī)轉(zhuǎn)速高于其它層給粉機(jī)轉(zhuǎn)速，低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)適當(dāng)降低C層給粉機(jī)轉(zhuǎn)速。

　　3.2.2向煤倉上煤時(shí)，由一條皮帶專門輸送劣質(zhì)煤至兩臺(tái)爐的C倉，另一條皮帶輸送優(yōu)質(zhì)煤，避免同一條皮帶上煤時(shí)可能將劣質(zhì)煤混入其它煤倉。

　　3.2.3當(dāng)兩臺(tái)爐的C倉進(jìn)滿劣質(zhì)煤后(或機(jī)組因其它原因不能配燒劣質(zhì)煤時(shí))，而火車來的劣質(zhì)煤又很多的情況下，則將劣質(zhì)煤轉(zhuǎn)入指定的北煤場存放。

　　3.2.4當(dāng)火車來煤較潮時(shí)，向鍋爐輸煤采用雙系統(tǒng)皮帶運(yùn)行的輸煤方式，將潮煤和筒倉的煤按1:1或1:2的比例通過犁煤器混合輸送到同一原煤倉。

　　3.2.5當(dāng)班值長根據(jù)每臺(tái)機(jī)組運(yùn)行狀況、預(yù)計(jì)負(fù)荷等，可臨時(shí)改變配煤方案，如機(jī)組長時(shí)間滿負(fù)荷運(yùn)行，燃燒或制粉設(shè)備故障、消缺時(shí)，則不配、少配劣質(zhì)煤或分時(shí)段配燒劣質(zhì)煤。

　　3.2.6向鍋爐輸送煤種和數(shù)量提前告知機(jī)組運(yùn)行人員，同時(shí)加強(qiáng)對入爐煤的采質(zhì)和化驗(yàn)工作，保證煤質(zhì)化驗(yàn)報(bào)告準(zhǔn)確，并及時(shí)錄入MIS系統(tǒng)，供運(yùn)行人員查看。

　　4.完善鍋爐穩(wěn)定燃燒措施

　　對鍋爐燃燒系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)地完善并采取強(qiáng)化燃燒的措施，確保鍋爐燃燒穩(wěn)定，有力配合燃用劣質(zhì)煤。

　　4.1保證爐內(nèi)良好的空氣動(dòng)力工況和四角燃燒器風(fēng)粉分配均勻。田家庵電廠在2008和2009年的機(jī)組大修中，完善了鍋爐一、二次風(fēng)速在線檢測裝置，對鍋爐燃燒器進(jìn)行了冷態(tài)空氣動(dòng)力場試驗(yàn)，對有貼邊現(xiàn)象的燃燒器安裝角度進(jìn)行了適當(dāng)校正，同時(shí)調(diào)整了二次風(fēng)箱大風(fēng)門開度。機(jī)組運(yùn)行后又對鍋爐的一次風(fēng)速進(jìn)行了熱態(tài)調(diào)平標(biāo)定，同時(shí)規(guī)定每班對各二次風(fēng)、周界風(fēng)擋板開度檢查校對一次，確保四角同層一、二次風(fēng)檔板開度一致，位置正確，配比均勻。規(guī)定四角給粉機(jī)保持同時(shí)運(yùn)行，不采用停一、二臺(tái)給粉機(jī)的燃燒調(diào)節(jié)方法。

　　4.2 提高煤粉氣流著火的穩(wěn)定性。將配燒劣質(zhì)煤的C層一次風(fēng)速控制值比設(shè)計(jì)值降低2~4m/s，以保持與其它層相同的著火點(diǎn)，在DCS系統(tǒng)中增加了一次風(fēng)速低報(bào)警功能，便于及時(shí)沖洗一次風(fēng)管，防止低風(fēng)速引起一次風(fēng)管堵塞，并按規(guī)定對一次風(fēng)管定期沖洗。

　　為保持較佳的煤粉濃度，有利于煤粉著火、燃燒，每層給粉機(jī)轉(zhuǎn)速控制在最高轉(zhuǎn)速的50~80%，偏離此范圍，則進(jìn)行切、投層給粉機(jī)。

　　提高配燒劣質(zhì)煤的C制粉系統(tǒng)煤粉細(xì)度，每周兩次分析煤粉細(xì)度參數(shù)，由于田家庵電廠采用的是乏氣送粉方式，為保持一次風(fēng)速的穩(wěn)定，運(yùn)行中使用磨煤機(jī)乏氣再循環(huán)來改變磨煤機(jī)內(nèi)通風(fēng)量，同時(shí)輔助調(diào)節(jié)粗粉分離器折向門和粗細(xì)筒位置，確保煤粉細(xì)度在要求范圍內(nèi)。

　　4.3發(fā)揮燃燒器煤粉濃淡分離裝置的最佳效益。濃淡分離裝置將進(jìn)入爐膛的煤粉氣流分離為濃相和淡相，向火側(cè)的濃相有利于煤粉著火，背火側(cè)的淡相可防止煤粉沖刷水冷壁，濃淡分離裝置的切向角度是保證濃淡分離效果的關(guān)鍵。在2008和2009年的機(jī)組大修中，發(fā)現(xiàn)鍋爐部分濃淡分離器切向板角度發(fā)生了偏移，全部進(jìn)行了校正。

　　4.4加強(qiáng)煤粉倉管理，確保給粉機(jī)下粉連續(xù)、均勻。中間儲(chǔ)倉式制粉系統(tǒng)的煤粉倉若管理不善，煤粉發(fā)生結(jié)塊或粉位較低(0.5~1米)時(shí)，易造成給粉機(jī)下粉不連續(xù)、不均勻，威脅鍋爐燃燒的穩(wěn)定。為此我們制定了“煤粉倉管理制度”，規(guī)定正常情況下，各粉倉粉位不低于1米;每天對四個(gè)粉倉中的一個(gè)進(jìn)行一次有效降粉，降粉時(shí)最低粉位降到0米，以破壞松散的粉塊;機(jī)組長時(shí)間低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，停用的給粉機(jī)進(jìn)行定期切換;嚴(yán)格按規(guī)定開關(guān)粉倉吸潮閥，保持吸潮管道的通暢，防止水蒸汽長時(shí)間滯留煤粉倉產(chǎn)生凝結(jié)造成煤粉結(jié)塊，有效

　　地防止了煤粉的結(jié)塊。

　　4.5保持穩(wěn)燃油槍的可靠性。每日白班對穩(wěn)燃油槍進(jìn)行試投，確保進(jìn)、退自如，油槍暢通;每周對油槍霧化片進(jìn)行檢查，保證其良好地霧化效果。充分發(fā)揮氣化小油槍的功能，在燃燒不穩(wěn)時(shí)及時(shí)投入氣化小油槍穩(wěn)定燃燒。

　　5.制定運(yùn)行燃燒劣質(zhì)煤技術(shù)措施

　　在實(shí)際運(yùn)行中，制定運(yùn)行燃燒劣質(zhì)煤技術(shù)措施要求運(yùn)行中正確執(zhí)行，保證燃燒穩(wěn)定。

　　5.1每值接班后,煤質(zhì)檢驗(yàn)中心應(yīng)及時(shí)將本班要燃用的準(zhǔn)確的煤質(zhì)分析數(shù)據(jù)匯報(bào)值長。

　　5.2接班時(shí)單元長、主值應(yīng)了解上個(gè)班燃煤情況，并就地檢查實(shí)際來煤接班后匯報(bào)值長,了解本班要燃用的煤種及煤質(zhì)分析，隨時(shí)掌握煤質(zhì)變化，摻燒比例，合理組織燃燒，如遇煤質(zhì)差，煤潮等煤種時(shí)，各爐組搗煤工具齊全，輸粉機(jī)、燃油系統(tǒng)應(yīng)處于正常良好備用狀態(tài)，并做好事故預(yù)想。

　　5.3應(yīng)盡量保持高粉位運(yùn)行,以利于給粉機(jī)下粉流暢.

　　5.4 因煤質(zhì)原因,負(fù)荷帶不上，但給粉機(jī)出力均在額定值時(shí)，不能盲目加大給粉量，應(yīng)匯報(bào)值長,申請降低機(jī)組負(fù)荷。

　　5.5下層給粉機(jī)是燃燒基礎(chǔ)，當(dāng)燃劣質(zhì)煤時(shí),要切至手動(dòng)方式運(yùn)行,并保持適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)速。根據(jù)煤質(zhì)，燃燒情況合理使用風(fēng)量，下聯(lián)箱水封、大灰斗水封應(yīng)正常。

　　5.6沖洗煤粉管道時(shí)應(yīng)在機(jī)組帶75%額定負(fù)荷以上、燃燒穩(wěn)定的情況下進(jìn)行，一次只允許沖洗一根煤粉管道，略停若干分鐘后才能沖洗第二根。一次風(fēng)擋板應(yīng)逐漸緩慢開關(guān)。

　　5.7加強(qiáng)對制粉系統(tǒng)的監(jiān)視與分析，對磨煤機(jī)進(jìn)、出口壓差、磨后溫度、電流，排粉機(jī)出口風(fēng)壓、電流來分析制粉工況，掌握下煤情況，以保證磨出口在60-65℃左右。換風(fēng)操作必須做到：操作穩(wěn)、調(diào)整穩(wěn)、排粉機(jī)出口風(fēng)壓的變化應(yīng)控制在200Pa內(nèi)幌動(dòng)。當(dāng)煤種突變，揮發(fā)份過低或給粉機(jī)故障影響燃燒，火檢、火焰電視圖象顯示著火不穩(wěn)時(shí)，應(yīng)迅速投油助燃。

　　5.8在燃劣質(zhì)煤期間，單元長、主值應(yīng)經(jīng)常到就地觀察爐膛燃燒情況，必要時(shí)應(yīng)投油穩(wěn)燃。

　　6.結(jié)束語

　　通過對煤場的科學(xué)化管理，充分利用煤場對不同煤質(zhì)分區(qū)域存放的有利條件，及時(shí)準(zhǔn)確地掌握各煤場的燃煤質(zhì)量，嚴(yán)格執(zhí)行配煤和輸煤方案，加強(qiáng)對鍋爐燃燒設(shè)備的維護(hù)、調(diào)整，發(fā)揮燃燒設(shè)備的最佳效能，提高運(yùn)行人員燃燒調(diào)整的技能，使劣質(zhì)煤配燒工作規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化、制度化，目前廠配燒劣質(zhì)煤工作進(jìn)展順利，自去年實(shí)施該方案后，未發(fā)生燃燒不穩(wěn)定、機(jī)組限制負(fù)荷等異常情況。事實(shí)證明，只要做到優(yōu)化配制、混合摻燒，就能夠保證鍋爐燃燒的穩(wěn)定，就能夠達(dá)到機(jī)組穩(wěn)發(fā)、滿發(fā)、節(jié)能降耗之目的。