褐煤摻燒的探索與實(shí)踐

魏雅冬

[關(guān)鍵詞]褐煤;探索;實(shí)踐

引 言

由于近幾年煤炭市場(chǎng)的不利形勢(shì)，我公司積極開展褐煤摻燒工作，爭(zhēng)取最大限度降低成本，提高企業(yè)盈利能力，公司提出采購部分劣質(zhì)煤、褐煤作為動(dòng)力燃料發(fā)電。入爐煤科學(xué)、合理的混配，既是保證機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行，又是保證經(jīng)濟(jì)指標(biāo)提升和全年生產(chǎn)任務(wù)完成的基礎(chǔ)，為了做好褐煤摻燒工作，我廠根據(jù)爐膛燃燒情況，進(jìn)行了燃燒調(diào)整試驗(yàn)及爐膛燃燒系統(tǒng)的改造工作，在此基礎(chǔ)上制定了科學(xué)合理的配煤摻燒方案，為摻燒褐煤提供參考依據(jù).

一、鍋爐設(shè)備及參數(shù)

我廠1、2號(hào)鍋爐均由哈鍋設(shè)計(jì)及制造，型號(hào)為HG-1025/17.5-YM36型，設(shè)計(jì)蒸發(fā)量為1025t/h，設(shè)計(jì)效率為93.579%。每臺(tái)鍋爐采用正壓直吹式制粉系統(tǒng)，五臺(tái)MPS170HP-II型中速磨煤機(jī)，爐膛四角布置角式煤粉燃燒器，切圓燃燒，燃燒器最大擺動(dòng)角度為±30°。在燃燒器一二層、二三層、四五層之間布置有三層機(jī)械霧化油槍，一層燃燒器設(shè)有微油點(diǎn)火裝置。設(shè)計(jì)工況下4臺(tái)磨煤機(jī)運(yùn)行，1臺(tái)磨煤機(jī)備用。燃用設(shè)計(jì)煤種MCR工況下消耗原煤：141.2t/h;爐膛截面熱負(fù)荷qa：4.667MW/m2;容積熱負(fù)荷qv：108.35KW/m3;燃燒器區(qū)域面積熱負(fù)荷qbw：1647kW/m2。

二、 褐煤性質(zhì)

褐煤，又名柴煤，是煤化程度最低的礦產(chǎn)煤。煤化程度介于泥炭和煙煤之間，棕黑色、無光澤的低級(jí)煤。褐煤水分大（>40%），揮發(fā)成分高（>40%），發(fā)熱量低（<12.56MJ/kg（3000Kcal/kg），含游離腐植酸?？諝庵幸罪L(fēng)化碎裂，燃點(diǎn)低（270℃左右）。化學(xué)反應(yīng)性強(qiáng)，不易儲(chǔ)存和遠(yuǎn)運(yùn)。儲(chǔ)存超過兩個(gè)月就易發(fā)火自燃，堆放高度不應(yīng)超過2m。主要用于發(fā)電廠的燃料，也可作化工原料、催化劑載體、吸附劑、凈化污水和回收金屬等。褐煤通常分為兩種：土狀褐煤（browncoal），質(zhì)地疏松而較軟;暗色褐煤（lignite），質(zhì)地致密而較硬?？芍苯佑米骷彝ト剂?、工業(yè)熱源燃料及發(fā)電的燃料，也可用作氣化、低溫干餾等的原料。

三、 摻燒褐煤對(duì)機(jī)組的影響

摻燒褐煤后，入爐煤質(zhì)遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)煤種，對(duì)鍋爐著火穩(wěn)定性有很大影響。由于褐煤揮發(fā)分高，水分高，灰分小，燃燒切圓不穩(wěn)定;同時(shí)燃用褐煤時(shí)，通常負(fù)荷都低，也會(huì)造成燃燒不穩(wěn)定現(xiàn)象，使燃燒工況惡化。

由于褐煤屬于高水分、高揮發(fā)分煤種，易燃燒，摻燒褐煤時(shí)，會(huì)使對(duì)應(yīng)噴燃器著火提前，造成燃燒器燒損。由于其灰熔點(diǎn)經(jīng)過測(cè)試在1050℃，具有較強(qiáng)結(jié)焦特性會(huì)使該噴燃器區(qū)域結(jié)焦嚴(yán)重，吸熱量減少，其他區(qū)域吸熱量增加，影響鍋爐水冷壁安全。褐煤屬于高揮發(fā)分、高水分褐煤，容易引發(fā)制粉系統(tǒng)爆炸;水分高特性容易造成制粉系統(tǒng)干燥出力不足，磨煤機(jī)出口溫度降低，粉管積粉堵塞引起積粉自燃;未堵塞粉管對(duì)應(yīng)的燃燒器出力增大，造成局部熱負(fù)荷過高，結(jié)焦加劇，形成惡性循環(huán)，影響鍋爐安全運(yùn)行。

摻燒褐煤對(duì)設(shè)備的運(yùn)行和維護(hù)也有很大的影響，使設(shè)備的運(yùn)行和維護(hù)周期變短。主要表現(xiàn)在制粉系統(tǒng)的連續(xù)長(zhǎng)周期運(yùn)行沒有停備時(shí)間、一次風(fēng)管磨損加劇、噴口附近有嚴(yán)重的燒損現(xiàn)象、受熱面磨損增大等方面，給機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行帶了一定困難。這些都是摻燒褐煤不可避免的問題，如何減少這些負(fù)面影響，這需要我們?cè)谂涿簱綗ぷ髦胁粩嗟赝诰蚝涂偨Y(jié)經(jīng)驗(yàn)。

四、解決方案

（一）想要保證燃燒穩(wěn)定安全，摻配混合的均勻性至關(guān)重要

配煤摻燒分兩種方式，爐前摻配和爐內(nèi)摻配。爐前摻配：是指不同煤種在卸煤或上煤過程中進(jìn)行混配，在進(jìn)入磨煤機(jī)前已基本混合均勻。爐內(nèi)摻配：是指兩種煤在不同磨煤機(jī)分別磨制后在爐內(nèi)燃燒過程中進(jìn)行混合，主要通過按煤種分倉上煤來實(shí)現(xiàn)。其優(yōu)缺點(diǎn)如下。

爐前摻配優(yōu)點(diǎn)：（1）摻配煤操作簡(jiǎn)單;（2）制粉系統(tǒng)安全性相對(duì)較高;（3）爐內(nèi)燃燒均衡。

缺點(diǎn)：（1）機(jī)組的熱態(tài)啟動(dòng)耗油量較高，不能進(jìn)行小油槍或等離子點(diǎn)火改造;（2）爐內(nèi)燃燒過程中存在“搶風(fēng)”現(xiàn)象，易造成燃燒不完全;（3）工作量較大。

爐內(nèi)摻配優(yōu)點(diǎn)：（1）機(jī)組運(yùn)行中有1臺(tái)或2臺(tái)磨煤機(jī)磨制煙煤，利于機(jī)組熱態(tài)啟動(dòng);（2）制粉系統(tǒng)煤粉細(xì)度、磨出口溫度可分別控制;（3）燃燒初期分別燃燒，不存在搶風(fēng)現(xiàn)象。

缺點(diǎn)：（1）分磨摻燒方式時(shí)，爐內(nèi)溫度場(chǎng)可能會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的不平衡現(xiàn)象，反而影響煤粉燃盡;影響火焰穩(wěn)定性;（2）當(dāng)摻配的煙煤揮發(fā)份較高時(shí)，制粉系統(tǒng)的安全性大大降低，因此必須做好防止制粉系統(tǒng)爆炸、自燃的措施。

（二）調(diào)整燃燒時(shí)按照如下原則進(jìn)行

（1）合理組合磨煤機(jī)運(yùn)行方式，采取鼓腰配風(fēng)、束腰配煤的燃燒方式。將中部的二次風(fēng)適當(dāng)?shù)拈_大、適當(dāng)減少中部給煤機(jī)給煤量。降低燃燒器區(qū)域溫度。

（3）通過風(fēng)量調(diào)整，降低火焰中心，達(dá)到降低爐膛出口煙溫的目的。

（3）爐上部燃燼風(fēng)盡量不開，以減少爐膛上部還原性氣體，減少爐膛結(jié)焦的概率。

（4）任何情況下不允許超參數(shù)運(yùn)行，經(jīng)常檢查漏風(fēng)情況。

（5）摻燒褐煤的磨煤機(jī)對(duì)應(yīng)一次風(fēng)噴口周界風(fēng)門開度不得低于30%。

（6）發(fā)現(xiàn)鍋爐結(jié)焦，根據(jù)負(fù)荷情況，值長(zhǎng)通知燃料更改配煤比，同時(shí)降低負(fù)荷運(yùn)行。

通過以上摻燒試驗(yàn)表明，采用分磨、隔層燃燒器爐內(nèi)混配運(yùn)行方式在防止?fàn)t內(nèi)結(jié)焦方面優(yōu)于爐外摻混方式，采用分磨摻混后，未發(fā)生嚴(yán)重結(jié)焦現(xiàn)象。并建議應(yīng)縮短磨煤機(jī)檢修周期。檢修時(shí)加強(qiáng)對(duì)磨輥、一次風(fēng)管道、分離器等內(nèi)部檢查。

結(jié) 語

挖掘自身潛力積極開展配煤工作，優(yōu)化燃煤結(jié)構(gòu)，確保配煤摻燒不影響發(fā)電任務(wù)的完成的前提下，降低燃料成本，力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)企業(yè)綜合效益最大化。