W火焰鍋爐燃用劣質(zhì)煤的燃燒調(diào)整——以大唐華銀株洲發(fā)電有限公司為例

楊賽兵，蔣 建，曾 臻

（大唐華銀株洲發(fā)電有限公司，湖南 株洲 412005）

大唐華銀株洲發(fā)電有限公司（簡(jiǎn)稱(chēng)“株電”）3、4號(hào)鍋爐是由東方鍋爐廠制造的雙拱型W火焰鍋爐。其最大蒸發(fā)量為1025t/h，裝機(jī)容量為310MW，屬于引進(jìn)美國(guó)FW公司先進(jìn)燃燒技術(shù)進(jìn)行消化吸收的技術(shù)，鍋爐設(shè)計(jì)燃用的煤種為劣質(zhì)無(wú)煙煤，由于近年來(lái)原煤市場(chǎng)供給緊張，煤價(jià)持續(xù)上漲，為緩解成本壓力。株電現(xiàn)實(shí)際入爐煤質(zhì)更差，入爐煤質(zhì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)偏離設(shè)計(jì)煤種，系當(dāng)?shù)刎h小煤窯所產(chǎn)的攸縣煤。其主要表現(xiàn)在煤的揮發(fā)份低，揮發(fā)份最低僅2%，發(fā)熱量高，可磨系數(shù)小，且煤質(zhì)極不穩(wěn)定，變化范圍大。鍋爐在在脫油運(yùn)行的情況下極易發(fā)生燃燒不穩(wěn)而滅火，直接影響機(jī)組安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，因此分析燃用低揮發(fā)份煤種對(duì)鍋爐燃燒及其它方面的影響，找出燃用本地攸縣劣質(zhì)煤種的相應(yīng)對(duì)策和方法，是迫切需要解決的問(wèn)題。

1 攸縣劣質(zhì)煤燃燒特性分析

攸縣（本地小煤窯）劣質(zhì)煤主要特點(diǎn)：揮發(fā)份含量低、固定碳含量大，發(fā)熱量高，可磨系數(shù)小。鍋爐燃用攸縣劣質(zhì)煤時(shí)，煤粉氣流的著火點(diǎn)后延，火焰溫度低、煤粉氣流著火不穩(wěn)定、易造成局部斷火，甚至造成鍋爐滅火事故。煤的可磨系數(shù)小，使制粉系統(tǒng)嚴(yán)重超負(fù)荷運(yùn)行，鋼球損耗增大，煤粉細(xì)度難以達(dá)標(biāo)。燃用劣質(zhì)煤，煤粉氣流進(jìn)入爐膛由于揮發(fā)份含量低，所需著火溫度高，爐膛著火區(qū)溫度低等因素，無(wú)法形成穩(wěn)定的著火，而被迫伴油燃燒造成大量燃油消耗。同時(shí)煤粒完全燃燼的時(shí)間長(zhǎng)，造成爐膛火焰中心抬升，主再汽溫度超溫，及受熱面管壁溫度超溫，嚴(yán)重影響鍋爐安全運(yùn)行。

2 燃用攸縣劣質(zhì)煤采取的措施

為了實(shí)現(xiàn)鍋爐長(zhǎng)期安全燃用攸縣劣質(zhì)煤的目標(biāo)，我們依據(jù)同類(lèi)型鍋爐燃用劣質(zhì)煤的經(jīng)驗(yàn)和燃燒理論，進(jìn)行了大量的摸索和試驗(yàn)，總結(jié)出3、4號(hào)爐燃用攸縣煤的穩(wěn)燃措施。

（1）一次風(fēng)速調(diào)整。煤質(zhì)較好時(shí)可通過(guò)停止一臺(tái)磨煤機(jī)（三臺(tái)磨運(yùn)行）或退出4～8個(gè)火嘴的運(yùn)行方式提高一次風(fēng)管風(fēng)速，保證火焰中心的方法來(lái)提高燃燒經(jīng)濟(jì)性（推薦一次風(fēng)母管壓力7.5～9.0kPa，風(fēng)煤混合壓力7.0kPa）；煤質(zhì)變差時(shí)，要通過(guò)盡量降低一次風(fēng)管風(fēng)速，減少著火距離的方法來(lái)提高燃燒穩(wěn)定性，此時(shí)應(yīng)通過(guò)投入退出火嘴或增投磨煤機(jī)提高火嘴投入數(shù)量的方法來(lái)降低一次風(fēng)管風(fēng)速，在帶負(fù)荷困難的情況下需降低負(fù)荷，降低一次風(fēng)壓運(yùn)行，為防止堵一次風(fēng)管，建議風(fēng)煤混合壓力不低于4kPa運(yùn)行，且風(fēng)粉混合溫度推薦不低于80℃。

（2）加強(qiáng)爐膛溫度測(cè)量與火焰監(jiān)控。根據(jù)W火焰爐的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，分別在爐膛標(biāo)高18m、22m處，對(duì)前、后墻的左、右側(cè)看火孔區(qū)域的爐膛溫度和火焰分布情況進(jìn)行定時(shí)監(jiān)測(cè)，包括在不同的負(fù)荷、不同的磨煤機(jī)運(yùn)行方式、不同的配風(fēng)、不同的煤種等條件下對(duì)爐膛溫度進(jìn)行實(shí)地測(cè)量。通過(guò)長(zhǎng)期的監(jiān)測(cè)與運(yùn)行調(diào)整，基本掌握了W爐爐溫對(duì)燃燒的影響特性。監(jiān)測(cè)的四個(gè)區(qū)域溫度不得低于1200℃，低于1200℃，如不采取相應(yīng)的穩(wěn)燃措施，就很可能使燃燒惡化造成滅火。

（3）送風(fēng)量及二次風(fēng)擋板調(diào)控。在燃燒攸縣劣質(zhì)煤時(shí)為增強(qiáng)燃燒穩(wěn)定性，氧量維持在3%以?xún)?nèi)。合理配置二次風(fēng)，組織良好的爐內(nèi)空氣動(dòng)力場(chǎng)，對(duì)燃用攸縣劣質(zhì)煤時(shí)的穩(wěn)定燃燒起著至關(guān)重要的作用。運(yùn)行期間，針對(duì)劣質(zhì)煤著火性能差，帶負(fù)荷不起爐膛溫度低更不利于其燃燒，所以要盡可能的減少二次風(fēng)對(duì)火焰根部的影響，拱上部分的二次風(fēng)量分別由A、B擋板來(lái)控制，開(kāi)度一般控制為5%～10%。拱下垂直墻上的二次風(fēng)量分別由D、E、F擋板來(lái)控制，開(kāi)度分別控制為5%，5%～10%和20%～40%。B擋板開(kāi)度大小應(yīng)合適，開(kāi)得太小使火咀噴口得不到有效冷卻而燒壞，太大則煤粉氣流的剛性太大影響煤粉氣流的著火點(diǎn)，對(duì)形成W火焰燃燒方式形成和穩(wěn)定燃燒起到較大的干擾作用。D、E擋板對(duì)著火也有較大的影響，不可開(kāi)得過(guò)大，否則，一、二次風(fēng)過(guò)早混合，嚴(yán)重干擾火焰的正常行程，造成燃燒不穩(wěn)。在配風(fēng)時(shí)擋板的開(kāi)度應(yīng)遵循“中間大，二端小”的原則，以克服二次風(fēng)箱沿程壓力損失而造成的爐膛中間風(fēng)量不足的現(xiàn)象。

（4）燃燒器乏氣風(fēng)及消旋葉片的調(diào)控。調(diào)節(jié)燃燒器的乏氣風(fēng)擋板可控制燃燒器主噴口煤粉氣流的濃度及速度。若減小其開(kāi)度，經(jīng)乏氣風(fēng)管的乏一次風(fēng)量減少，則燃燒器主噴口處煤粉氣煤粉流濃度降低，速度增大，著火點(diǎn)將推后。燃用劣質(zhì)煤時(shí)，要將乏氣風(fēng)擋板適當(dāng)開(kāi)大，增加燃燒器主噴口煤粉濃度并降低其風(fēng)速，對(duì)于燃用煤粉的鍋爐而言，燃燒器噴口中的煤粉濃度直接影響著著火的穩(wěn)定性。煤粉濃度在一定的范圍內(nèi)，濃度越高，單位體積所需著火熱量越少，同時(shí)單位體積燃燒釋放熱量的強(qiáng)度增大，以利于煤粉的迅速著火；煤粉濃度的增大，使得煤中揮發(fā)份析出后其濃度增加，使著火點(diǎn)溫度降低，加速可燃物質(zhì)的著火。在燃用低揮發(fā)份的劣質(zhì)煤時(shí)盡可能提高燃燒器噴口煤粉濃度對(duì)的煤粉提前著火是非常有利的。但開(kāi)度過(guò)高有可能會(huì)影響到主噴口根部的燃燒（有擾動(dòng)），故推薦開(kāi)度50%～75%。

消旋葉片由調(diào)節(jié)桿和葉片組成。當(dāng)調(diào)節(jié)桿向上提升時(shí)，燃燒器噴口處的煤粉氣流旋轉(zhuǎn)強(qiáng)度增大，剛性降低，在爐內(nèi)噴身距離減小，煤粉氣流卷吸高溫?zé)煔獾哪芰訌?qiáng)，著火提前。燃用攸縣劣質(zhì)煤時(shí)，可通過(guò)提升消旋葉片來(lái)增強(qiáng)旋流強(qiáng)度，增強(qiáng)煤粉卷吸高溫?zé)煔獾哪芰?，更有利于煤粉的著火。其有效調(diào)節(jié)范圍在0～15格。（共27格,長(zhǎng)期燒劣質(zhì)煤的推薦位置10～12格）

（5）加強(qiáng)燃料管理和摻燒。株電來(lái)煤渠道十分繁雜，即便是本地攸縣煤，煤質(zhì)也極不穩(wěn)定，變化波動(dòng)范圍大，這對(duì)穩(wěn)燃極其不利。應(yīng)對(duì)來(lái)煤分堆存放，并對(duì)來(lái)煤取樣化驗(yàn)，掌握煤質(zhì)變化，提前做好燃燒調(diào)整操作準(zhǔn)備工作，這樣能有效的防止鍋爐滅火的發(fā)生。

同時(shí)通過(guò)摻混方式或摻燒方式來(lái)進(jìn)行配煤。摻燒方式推薦：通過(guò)均勻分布的方式進(jìn)行摻燒，因?yàn)锳B磨火嘴相互交叉，CD磨火嘴相互交叉（如下圖），可采用AC磨各弄一個(gè)原煤倉(cāng)上優(yōu)質(zhì)煤，BD磨上劣質(zhì)煤的方式（或反之）來(lái)進(jìn)行爐內(nèi)摻燒。

（6）煤粉細(xì)度調(diào)整。測(cè)試各分離器出口煤粉細(xì)度，通過(guò)下列方法對(duì)煤粉細(xì)度進(jìn)行調(diào)整，以便提高煤的著火特性：a、調(diào)整磨煤機(jī)分離器折向擋板開(kāi)度為30%。煤粉細(xì)度較粗時(shí)，關(guān)小分離器折向擋板。推薦煤粉細(xì)度R90為6%。b、定期清理磨煤機(jī)粗粉分離器和回粉管格柵，通過(guò)停磨開(kāi)分離器檢查和格柵檢查孔清理的方法清空雜物，保證分離器工作正常。c、保證鋼球裝載量：通過(guò)定期定量加鋼球的方法來(lái)保證磨煤機(jī)鋼球裝載量，確保磨煤機(jī)電流120～130A。保證制粉系統(tǒng)出力及磨煤機(jī)效率，也可提高煤粉細(xì)度。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)W型火焰鍋爐燃燒機(jī)理的探討和采取上述各面調(diào)整措施,使株洲電廠兩臺(tái)W型火焰鍋爐在燃用偏離設(shè)計(jì)煤種的劣質(zhì)煤時(shí)仍能達(dá)到長(zhǎng)時(shí)間脫油穩(wěn)燃，從而實(shí)現(xiàn)了從設(shè)計(jì)燃用劣質(zhì)煤最大比例不超過(guò)25%，到現(xiàn)在入爐煤中劣質(zhì)煤比例上升至75%仍然能確保鍋爐的燃燒穩(wěn)定和安全運(yùn)行。有效的緩解了近年來(lái)由于煤碳市場(chǎng)價(jià)格上漲給企業(yè)帶來(lái)的巨大的成本壓力。

[1]大唐華銀株洲發(fā)電有限公司.大唐華銀株洲發(fā)電有限公司310MW機(jī)組鍋爐運(yùn)行規(guī)程[Z].株洲：大唐華銀株洲發(fā)電有限公司，2005.

[2]孫超凡,李乃釗,楊華,等.W火焰鍋爐燃用劣質(zhì)無(wú)煙煤的穩(wěn)燃技術(shù)[J].動(dòng)力工程,2005.

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