600 MW超超臨界鍋爐褐煤摻燒分析

夏學(xué)敏，王文東

(遼寧華電鐵嶺發(fā)電有限公司，遼寧 鐵嶺 112000)

0 引言

面對當(dāng)前電煤資源緊張的形勢，為響應(yīng)國家節(jié)能減排號召，實(shí)現(xiàn)扭虧和控虧，遼寧華電鐵嶺發(fā)電有限公司(以下簡稱鐵嶺發(fā)電公司)采用了褐煤摻燒的策略，雖然運(yùn)用褐煤摻燒降低了發(fā)電成本，但鍋爐燃用煤質(zhì)發(fā)生了較大的變化，明顯偏離了設(shè)計(jì)值，給鍋爐燃燒調(diào)整、機(jī)組出力和安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行帶來了一系列的不利影響。

1 褐煤摻燒存在的問題和潛在風(fēng)險(xiǎn)

火力發(fā)電廠采用褐煤摻燒為其經(jīng)營管理減輕了不少壓力，但由于褐煤的特性，在摻燒環(huán)節(jié)上也存在不少問題和潛在風(fēng)險(xiǎn)。

(1)褐煤的灰熔點(diǎn)較低(比鐵法礦的煤低107～204℃)、揮發(fā)分高、易著火、熱量低、容易引起自燃，自摻燒以來，已多次發(fā)生煤場及原煤斗自燃現(xiàn)象。

(2)褐煤水分偏大，易導(dǎo)致磨煤機(jī)干燥出力不足及堵煤、壓磨，制粉系統(tǒng)大煤量運(yùn)行時(shí)石子煤量較平時(shí)明顯偏大，磨煤機(jī)電流變大。

(3)針對褐煤水分大的特點(diǎn)，要求加大進(jìn)入磨煤機(jī)的風(fēng)量，可能造成磨煤機(jī)振動(dòng)加大;風(fēng)機(jī)原有出力無法滿足磨煤機(jī)干燥、輸送需要，容易引起一次風(fēng)機(jī)喘振。

(4)褐煤黏性大，容易引起棚煤及給煤機(jī)卡塊、斷煤現(xiàn)象，由于鐵嶺發(fā)電公司煤場為露天煤場，雨季時(shí)曾出現(xiàn)1天棚煤、卡塊幾百次的現(xiàn)象，穩(wěn)燃耗油上百噸，極大地降低了機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性。

(5)揮發(fā)分高，易著火，進(jìn)入爐膛后著火提前，受熱面噴嘴受熱，容易結(jié)焦。

(6)大量摻燒褐煤，褐煤水分大造成煙氣量增加，造成爐內(nèi)各受熱面吸熱量偏離設(shè)計(jì)值，影響主汽溫、再熱汽溫，使排煙損失增大;另外，摻燒不均勻容易引起機(jī)組運(yùn)行工況大范圍波動(dòng)，使燃燒調(diào)整工作量加大。

2 解決問題的方案和必要試驗(yàn)

為使褐煤摻燒工作順利進(jìn)行，避免生產(chǎn)過程中出現(xiàn)與其相關(guān)的問題，應(yīng)加強(qiáng)褐煤摻燒的運(yùn)行調(diào)整和試驗(yàn)，應(yīng)進(jìn)行褐煤摻燒管理和褐煤摻燒技術(shù)的總結(jié)和事故預(yù)想并使其書面化和規(guī)范化。

2.1 加強(qiáng)制粉系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)整

對運(yùn)行磨煤機(jī)電流、出口溫度、風(fēng)量加強(qiáng)監(jiān)視，嚴(yán)格控制磨煤機(jī)出口溫度在正常范圍內(nèi)。磨煤機(jī)出口溫度正常維持在60℃以上，無特殊情況時(shí)，磨煤機(jī)出口溫度不允許低于55℃，防止出口溫度過低而造成一次粉管堵塞;磨煤機(jī)出口溫度較低時(shí)，保持一次風(fēng)速不要過低，以防磨煤機(jī)堵煤、壓磨;褐煤黏性大，在引起棚煤、給煤機(jī)卡塊斷煤及給煤機(jī)皮帶打滑或皮帶跑偏、損壞等現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)該及時(shí)處理，嚴(yán)格控制磨煤機(jī)出口溫度。當(dāng)出口溫度高于規(guī)定值時(shí)，應(yīng)檢查磨煤機(jī)電流及冷風(fēng)調(diào)整擋板開度是否正常，如無法控制應(yīng)及時(shí)停止磨煤機(jī)運(yùn)行并進(jìn)行相關(guān)處理，以防磨煤機(jī)內(nèi)著火;對備用磨煤機(jī)出口溫度也要加強(qiáng)監(jiān)視，并要求相關(guān)人員定期對各磨煤機(jī)進(jìn)行檢查。

2.2 進(jìn)行制粉系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)整

進(jìn)行制粉系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)整，保證制粉系統(tǒng)各風(fēng)門靈活好用，各測定、測量準(zhǔn)確，定量分析磨出口溫度、一次風(fēng)壓、一次風(fēng)量等參數(shù)變化對排煙溫度的影響，通過煤粉細(xì)度變化調(diào)整試驗(yàn)，確定經(jīng)濟(jì)煤粉細(xì)度與磨煤機(jī)的運(yùn)行方式。經(jīng)過試驗(yàn)，鐵嶺發(fā)電公司將褐煤摻燒磨煤機(jī)出口擋板開大5°～10°，以減輕對燃燒和汽水系統(tǒng)的影響。

2.3 燃燒系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)整試驗(yàn)

通過調(diào)整一次風(fēng)、二次風(fēng)配比及燃盡風(fēng)(OFA)風(fēng)量配比等，確定機(jī)組不同負(fù)荷下的最佳過?？諝庀禂?shù)，實(shí)現(xiàn)合理配風(fēng)。

2.4 鍋爐煤、水比調(diào)整

摻燒褐煤比例較大時(shí)，爐內(nèi)溫度動(dòng)力場會(huì)發(fā)生變化，因煙氣中的水蒸氣份額變化較大，使輻射換熱比例增加，引起不同受熱面之間吸熱量的變化，從而影響汽溫變化。要根據(jù)汽溫的趨勢及時(shí)調(diào)整燃燒或減溫水量，控制汽溫在規(guī)定范圍。

2.5 加強(qiáng)吹灰

由于褐煤灰熔點(diǎn)較低，著火距離短，容易燒損噴燃器，因此，摻燒比例應(yīng)適當(dāng)。運(yùn)行中要加強(qiáng)檢查，若發(fā)現(xiàn)結(jié)焦，應(yīng)及時(shí)投入吹灰器，若噴燃器附近結(jié)焦，要及時(shí)清除。

2.6 加強(qiáng)存放煤管理和煤場改造工作

由于褐煤的揮發(fā)分較高且容易引起自燃，所以，應(yīng)加強(qiáng)制粉系統(tǒng)漏粉管理和治理工作。原煤斗內(nèi)存煤的時(shí)間不宜過長，否則應(yīng)采取措施防止發(fā)生自燃而燒損皮帶或造成其他設(shè)備損壞。針對雨季棚煤、堵煤嚴(yán)重的現(xiàn)象，鐵嶺發(fā)電公司決定進(jìn)行煤場改造。

2.7 停磨煤機(jī)要進(jìn)行鈍化

因褐煤的灰熔點(diǎn)較低，容易引起爆燃，要對停運(yùn)磨煤機(jī)及其管道內(nèi)殘余的煤粉進(jìn)行排空處理(防止積粉自燃爆炸)，制粉系統(tǒng)必須采取防爆措施，蒸汽消防系統(tǒng)要能夠正常投入。在鍋爐運(yùn)行過程中，要能夠在控制室啟動(dòng)惰化程序。在下列情況下進(jìn)行蒸汽惰化的時(shí)間:磨煤機(jī)啟動(dòng)，手動(dòng)投入蒸汽消防，惰化時(shí)間為30 s;磨煤機(jī)正常停止，手動(dòng)投入蒸汽消防，惰化時(shí)間為30 s;磨煤機(jī)快速和緊急停止，連鎖自動(dòng)開啟蒸汽消防，惰化時(shí)間為120 s。

2.8 摻燒比例及均勻度

加強(qiáng)煤質(zhì)化驗(yàn)和分析，并與運(yùn)行人員及時(shí)進(jìn)行溝通，加強(qiáng)輸煤、上煤管理，保持2條輸煤皮帶運(yùn)行，保證褐煤摻燒均勻合理，避免機(jī)組運(yùn)行工況大范圍波動(dòng)而造成不利影響。經(jīng)過安全性與經(jīng)濟(jì)性分析，鐵嶺發(fā)電公司確定了A，F(xiàn)磨煤機(jī)全部上煙煤，B，C磨摻燒褐煤與煙煤比例為2∶1，D，E磨煤機(jī)全上褐煤的摻燒方式。

2.9 加強(qiáng)燃燒調(diào)整，控制好排煙溫度

針對褐煤水分偏大造成燃燒過程中煙氣量增加而使排煙損失增大的狀況，運(yùn)行中要加強(qiáng)氧量的控制，避免因排煙溫度過高而導(dǎo)致排煙熱損失增多、脫硫系統(tǒng)不能投入或跳閘。大范圍加、減負(fù)荷或啟、停磨煤機(jī)期間，手動(dòng)干預(yù)煙氣量的調(diào)整，實(shí)現(xiàn)煙氣量和排煙溫度的平穩(wěn)變化。

2.10 加強(qiáng)石子煤系統(tǒng)監(jiān)視與排放

加強(qiáng)石子煤系統(tǒng)監(jiān)視與排放，防止石子煤堆積自燃;排放石子煤之前用紅外測溫儀測量石子煤箱溫度(不應(yīng)超過90℃)，用紅外測溫儀檢查給煤機(jī)、磨煤機(jī)外殼溫度有無異常變化(每小時(shí)1次)，給煤機(jī)箱體溫度最高不應(yīng)超過70℃。

2.11 加強(qiáng)爐底除渣系統(tǒng)監(jiān)視調(diào)整

褐煤熔點(diǎn)低，爐底渣量明顯增大且有大焦塊增多的現(xiàn)象。所以，要加強(qiáng)爐底除渣系統(tǒng)的監(jiān)視和調(diào)整，以防止撈渣機(jī)憋跳或碎渣機(jī)卡塊而產(chǎn)生事故。

3 結(jié)論

當(dāng)前電煤煤源高度緊張，電煤價(jià)格一路攀升，引進(jìn)褐煤摻燒技術(shù)勢在必行。加強(qiáng)褐煤摻燒技術(shù)培訓(xùn)和褐煤摻燒管理是保證機(jī)組安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行必不可少的條件，只要摻燒合理，扭虧、控虧是可以實(shí)現(xiàn)的。

［1］容鑾思.燃煤鍋爐機(jī)組［M］.北京:中國電力出版社，1998.

［2］朱全利.鍋爐設(shè)備及系統(tǒng)［M］.北京:中國電力出版社，2006.

［3］詹恒芳，楊瑞雪，高強(qiáng)，等.褐煤摻燒的可行性分析與試驗(yàn)［J］.華電技術(shù)，2010，32(7):31 －35.

［4］陳立志.火力發(fā)電廠大比例摻燒褐煤方案分析［J］.華電技術(shù)，2011，33(6):11 －12.