大型燃煤機(jī)組燃燒劣質(zhì)煤的經(jīng)濟(jì)性調(diào)整措施

屈廣順

【摘 要】介紹大唐七臺河發(fā)電有限責(zé)任公司在市場電力煤供應(yīng)緊張，入爐煤煤種多變狀況下，為降低發(fā)電成本，不斷加大劣質(zhì)煤的摻燒量的基礎(chǔ)上，摸索總結(jié)出劣質(zhì)煤摻燒比大情況下的經(jīng)濟(jì)調(diào)整措施。來保證發(fā)電機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

【關(guān)鍵詞】劣質(zhì)煤；燃燒；調(diào)整

0.前言

隨著煤炭供應(yīng)的日趨緊張，發(fā)電企業(yè)電煤供應(yīng)日趨多元化、電煤質(zhì)量波動幅度增大、煤種雜、入爐煤質(zhì)控制難度加大，引發(fā)設(shè)備缺陷明顯增多。我公司入爐煤質(zhì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)偏離設(shè)計(jì)煤種，鍋爐燃燒的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性受到威脅，主要表現(xiàn)在鍋爐效率有明顯的了降低；受熱面的磨損加劇，受熱面超溫爆管，影響電除塵的正常運(yùn)行，同時(shí)對脫硫系統(tǒng)的安全運(yùn)行也產(chǎn)生較大危害。

1.煤質(zhì)變化對鍋爐運(yùn)行的影響

一般情況下，鍋爐應(yīng)盡可能燃用接近設(shè)計(jì)煤種的煤，以確保燃燒穩(wěn)定及各參數(shù)在正常范圍內(nèi)運(yùn)行。但近年來，由于電煤資源的供需平衡遭到破壞，促使發(fā)電企業(yè)電煤供應(yīng)日趨多元化，電煤質(zhì)量波動幅度增大，入爐煤質(zhì)控制難度加大，從而對鍋爐的穩(wěn)定燃燒和運(yùn)行安全造成了很大影響，主要如下：

1.1出力受限

煤質(zhì)變化可能會造成機(jī)組某些輔助設(shè)備不能滿負(fù)荷運(yùn)行，而限制鍋爐出力。如煤的灰份改變，使煤的結(jié)焦性和積灰性增加，而引起爐膛結(jié)焦和受熱面積灰；煤的水份和可磨性指數(shù)變化使得磨煤機(jī)達(dá)不到額定出力；煤的灰分增加可能使除塵效果受限。脫硫系統(tǒng)脫硫能力受到制約。煤質(zhì)變差會導(dǎo)致磨煤機(jī)、送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)出力超限。而且還可能帶來鍋爐燃燒不穩(wěn)、滅火、受熱面磨損加劇和帶不上負(fù)荷等問題。

1.2煤質(zhì)趨劣使電廠煤耗和廠用電率上升

煤質(zhì)趨劣使鍋爐燃燒不穩(wěn)，導(dǎo)致鍋爐機(jī)械不完全燃燒損失增大，排煙溫度和燃燒的過?？諝庠黾佑謱?dǎo)致排煙熱損失增大，鍋爐效率下降，發(fā)電煤耗升高。鍋爐燃用劣質(zhì)煤量增加，往往需要投油助燃，又增加了燃油消耗。劣質(zhì)煤灰分高，發(fā)熱量低，鍋爐達(dá)到同等出力時(shí)需要的煤量增加，導(dǎo)致制粉系統(tǒng)、除灰、輸灰和送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)等轉(zhuǎn)機(jī)電耗增加，廠用電率升高。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表明，入爐平均低位發(fā)熱量下降1MJ/Kg，廠用電率將提高0.5%。

1.3煤質(zhì)趨劣導(dǎo)致設(shè)備可靠性降低

劣質(zhì)煤灰分高，著火燃燒性能差，易造成鍋爐燃燒不穩(wěn)和滅火。而灰分高易導(dǎo)致鍋爐受熱面磨損加快，同時(shí)高灰分燃煤使?fàn)t膛火焰中心上移，造成過熱器和再熱器超溫爆管。并加大減溫水量，進(jìn)而又降低了機(jī)組熱效率。

1.4煤質(zhì)下降增加了檢修和改造費(fèi)用

由于煤質(zhì)下降使鍋爐部件及輔機(jī)的磨損和腐蝕加劇。導(dǎo)致頻繁性的設(shè)備故障及臨時(shí)性的檢修，使電廠損失大量的電量并使檢修費(fèi)用較大幅度上升。燃用劣質(zhì)煤增加了鍋爐從輸煤到出灰整個(gè)流程中各部件的負(fù)荷，將會使鍋爐受熱面、空預(yù)器的尾部煙道、電除塵、以及制粉系統(tǒng)設(shè)備的磨損量增大。并使送風(fēng)機(jī)阻力增大；灰份的增加，還將影響到除塵器了除塵效果，使電除系統(tǒng)及排灰系統(tǒng)運(yùn)行壓力加大，導(dǎo)致大修間隔縮短及設(shè)備部件壽命縮短，使檢修費(fèi)用上升，并且大量的更新改造也將耗費(fèi)大量資金。統(tǒng)計(jì)資料顯示，平均灰份若從20%上升到33%，鍋爐強(qiáng)迫停運(yùn)率將從2%，上升到6.3%。

1.5當(dāng)燃煤煤質(zhì)含硫量大時(shí)，易引起水冷壁的高溫腐蝕，以及鍋爐尾部煙道、空預(yù)器蓄熱元件、電除塵器內(nèi)部的低溫腐蝕。

2.針對以上加大劣質(zhì)摻燒量后分析提出以下調(diào)整措施

2.1合理的風(fēng)煤配比

保持最佳的過量空氣量，即保持合理的爐膛出口氧量，一般爐膛出口氧量表在省煤器后，但受安裝條件等因素的影響，目前較多新建電廠的爐膛出口氧量表均以空預(yù)器入口表計(jì)做為監(jiān)視過量空氣量表計(jì)，受爐膛及煙道漏風(fēng)的影響，最佳的過量空氣系統(tǒng)要有所修正。在不同的鍋爐，不同的負(fù)荷段，應(yīng)保持不同的氧量值，以維持爐內(nèi)過剩空氣系統(tǒng)在1.23左右。一般要求，300MW-450MM負(fù)荷段控制氧量在3.3-3.5%，450MW-500MW負(fù)荷段控制氧量在2.8-3.2%，大于500MW要求空預(yù)器入口氧量控制在2.6-3%之間。

2.2合理的煤粉細(xì)度

一般來說，燃用劣質(zhì)煤量的增加，使入爐煤的發(fā)熱量降低，灰分增大，煤的可磨性系數(shù)變小，磨煤機(jī)磨損件磨損加快，煤粉細(xì)度變粗。為保證鍋爐出力不變，燃煤量增加，磨煤機(jī)出力就要增加，甚至增加運(yùn)行磨煤機(jī)臺數(shù)。為此，要不定期進(jìn)行煤粉細(xì)度的跟蹤化驗(yàn)監(jiān)督，保證煤粉細(xì)度在20%左右，煤粉越細(xì)，單位質(zhì)量的煤粉表面積越大，加熱升溫越短，燃燒越充分，飛灰可燃物越低。但煤粉過細(xì)，又會使得制粉電耗、風(fēng)機(jī)單耗、磨煤機(jī)磨損增加，因此要綜合考慮制粉電耗和機(jī)械不完全燃燒損失，尋求最佳煤粉細(xì)度，使這兩項(xiàng)損失之各達(dá)到最小，另外煤粉顆粒的均勻性越高，飛灰可燃物也會相對減少。以提高鍋爐熱效率。

2.3合理的一次風(fēng)速

對于煤粉鍋爐燃燒而言，一次風(fēng)中的煤粉濃度直接影響著火的穩(wěn)定性，煤粉濃度在一定的范圍內(nèi)，高的煤粉濃度可以使單位體積燃燒釋放熱量的強(qiáng)度增大，單位容積內(nèi)輻射粒子數(shù)量增加，風(fēng)粉氣流的黑度增加，有利于迅速吸收爐膛輻射熱量，以利于著火，煤粉濃度的增加，促進(jìn)了可燃物的著火。資料統(tǒng)計(jì)，在一定的范圍內(nèi)煤粉著火的最低爐溫隨煤粉濃度下增加而降低。煤粉濃度的增加對高灰分低揮發(fā)分的劣質(zhì)煤的著火是有利的，但較高的一次風(fēng)速和一次風(fēng)率對燃燒極為不利，因?yàn)橐淮物L(fēng)量大會增加所需的著火熱，造成延遲，燃燒火焰上移，因此通過摸索后總結(jié)出，在總煤量小于280t/h的工況下，要求一次負(fù)率為18%，風(fēng)煤配比為（1.9-2.2比1）。在總煤量大于280t/h工況下，要求一次風(fēng)煤比為（2.3比1）但不允許大于2.5比1，因?yàn)檩^大的一次風(fēng)量還會使其中大顆粒的煤粉因其動能過大而穿過燃燒區(qū)，不能燃燼，引起飛灰可燃物增加。

2.4合理的爐膛負(fù)壓

目前，電站鍋爐基本上采用微負(fù)壓運(yùn)行，但基于燃用大量摻燒劣質(zhì)煤后，灰量增加量很大，如果爐膛負(fù)壓偏小，將造成水平煙道大量積灰，形成煙氣走廊，影響兩側(cè)煙溫偏差增大，和局部的受熱面超溫。以及減溫水量的大幅增加。因此要求在煤質(zhì)差，負(fù)荷大于50%的工況下，將爐膛負(fù)壓設(shè)定值設(shè)定為-100pa，來提高煙氣流速。同時(shí)要加強(qiáng)對干式除灰罐灰位的監(jiān)督，加大氣力除灰的運(yùn)行監(jiān)督和管理。防止除灰系統(tǒng)運(yùn)行過載。

2.5合理的過?？諝庀禂?shù)

燃用劣質(zhì)煤后，灰分含量加大，煤粉燃燼時(shí)間需加長，但爐膛高度及深度不變。煙速不變的情況下，若過?？諝庀禂?shù)較小，則煤粉在貧氧條件下燃燒，煤粉的燃燼將更差，造成爐膛出口處的飛灰可燃物大大升高，適當(dāng)提高爐膛過?？諝庀禂?shù)可改變此時(shí)的燃燒工況條件，因此要求爐膛過?？諝庀禂?shù)在燃用劣質(zhì)煤時(shí)可將過?？諝庀禂?shù)適當(dāng)提高到1.25%左右。但對送風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)單耗產(chǎn)生一定向上的影響。

3.總結(jié)

當(dāng)前形式下，煤炭供應(yīng)的日趨緊張，電煤供應(yīng)日趨多元化，各火力發(fā)電廠對劣質(zhì)煤的摻燒量都將不斷加大，提高劣質(zhì)煤的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)調(diào)整是各電廠所必須的，在保證安全運(yùn)行的基礎(chǔ)上，通過各種合理的調(diào)整方式保證機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行是節(jié)能減排的突破口之一。

在能源日益緊張燃料價(jià)格不斷上漲的情況下，發(fā)電廠的配煤摻燒工作是在以后相當(dāng)長時(shí)期是之關(guān)重要的。為保證火力發(fā)電企業(yè)的運(yùn)行安全，只有不斷總結(jié)劣質(zhì)煤燃燒中的問題，并不斷總結(jié)更為合理的調(diào)整方案，才能保證最大的安全與經(jīng)濟(jì)雙重效益。 [科]