燃褐煤鍋爐電站運(yùn)行應(yīng)對(duì)措施

摘 要：隨著電力需求的增加，優(yōu)質(zhì)煤炭資源的逐漸枯竭，傳統(tǒng)燃煤火力發(fā)電廠燃料成本不斷增加，使發(fā)電企業(yè)難以維持，主動(dòng)改變?nèi)剂腺|(zhì)量層次，從而減低燃料成本成為燃煤鍋爐電廠運(yùn)營(yíng)的首要問題?，F(xiàn)時(shí)燃褐煤鍋爐電站的數(shù)量一直處于不斷地上升當(dāng)中。加之褐煤的特性有別于其他煤炭，在沒有特別改造燃煤鍋爐的前提下，如果沒有正確的電站運(yùn)行應(yīng)對(duì)措施，則將會(huì)影響到電站涉及煤炭燃料系統(tǒng)的正常運(yùn)行，導(dǎo)致整個(gè)電力發(fā)電廠的生產(chǎn)效益有所下降。因此，正確地針對(duì)燃褐煤鍋爐電站運(yùn)行采取有效應(yīng)對(duì)措施顯得十分重要。文章簡(jiǎn)單論述了燃褐煤鍋爐常見注意事項(xiàng)，淺入分析了燃褐煤鍋爐電站運(yùn)行關(guān)鍵應(yīng)對(duì)措施，希望能夠?qū)θ己置哄仩t電站的運(yùn)行提供有效的參考。

關(guān)鍵詞：褐煤；鍋爐運(yùn)行；結(jié)焦；運(yùn)行應(yīng)對(duì)措施

引言

褐煤，又名柴煤（英文：Lignite（coal）；brown coal；wood coal），是煤化程度最低的礦產(chǎn)煤。一種介于泥炭與瀝青煤之間的棕黑色、無光澤的低級(jí)煤。質(zhì)量指標(biāo)隨井下采面條件而變化，存在一定的不確定性?；瘜W(xué)反應(yīng)性強(qiáng)，在空氣中容易風(fēng)化，不易儲(chǔ)存和運(yùn)輸。但是由于優(yōu)質(zhì)煤炭資源有限，褐煤已成為我國(guó)主要使用的煤且分布廣，約占全國(guó)煤炭總資源量的13%。所以說，要在充分考慮到褐煤特性的基礎(chǔ)之上，來逐漸優(yōu)化鍋爐燃燒調(diào)整，著手于褐煤的運(yùn)輸、儲(chǔ)存、提質(zhì)以及燃燒，燃后排放等方面，對(duì)整個(gè)電站發(fā)電燃燒流程進(jìn)行監(jiān)控，為電力發(fā)電廠鍋爐燃褐煤提供有效的建議，最大限度的發(fā)揮各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的功效，保證電力發(fā)電廠的正常運(yùn)行。

1 褐煤的物理特性

褐煤多呈褐色或褐黑色且富含揮發(fā)份，所以易于燃燒并冒煙。含碳量60%～77%，密度約為1.1-1.2，揮發(fā)成分大于40%。無膠質(zhì)層厚度。恒濕無灰基高位發(fā)熱量約為23.0-27.2兆焦/公斤（5500-6500千卡/公斤）。缺點(diǎn)是水分高、熱值低、易風(fēng)化碎裂、易自燃。根據(jù)產(chǎn)地的不同所產(chǎn)的褐煤質(zhì)量有所差異，優(yōu)質(zhì)褐煤具有低硫、低磷、高揮發(fā)分、高灰熔點(diǎn)的“兩高兩低”顯著特點(diǎn)。但大部分產(chǎn)區(qū)褐煤存在灰熔點(diǎn)較低的現(xiàn)象。

2 褐煤燃燒發(fā)電流程關(guān)鍵技術(shù)措施

2.1 褐煤的運(yùn)輸

褐煤水分大（15-60%），褐煤由于其含有較多的水分，且易自燃，會(huì)增加運(yùn)輸和儲(chǔ)存成本，因此很少在市場(chǎng)流通。一般會(huì)在褐煤礦附近建設(shè)發(fā)電廠，直接做燃料消耗。使用交通工具運(yùn)輸過程中往往通過加濕或壓實(shí)加蓋避免自燃或揮發(fā)。由于運(yùn)輸成本的影響多用于短途運(yùn)送，沿海地區(qū)以海運(yùn)為主。

2.2 褐煤的儲(chǔ)存

揮發(fā)成分高（>40%），含游離腐植酸?？諝庵幸罪L(fēng)化碎裂，燃點(diǎn)低（270°左右）。由于褐煤受自身揮發(fā)成分含量高，揮發(fā)性強(qiáng)的特性所限，儲(chǔ)存超過兩個(gè)月就易發(fā)生自燃，儲(chǔ)存期間應(yīng)加強(qiáng)巡視，及時(shí)發(fā)現(xiàn)自燃點(diǎn)并加以控制，常用加濕噴淋、推煤機(jī)整理夯實(shí)等手段。必要時(shí)可加以帆布加蓋以免風(fēng)吹揮發(fā)流失。儲(chǔ)存時(shí)間不宜過長(zhǎng)，應(yīng)以“先存先用”原則避免停儲(chǔ)時(shí)間過長(zhǎng)，堆放高度不宜超過兩米。

2.3 褐煤的提質(zhì)

大部分褐煤的燃燒值低，在3000大卡或以下。國(guó)內(nèi)外最新的發(fā)展技術(shù)是褐煤干燥，能夠?qū)⑵淙紵堤岣叩?800甚至6000大卡。因此褐煤脫水工藝尤為重要，有條件的電站可增設(shè)褐煤脫水設(shè)備，褐煤脫水工藝通?？梢苑譃檎舭l(fā)干燥和非蒸發(fā)脫水兩類：蒸發(fā)干燥以轉(zhuǎn)筒蒸汽加熱蒸發(fā)為主，轉(zhuǎn)筒干燥的核心是一個(gè)略帶傾斜并能回轉(zhuǎn)的圓筒體，筒體的傾斜度可以調(diào)節(jié)，范圍一般為2°～10°；按照濕物料和熱載體的非直接接觸方式，工業(yè)中開發(fā)利用的褐煤轉(zhuǎn)筒干燥裝置主要有直接加熱轉(zhuǎn)筒干燥器、回轉(zhuǎn)管式干燥器和蒸汽管間接加熱轉(zhuǎn)筒干燥器。如神華國(guó)華（印尼）南蘇發(fā)電有限公司的煤干燥裝置為滾筒蒸發(fā)干燥裝置。非蒸發(fā)脫水以氣流干燥技術(shù)為主：即以空氣為干燥介質(zhì)的褐煤烘干機(jī)在引風(fēng)機(jī)的作用下與熱源行成對(duì)流加熱方式，使褐煤與高濕負(fù)壓進(jìn)入烘干機(jī)內(nèi)進(jìn)行傳質(zhì)、傳熱交換。濕褐煤以攪動(dòng)分散粉碎褐煤的運(yùn)行方式緩緩振動(dòng)向前移動(dòng)并排出烘干滾筒，完成干燥褐煤過程。

褐煤提質(zhì)后大大提升其燃燒值，減少因煤濕所帶來的輸煤堵煤現(xiàn)象，同時(shí)增加鍋爐效率，減小發(fā)電能耗，但值得注意的是必須對(duì)干燥后的褐煤濕度加以控制，輸煤系統(tǒng)的除塵設(shè)備應(yīng)加強(qiáng)維護(hù)，輸煤系統(tǒng)沿線應(yīng)定期清洗，避免褐煤輸送過程中過于干燥引起粉塵飛揚(yáng)、散落堆積，容易發(fā)生自燃、粉塵爆炸事故。

2.4 褐煤燃燒控制

褐煤燃燒流程中容易發(fā)生因熱風(fēng)溫度控制不當(dāng)造成煤粉提前于磨煤機(jī)內(nèi)或煤粉管內(nèi)燃燒；由于灰熔點(diǎn)低的特性也容易造成燃燒器、水冷壁掛焦結(jié)焦等現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)影響爐膛安全被迫停爐，危害制粉、除渣設(shè)備。著重安全管理，采取合理技術(shù)調(diào)整手段，優(yōu)化鍋爐燃燒調(diào)整，針對(duì)燃燒器、水冷壁掛焦、煤粉提前燃燒等問題存在以下應(yīng)對(duì)措施：

（1）化驗(yàn)入爐煤質(zhì)，確認(rèn)燃用煤種是否是易結(jié)焦煤種?；?yàn)入爐煤粉細(xì)度，確定因煤種變化而進(jìn)行相應(yīng)調(diào)節(jié)，煤質(zhì)發(fā)熱量過低有可能導(dǎo)致結(jié)渣，因此重視煤質(zhì)化驗(yàn)工作能對(duì)鍋爐燃燒調(diào)整起到一定輔助作用，警醒鍋爐運(yùn)行人員做好應(yīng)對(duì)措施。

（2）鍋爐人工除焦。（適用于方便人工除焦部位）因?yàn)榻Y(jié)焦不僅會(huì)降低鍋爐性能。一旦發(fā)生結(jié)焦，其程度將會(huì)越來越嚴(yán)重。所以在結(jié)焦中期可通過人工觀察焦塊的形成并進(jìn)行定點(diǎn)清除。

（3）提高一次風(fēng)速（風(fēng)壓）及降低磨煤機(jī)出口溫度。適當(dāng)提高一次風(fēng)速可以減輕燃燒器附近的掛焦。提高一次風(fēng)速可推遲煤粉的著火，可使著火點(diǎn)離燃燒器更遠(yuǎn)，火焰高溫區(qū)也相應(yīng)推移到爐膛中心，可以避免噴口附近掛焦。另外，提高一次風(fēng)速還可以增加一次風(fēng)射流的剛性，減少由于射流的偏轉(zhuǎn)，避免一次風(fēng)氣流直接沖刷壁面而產(chǎn)生掛焦。降低磨煤機(jī)出口溫度也可降低燃燒器根部溫度，使煤粉著火延時(shí)。磨煤機(jī)出口溫度隨著煤質(zhì)的不同還可進(jìn)行不同的調(diào)節(jié)。同時(shí)亦可避免煤粉過早在磨煤機(jī)及煤粉管內(nèi)發(fā)生燃燒現(xiàn)象。

（4）隨著磨煤機(jī)負(fù)荷的增大，開大投運(yùn)的磨煤機(jī)煤層的周界風(fēng)也可提高煤粉氣流的剛性，推遲著火點(diǎn)位置。還可降低燃燒器根部溫度，防止燃燒器噴口結(jié)焦和燒壞燃燒器噴口。

（5）組織合理的切圓燃燒，保證切圓運(yùn)行不偏斜、氣流不擦墻。運(yùn)行中應(yīng)控制左右側(cè)二次風(fēng)大風(fēng)箱差壓相同，并隨著鍋爐負(fù)荷的變化進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。

（6）合理調(diào)整一、二次風(fēng)量及風(fēng)煤比，使鍋爐運(yùn)行時(shí)保持適當(dāng)?shù)难趿?，抑制還原氣體的生成，降低結(jié)焦性。若鍋爐運(yùn)行中配風(fēng)不合理或風(fēng)量不足，氧量低，會(huì)使?fàn)t內(nèi)產(chǎn)生還原性氣體，鍋爐結(jié)焦性增強(qiáng)。在燃用低灰熔點(diǎn)煤種時(shí)，應(yīng)增加鍋爐送風(fēng)量，達(dá)到降低爐膛溫度、爐內(nèi)富氧燃燒、抑制還原氣體的生成。

（7）可通過負(fù)荷變動(dòng)等手段使?fàn)t內(nèi)焦塊自然脫落。發(fā)現(xiàn)鍋爐結(jié)焦相對(duì)嚴(yán)重時(shí)，可以通過值長(zhǎng)聯(lián)系調(diào)度并在允許的情況下進(jìn)行升降負(fù)荷，進(jìn)行輔助除焦，但是在降負(fù)荷時(shí)應(yīng)做好防止鍋爐掉焦滅火的事故預(yù)想。

（8）鍋爐受熱面上的積灰容易導(dǎo)致結(jié)焦。所以需加強(qiáng)日常吹灰定期工作，有效抑制積灰的形成從而避免結(jié)焦發(fā)生。

（9）對(duì)使用時(shí)間過長(zhǎng)的鍋爐需檢查動(dòng)力場(chǎng)情況，定期進(jìn)行爐內(nèi)空氣動(dòng)力場(chǎng)試驗(yàn)，模擬鍋爐大負(fù)荷運(yùn)行時(shí)配風(fēng)，檢測(cè)四角風(fēng)量是否均勻，是否存有刷壁現(xiàn)象。

綜上所述，燃褐煤電站數(shù)量的增多使褐煤應(yīng)用得到有效的推廣，電力發(fā)電廠褐煤使用技術(shù)日益成熟。在電力發(fā)電廠褐煤進(jìn)行燃燒的過程中，要從安全、有效的實(shí)際使用過程出發(fā)，設(shè)置出具有自身特色的合理應(yīng)對(duì)措施，并嚴(yán)格執(zhí)行，使得燃褐煤鍋爐運(yùn)行得到有效、穩(wěn)定的安全保障。

參考文獻(xiàn)

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[2]徐國(guó)璋.中國(guó)電力百科全書[M].中國(guó)電力出版社.

作者簡(jiǎn)介：何文鋒（1982-），男，廣東中山人，中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)廣東火電工程有限公司，熱能動(dòng)力工程師。