煤質(zhì)變動對鍋爐運行的影響及策略

李芳

【摘 要】煤質(zhì)變化會對鍋爐的運行產(chǎn)生影響，直接影響電廠運行的安全性與經(jīng)濟(jì)性。本文對火力電廠因煤質(zhì)變化而造成的對鍋爐運行的影響進(jìn)行了系統(tǒng)的分析，進(jìn)而總結(jié)出煤質(zhì)變化可能對鍋爐產(chǎn)生的多種影響，并提出解決策略，提高火電廠運行的安全性及經(jīng)濟(jì)性。

【關(guān)鍵詞】煤質(zhì)變動；鍋爐運行；影響及策略

0.引言

自從2004年，全國電廠用煤開始日趨緊張，電煤的供不應(yīng)求勢必導(dǎo)致電煤質(zhì)量嚴(yán)重偏離電廠鍋爐的設(shè)計值，更為嚴(yán)重的是煤質(zhì)的大幅變動。煤質(zhì)的大幅變動會導(dǎo)致電廠鍋爐運行偏離設(shè)計值。我所在單位現(xiàn)在所燒的煤種就與設(shè)計值存在較大偏差，所以研究煤制變動對鍋爐運行的影響及策略意義重大。

1.煤制變動對鍋爐運行的影響

1.1煤質(zhì)變化對制粉系統(tǒng)的影響

煤質(zhì)（發(fā)熱量、可磨性系數(shù)、水份和粘度等）發(fā)生變化時，磨煤機(jī)出力、煤粉細(xì)度、磨煤功耗、磨煤機(jī)磨損件壽命、石子煤量等也將相應(yīng)的發(fā)生變化，當(dāng)發(fā)熱量降低（可磨性系數(shù)不變）時，為保證鍋爐出力不變，磨煤機(jī)出力就要相應(yīng)增加，此時煤粉細(xì)度就會變粗。而當(dāng)可磨性系數(shù)降低時，要使磨煤機(jī)及煤粉細(xì)度保持不變，此時磨煤電耗勢必增加、磨煤機(jī)磨損件壽命將減少。

1.2對鍋爐出力的影響

當(dāng)煤質(zhì)變化影響到磨煤機(jī)出力。由于燃用煤質(zhì)的可磨性系數(shù)比設(shè)計煤質(zhì)的可磨性系數(shù)降低較多，當(dāng)煤質(zhì)的灰熔點降低、鍋爐出力不能達(dá)到額定出力，就會發(fā)生結(jié)渣或受熱面粘污的現(xiàn)象，使出力不能再提高或鍋爐不能長時間連續(xù)運行；當(dāng)煤質(zhì)變化使燃燒過程推遲、鍋爐出力未達(dá)到額定出力，過熱器或再熱器出現(xiàn)管壁超溫，使出力不能再增加；當(dāng)煤質(zhì)的揮發(fā)份變化較多時，鍋爐無油助燃最低穩(wěn)燃負(fù)荷（出力）與最大出力比例勢必發(fā)生變化。

1.3對鍋爐效率的影響

煤質(zhì)是電廠鍋爐設(shè)計的基礎(chǔ)，鍋爐只有在燃用接近設(shè)計值的煤種時，才能取得較好效益，大范圍改變煤種，其運行特性也將發(fā)生較大變化。某電廠鍋爐試驗結(jié)束后，煤質(zhì)化驗結(jié)果表明：燃用煤質(zhì)水份低于設(shè)計值較多，供煤方要求就水份變化對鍋爐效率的影響進(jìn)行修正，原因是：水份降低表面上使排煙損失降低（不考慮其它因素），但水份降低也會使制粉系統(tǒng)用熱風(fēng)量減少，調(diào)溫風(fēng)摻入較多，相同爐膛出口過?？諝庀禂?shù)時，通過空氣預(yù)熱器風(fēng)量減少，使排煙溫度升高，其結(jié)果又使排煙損失增加，而后者的影響大于前者。

1.4對空氣預(yù)熱器的影響

假設(shè)煤質(zhì)變化使灰的粘附性增高，就會降低空氣預(yù)熱器的傳熱效率，使排煙溫度升高，導(dǎo)致熱損失增加且降低鍋爐效率，使用高水份的煤時，要使一次風(fēng)溫度達(dá)到正常便會出現(xiàn)問題；又如：煤質(zhì)變化增加了含硫量，使酸露點溫度降低，就有可能加快空氣預(yù)熱器的低溫腐蝕速度。

1.5對鍋爐受熱面粘污的影響

受熱面粘污與煤灰的酸堿比、熔渣粘度、含鐵百分比、灰熔融溫度、煤的燒結(jié)強(qiáng)度和含鈉量等因素有關(guān)。煤種不同，其上述特征參量也將不同，設(shè)計鍋爐時，將根據(jù)設(shè)計煤質(zhì)的灰特性采取措施。比如：合理布置吹灰器，制定合理的吹灰時間間隔，以避免由于受熱面粘污而影響鍋爐運行的經(jīng)濟(jì)性。

1.6對鍋爐受熱面結(jié)渣的影響

結(jié)渣除與煤灰的熔點溫度、粘污性等有關(guān)外，也與爐內(nèi)空氣動力場、溫度水平等有密切關(guān)系，因此設(shè)計鍋爐時，將根據(jù)燃煤的灰特性，選擇鍋爐斷面、容積以及燃燒器區(qū)域壁面熱負(fù)荷。鍋爐斷面熱負(fù)荷及燃燒器區(qū)域壁面熱負(fù)荷選得大，有利于著火和燃燼，但容易結(jié)渣；選得小則反之。

1.7對鍋爐受熱面磨損的影響

鍋爐受熱面的磨損與灰的特性、溫度、煙氣流速和灰量有關(guān)。當(dāng)以低灰份（灰中堅硬物含量較少）的煤作為鍋爐的設(shè)計基準(zhǔn)煤種時，煙氣流速可以選得稍高，也需采用防磨措施，如將該鍋爐改燃用高灰份且灰中堅硬物質(zhì)含量較多的煤時，煙氣通道中灰量增加，同時對于多灰的煤為了燃燒完全又須增大供風(fēng)量，使煙速提高，將使受熱面磨損加快。

1.8其它影響

煤質(zhì)改變會影響進(jìn)入除塵器的飛灰量和除塵器運行中的煙氣環(huán)境，如煤質(zhì)改變使鍋爐排煙溫度升高較多，會改變進(jìn)入除塵器的煙氣流量和灰的比電阻值，也將影響除塵器的性能和引風(fēng)機(jī)的容量，如引鳳機(jī)的容量已達(dá)到了極限值，就必須更換或改進(jìn)風(fēng)機(jī)；有些煤質(zhì)變化對除塵器的影響通過在運行中改變振打和靜電電壓，可以基本消除，但也有些電廠因煤質(zhì)變化而使除塵器效率降低很多。

2.運行策略

2.1摻燒無煙煤時具體調(diào)整方案

（1）降低爐膛負(fù)壓。

（2）燃燒器傾角下調(diào)，通過將擺動式燃燒器傾角調(diào)低，使燃燒器出口火焰向下噴射，使煤粉多了個向下再向上的行程，從而使煤粉在爐膛中的停留時間延長。

（3）合理配煤，對高發(fā)熱量、高固定炭的燃煤（摻無煙煤較多的煤）原則上加倉在底層（即A或B層），這樣該煤粉就有較長的行程，也即使煤粉在爐膛中的停留時間延長。對高揮發(fā)份的煤，一般加倉在上層，由于揮發(fā)份高，易著火，火焰短，在較短的行程內(nèi)也能燃燼。

（4）合理配風(fēng)，采用燃料風(fēng)、輔助風(fēng)和燃燼風(fēng)組成分級送風(fēng)、分段燃燒方式。即將燃燒所需的空氣分兩個階段送入，使整個燃燒過程分為燃料過剩和空氣過剩兩個階段。即把86%的二次風(fēng)量（燃料風(fēng)、輔助風(fēng)）從主燃燒器送入，使煤粉在氧量不充分的條件下不完全燃燒，降低燃燒速度和爐膛溫度峰值，使溫度型NOx生成量減少。當(dāng)燃燒進(jìn)入第二階段—OFA（燃燼風(fēng)）噴嘴區(qū)域，由于有14%的二次風(fēng)量送入，未燃燼的可燃物在此區(qū)域可充分燃燒，但由于可燃物濃度大為減少，空氣過量，爐膛溫度不會在此區(qū)域提高很多，從而抑制了NOx的生成量。

2.2煤質(zhì)因季節(jié)變化而不穩(wěn)定時

（1）選煤分廠增設(shè)水洗車間，保證投料粒度在6.3mm～50mm之間，灰分含量不超過36%。

（2）雨季煤中水分較高，采取在貯煤廠中存煤脫水的辦法降低水分，然后在入爐前利用滾動篩篩分，用低壓蒸汽加熱篩滾，這樣，煤在加熱的情況下表面水分降低，附在其上的粉煤就能被清除。

2.3燃用高灰分煤種時

（1）制定防止鍋爐熄火方案。

建立煤質(zhì)提前預(yù)警機(jī)制，初步混煤方案，適當(dāng)降低煤粉細(xì)度。

（2）經(jīng)濟(jì)指標(biāo)惡化的對策。

針對制粉系統(tǒng)出力下降，制粉單耗上升的現(xiàn)狀，實施了磨煤機(jī)鋼球篩選制度，積極開展鍋爐小指標(biāo)勞動竟賽該項制度的實施，充分調(diào)動鍋爐主值班工的積極性有效控制并提高鍋爐運行經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)。

2.4燃用低揮發(fā)分煤種時

（1）進(jìn)煤、配煤、化驗把關(guān)。

（2）運行把關(guān)，運行人員加強(qiáng)了對煤質(zhì)變化信息的反饋。在鍋爐運行中，運行人員根據(jù)煤質(zhì)情況積極進(jìn)行燃燒調(diào)整。同時，將煤質(zhì)變化情況及時反饋到相關(guān)單位，最大限度地減少因煤質(zhì)問題造成的損失。

2.5煤質(zhì)變化幅度很大時

（1）杜絕低氧燃燒。

（2）嚴(yán)禁噴燃器缺角運行。

（3）更換超標(biāo)的水冷壁。

（4）對燃燒區(qū)域新更換的水冷壁進(jìn)行表面滲鋁防腐處理，對燃燒區(qū)原有的部分水冷壁進(jìn)行超音速電弧噴涂。

（5）安裝煤質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)，根據(jù)煤質(zhì)變化情況及時調(diào)節(jié)鍋爐的燃燒。

（6）加強(qiáng)對擺動式噴燃器的管理與維護(hù)，防止噴燃器擺角不同步而影響鍋爐燃燒。

（7）加強(qiáng)配煤管理，確保煤質(zhì)穩(wěn)定。

3.結(jié)束語

本文通過對煤質(zhì)變化對鍋爐運行的影響進(jìn)行了分析，并通過實際經(jīng)驗提出了解決策略。今后在工作中如果遇到燃燒煤種與設(shè)計煤種成分差別很大時嗎，可從調(diào)整運行、檢修方式、加強(qiáng)煤質(zhì)監(jiān)督管理的方面入手，提高鍋爐運行安全性與經(jīng)濟(jì)性。