發(fā)電廠鍋爐燃燒劣質(zhì)煤時節(jié)油的問題分析

劉友軍

（貴州金元發(fā)電運營有限公司發(fā)耳分公司生計部，貴州 水城 553017）

隨著全國煤炭市場改革和電力企業(yè)的迅猛發(fā)展,電煤緊缺日益加重,多年以來,入爐煤質(zhì)嚴(yán)重劣化,入爐煤低位發(fā)熱量經(jīng)常為3500～4000kcal/kg,固定碳小于40%,而灰分高達40%～60%,嚴(yán)重偏離設(shè)計煤種,鍋爐燃燒工況無法得到保證。因鍋爐啟停、燃燒不穩(wěn)、缺陷處理等造成大量耗油,導(dǎo)致發(fā)電成本大幅度增加,如何降低鍋爐耗油已是目前急需解決的問題。本文結(jié)合實際運行經(jīng)驗,總結(jié)分析了影響鍋爐耗油的主要原因,提出了2028t/h鍋爐節(jié)油的一些具體方法。

1 設(shè)備概況

該廠為上海鍋爐廠有限公司制造，型號SG-2028/17.5-M916，鍋爐為亞臨界壓力一次中間再熱控制循環(huán)汽包爐。采用中速磨冷一次風(fēng)機正壓直吹式制粉系統(tǒng)，燃燒器采用四角布置切向燃燒方式。燃燒器共設(shè)置六層煤粉噴嘴，鍋爐配置6臺ZGM113N中速磨煤機，每臺磨的出口由四根煤粉管接至爐膛四角的同一層煤粉噴嘴。燃燒器的一、二次風(fēng)噴嘴呈間隔排列，頂部設(shè)有2層OFA二次風(fēng)。1號3號、2號4號角燃燒器中心線與前墻水冷壁中心線分別成45°角和37°角順時針旋轉(zhuǎn)，四角頂部各有三層反切20°的消旋風(fēng)逆時針旋轉(zhuǎn)。連同煤粉噴嘴的周界風(fēng)，每組燃燒器各有二次風(fēng)擋板17組，均由電動執(zhí)行器單獨操作。為滿足鍋爐汽溫調(diào)節(jié)的需要，燃燒器噴嘴采用擺動結(jié)構(gòu)，除OFA2噴嘴由一臺氣動執(zhí)行器驅(qū)動作上下單獨擺動外，其余噴嘴由內(nèi)外連桿組成一個擺動系統(tǒng)，由另一臺氣動執(zhí)行器集中帶動作上下擺動。在燃燒器二次風(fēng)室中配置了三層共12支輕油槍，采用機械壓力霧化方式，燃油容量按24%MCR負(fù)荷設(shè)計。點火裝置采用高能電火花點火器。燃燒器采用水冷套結(jié)構(gòu)。

設(shè)計煤種及校核煤種為貧瘦煤。設(shè)計煤種低位發(fā)熱量為5000kcal/kg,固定碳為56.60%,揮發(fā)分為14%,灰分為27.7%。

2 影響鍋爐耗油的原因

2.1 造成鍋爐耗油量大增的主要原因是煤質(zhì)嚴(yán)重劣化。該廠自2009年1月以來,入爐煤平均灰分上升很多,導(dǎo)致鍋爐耗油大幅度增加。夜間調(diào)峰較深，最低不投油穩(wěn)燃負(fù)荷達不到設(shè)計水平。點火助燃用油消耗大。

2.2 影響鍋爐耗油的另一個重要原因是運行人員的調(diào)整操作。在煤質(zhì)一定的條件下,運行人員的調(diào)整操作水平對鍋爐耗油影響也很大。

2.3 設(shè)備運行可靠性。設(shè)備故障較高時,設(shè)備缺陷耗油占鍋爐月耗油的30%左右。

3 鍋爐節(jié)油具體方法

3.1 鍋爐啟、停節(jié)油

啟爐前及早投入蒸汽推動,將爐水加熱到飽和溫度。同時采用蒸汽推動還可使鍋爐各部受熱面均勻受熱,減小了因受熱不均或加熱速度過快產(chǎn)生的各金屬部件變形,特別是汽包等金屬壁較厚的地方,可有效地加快啟爐速度,縮短投油時間。鍋爐點火初期大量耗油也不適應(yīng)節(jié)能環(huán)保的要求，要盡早斷油，采用少油點火燃燒器。

3.2 鍋爐助燃節(jié)油

隨著煤質(zhì)的劣化和夜間深試調(diào)峰的需要,鍋爐助燃耗油占鍋爐耗油總量的70%左右,而影響鍋爐助燃耗油量大的主要原因在燃燒穩(wěn)定性好壞。提高鍋爐燃燒穩(wěn)定性主要有以下幾種方法。

3.2.1 運行調(diào)整方面

3.2.1.1 降低一次風(fēng)速,控制爐內(nèi)氧量，適當(dāng)降低一次風(fēng)速可使著火點提前,保證煤粉在噴燃器口處著火的連貫性。強化煤粉著火的一個主要方法是提高爐內(nèi)溫度,控制爐內(nèi)氧量在合適范圍內(nèi),可有效提高爐內(nèi)溫度,特別低負(fù)荷時,如果氧量過大,爐內(nèi)熱負(fù)荷下降,燃燒穩(wěn)定性將下降。一般控制一次風(fēng)速在25～30m/s,氧量控制在3%～5%。

3.2.1.2 合理進行一、二次風(fēng)配比，進行一、二次風(fēng)調(diào)整時要根據(jù)鍋爐的實際運行工況,合理調(diào)整。一次風(fēng)量以滿足輸送煤粉和揮發(fā)分析出、著火為原則,二次風(fēng)應(yīng)滿足煤粉著火所需的氧,一、二次風(fēng)混合應(yīng)陸續(xù)進行,同時避免產(chǎn)生局部缺風(fēng)現(xiàn)象。

3.2.1.3 保證合適的煤粉細(xì)度和均勻度，煤粉越細(xì),著火越容易。這是因為在同樣的煤粉質(zhì)量濃度下,煤粉越細(xì),燃燒反應(yīng)的表面積越大,而煤粉本身的熱阻卻減小。因而加熱時,細(xì)煤粉的溫升速度要比粗煤粉快,這樣就可以加快化學(xué)反應(yīng)速度和更快地達到著火點。同時煤粉的均勻性指數(shù)對著火也有一定的影響,均勻性指數(shù)越小,粗煤粉越多,燃燒速度和燃燒程度相應(yīng)就會降低。

3.2.1.4 減少對燃燒的擾動，影響燃燒穩(wěn)定的因素很多，最重要的是解決給煤機斷煤問題。

3.2.2 設(shè)備改造方面

隨著煤質(zhì)劣化,原設(shè)計噴燃器已不能滿足鍋爐穩(wěn)定燃燒的需要,應(yīng)及時采用較先進的高效穩(wěn)燃的節(jié)油燃燒燃燒器。

該廠在小修中將原A、B層燃燒器更換為“節(jié)油點火燃燒器”。上、下二組3層一次風(fēng)噴嘴的間距為1580mm，使燃燒器既有維持低負(fù)荷所必要的噴嘴熱功率，又可在低負(fù)荷時有3層火炬相互點燃支撐，為穩(wěn)定著火和強化燃燒創(chuàng)造了有利條件。但是在適應(yīng)目前劣質(zhì)煤方面仍顯得不能滿足低于60%負(fù)荷需要。在濃淡燃燒基礎(chǔ)上，可將下層燃燒器改為在燃燒器內(nèi)用小油槍直接點燃煤粉氣流的燃燒方式，即目前已廣泛使用的節(jié)油點火燃燒器，可提高鍋爐在低負(fù)荷時對劣質(zhì)煤的適應(yīng)能力，減少助燃油使用量。本鍋爐現(xiàn)在下層（A、B層）油槍每支為2200kg/h，將下層（A、B層）煤粉燃燒器改為節(jié)油點火燃燒器后，每支煤粉燃燒器使用的小油槍為2×80kg/h。此套系統(tǒng)在鍋爐啟動、停止以及低負(fù)荷穩(wěn)燃方面替代原油槍絕大部分功能，實現(xiàn)以煤代油，達到節(jié)油目的。并在A層安裝一次風(fēng)加熱裝置，盡快讓一次風(fēng)溫達到磨機啟動條件，以達到提前投入磨機運行，實現(xiàn)以煤代油功能。

3.3 設(shè)備缺陷處理節(jié)油

運行人員應(yīng)加強對各參數(shù)的控制和設(shè)備的檢查,及時發(fā)現(xiàn)各類設(shè)備缺陷,避免因發(fā)現(xiàn)不及時造成缺陷擴大。定期對二次風(fēng)門進行校對,防止因二次風(fēng)門失靈,影響鍋爐燃燒調(diào)整。機組需滑參數(shù)降壓處理缺陷時,運行人員應(yīng)按檢修要求積極配合,創(chuàng)造條件,盡量縮短處理時間。加強設(shè)備檢修質(zhì)量,保證設(shè)備可靠運行,減少設(shè)備故障率。

4 結(jié)束語

通過運行調(diào)整和設(shè)備改造,節(jié)油降耗,對保證設(shè)備安全運行、降低發(fā)電成本起了一定的作用。但鍋爐耗油量仍然較高,主要原因是入爐煤質(zhì)影響,因此嚴(yán)格控制入爐煤質(zhì)是降低鍋爐耗油的最根本方法。在保證入爐煤質(zhì)的前提下,鍋爐運行調(diào)整和設(shè)備的改造是降低鍋爐耗油的有效手段。

[1]中國電機工程學(xué)會.低揮發(fā)份煤的燃燒與W型火焰鍋爐專題研討會論文集[C].2001.

[2]中國動力工程學(xué)會,火力發(fā)電技術(shù)手冊,第一卷鍋爐[M].北京:機械工業(yè)出版社,2000.