鍋爐變煤種運(yùn)行的應(yīng)對措施及經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)

于子?xùn)| 王偉

[摘要]針對目前電煤市場的現(xiàn)狀，燃燒設(shè)計煤種是完全不可能的，取而代之的是一些偏離設(shè)計煤種的混煤。面對這種情況，許多發(fā)電廠都嘗試過改變設(shè)計煤種，選擇了性價比較合理的煤種來代替設(shè)計煤種。本文以電力公司變煤種運(yùn)行的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)淺談一下變煤種運(yùn)行的可行性以及變煤種運(yùn)行的應(yīng)對措施，把取得的變煤種運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)介紹給同行，達(dá)到互相學(xué)習(xí)的目的。

[關(guān)鍵詞]燃煤鍋爐；變煤種運(yùn)行；燃燒穩(wěn)定；應(yīng)對措施；經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)

前 言

近兩年來由于煤價的上漲給許多發(fā)電廠的經(jīng)營帶來困難，曾經(jīng)在一段時間內(nèi)出現(xiàn)了煤炭供應(yīng)不足或發(fā)電成本過高而被迫停機(jī)的情況，而勉強(qiáng)運(yùn)行的發(fā)電廠也面臨著發(fā)電虧損的局面。為此各個發(fā)電廠為了確保安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行都在尋找合適的、價格合理的煤源，從而導(dǎo)致了入爐的煤種繁多，鍋爐因煤質(zhì)頻繁變化而發(fā)生的各種不安全因素也日益增多，鍋爐的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行受到威脅，各種指標(biāo)和參數(shù)偏離了設(shè)計值，受熱面結(jié)焦、積灰、爆管等事故發(fā)生的頻率逐漸增多。為此針對以上情況根據(jù)我公司的經(jīng)驗(yàn)淺談一下鍋爐變煤種運(yùn)行的可行性以及運(yùn)行中應(yīng)采取的應(yīng)對措施。

一、變煤種運(yùn)行對鍋爐帶來的危害

如果設(shè)計燃燒煙煤的鍋爐改燒褐煤后，那么會導(dǎo)致以下后果：

由于褐煤的發(fā)熱量較低，制粉系統(tǒng)的出力不能滿足鍋爐帶滿負(fù)荷的要求，即機(jī)組達(dá)不到額定出力；

由于褐煤揮發(fā)分較高，煤粉在爐膛的燃燒速度加快，局部熱負(fù)荷過高，一次風(fēng)噴口和水冷壁容易出現(xiàn)結(jié)焦現(xiàn)象；結(jié)焦會進(jìn)一步導(dǎo)致鍋爐受熱面出現(xiàn)超溫和過熱，嚴(yán)重者會導(dǎo)致鍋爐停爐除焦、受熱面大面積爆管等現(xiàn)象；

如果是中間儲倉式制粉系統(tǒng)，煤粉倉溫度難以控制在正常范圍之內(nèi)，粉倉容易出現(xiàn)自然或著火現(xiàn)象；

由于煤的揮發(fā)分升高，停運(yùn)的制粉系統(tǒng)內(nèi)部如果存在積粉，則在通風(fēng)時容易導(dǎo)致煤粉爆炸。

因此，鍋爐變煤種運(yùn)行有一定的局限性，當(dāng)需要改變煤種時必須首先做各種煤比的摻燒試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)情況采取應(yīng)對措施，確保鍋爐安全運(yùn)行。

二、變煤種運(yùn)行的摻燒試驗(yàn)

褐煤與煙煤的摻燒比例為1：1。摻混后煤的低位發(fā)熱量為19MJ/kg，可燃基揮發(fā)分為41%左右。

第一階段：維持機(jī)組負(fù)荷在滿負(fù)荷進(jìn)行燃燒調(diào)整。將二次風(fēng)按照“倒塔式”配風(fēng)布置好，一、二次風(fēng)速分別保持在30米/秒和50米/秒左右。穩(wěn)定60分鐘后，根據(jù)氣溫的高低和減溫水量的多少來調(diào)整火焰中心。一般情況下氣溫比較高，減溫水用量比較大，在這種情況下首先采取減少上排增大下排火嘴的給粉量來降低火焰中心，保持低氧燃燒（3%左右），穩(wěn)定60分鐘后，如果減溫水總量減少了，排煙溫度下降了，而氣溫能維持在正常值，那么說調(diào)整達(dá)到目的了，否則繼續(xù)調(diào)整。

第二個階段：維持機(jī)組負(fù)荷70%。按照燃燒調(diào)整的原則，將負(fù)荷均勻地減到70%的額定負(fù)荷（此時配風(fēng)不變），一、二次風(fēng)速各減少3米/秒，觀察各項(xiàng)指標(biāo)和參數(shù)的變化情況后，如果發(fā)現(xiàn)氣溫下降、排煙溫度下降，而爐膛燃燒基本穩(wěn)定，那么把二次風(fēng)調(diào)整為“束腰式”配風(fēng)，煤粉細(xì)度保持不變，穩(wěn)定60分鐘后，如果氣溫上升到正常值，其他參數(shù)如排煙溫度、煙氣氧量、飛灰可燃物等沒有超出正常范圍，就不要調(diào)整了，這一階段試驗(yàn)主要以穩(wěn)定燃燒為主，為下一階段試驗(yàn)提供數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)。

第三個階段：維持機(jī)組50%的額定負(fù)荷。在本階段試驗(yàn)前，準(zhǔn)備好4支助燃油槍，以防鍋爐滅火。首先適當(dāng)減少風(fēng)量，保持煙氣氧量在3%左右，再按照自上而下的順序減少給粉量，當(dāng)負(fù)荷降至60%的額定負(fù)荷時穩(wěn)定1小時，就地觀察：爐膛及噴口有無結(jié)焦現(xiàn)象，著火距離是否合適（一般200—300mm左右），氣溫是否正常。如果氣溫偏低，將配風(fēng)方式改為“圓柱式”配風(fēng)，降低一、二次風(fēng)速（一般減少5米/秒左右），穩(wěn)定1小時后如果氣溫回升，那么再把負(fù)荷緩慢減至50%的額定負(fù)荷，保持氧量5%左右，氣溫能維持在533℃左右即可，觀察爐膛燃燒是否穩(wěn)定，著火距離維持在200mm左右，飛灰可燃物2%左右即可。如果達(dá)不到以上參數(shù)，可以再進(jìn)行燃燒調(diào)整，實(shí)在不行說明在這個負(fù)荷下不適應(yīng)，將負(fù)荷升高一些再進(jìn)行調(diào)整，直到滿意為止。在摻燒煙煤時，鍋爐的各項(xiàng)指標(biāo)比全燒褐煤時差一些，如果燃燒穩(wěn)定安全，各項(xiàng)指標(biāo)沒有大的偏離，那么就達(dá)到了摻燒的目的。

三、變煤種運(yùn)行的可行性及應(yīng)對措施

設(shè)計煤種為煙煤的鍋爐摻燒褐煤

1.磨煤機(jī)出口溫度保持在65℃以下；

2.保持粉倉溫度不超過60℃；

3.煤粉細(xì)度調(diào)整在R90=35%左右；

4.一次風(fēng)速滿負(fù)荷時大于35米/秒，適當(dāng)降低一次風(fēng)溫，保持噴口著火距離大于250mm，否則有可能燒壞噴口和造成鍋爐結(jié)焦；

5.每個周檢查清除制粉系統(tǒng)的積粉，制粉系統(tǒng)備用不能超過8小時，制粉系統(tǒng)停運(yùn)后通風(fēng)抽粉時間延長5-8分鐘；

6.制粉系統(tǒng)停運(yùn)后嚴(yán)格監(jiān)視內(nèi)部溫度變化情況，一旦發(fā)現(xiàn)有升高的跡象，立即投入蒸汽消防將整個系統(tǒng)充滿蒸汽，10分鐘后停止；

7.確保二次風(fēng)速大于一次風(fēng)速15米/秒以上，采用“倒塔式”配風(fēng)，盡量降低火焰中心，防止超溫和結(jié)焦；

8.停用一次風(fēng)管時要把存粉吹掃干凈，防止積粉自然而燒壞風(fēng)管。

四、摻燒的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)

鍋爐采取變煤種運(yùn)行是在電煤市場的影響下出現(xiàn)的現(xiàn)象，是各個發(fā)電廠不得已而采取的舉措。鍋爐都是按照某一個煤種進(jìn)行設(shè)計的，如果按照設(shè)計煤種運(yùn)行，那么鍋爐的安全性和效率也最高。但是經(jīng)過多次摻燒試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，有些鍋爐在實(shí)際運(yùn)行中適當(dāng)偏離設(shè)計煤種只要應(yīng)對措施得當(dāng)是可行的，因此經(jīng)過試驗(yàn)得到了以下經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，僅供同類機(jī)組參考：

設(shè)計煤種為煙煤的鍋爐摻燒褐煤時不能按照摻燒比例計算，必須用摻混后煤的發(fā)熱量和揮發(fā)分的多少來決定摻煤量，一般情況下?lián)交旌竺旱目扇蓟鶕]發(fā)分不超過38%，低位發(fā)熱量不低于19MJ/kg時比較安全。

在摻燒非設(shè)計煤種的燃煤時，如果負(fù)荷峰谷差較大，可以采用分層燃燒的辦法來達(dá)到高負(fù)荷能帶滿、低負(fù)荷燃燒穩(wěn)定的目的。但這種方法對燃料上煤的時間和負(fù)荷的變化要求比較高，否則一旦發(fā)生錯誤鍋爐有滅火的危險。

（編輯/惠霞）