發(fā)電廠燃用印尼煤常見問題與防范措施

摘要：印尼煤具有熱值低、灰熔點低、水分高、揮發(fā)份高的特點。電廠鍋爐燃用印尼煤易出現(xiàn)結焦、堵磨等問題?，F(xiàn)分析了印尼煤煤質(zhì)特點與鍋爐不良運行狀況之間的聯(lián)系，并以電廠300 MW機組煤粉爐為例，介紹了電廠鍋爐燃用印尼煤的常見問題與防范措施。

關鍵詞：印尼煤;燃煤電廠;鍋爐燃燒;堵磨;結焦

0 引言

近年來由于動力煤價格上漲，燃煤電廠的成本也隨之上升。以經(jīng)濟煤種替代部分設計煤種成為眾多燃煤電廠降低運營成本、保障動力煤供應的有效措施。其中，印尼煤價格低，產(chǎn)量穩(wěn)定，有望成為電廠配煤摻燒主要經(jīng)濟煤種。

1 印尼煤煤質(zhì)特點

印尼煤埋藏于地下淺層，開采成本低，且通過海路運輸，因而采購價格較低，成為沙角A電廠設計煤種之外的經(jīng)濟煤種。表1為該電廠在2018年5月—2020年3月采購的印尼煤和其他煤種的煤質(zhì)平均值。

從表1可知，印尼煤相較于其他煤種，煤質(zhì)上具有熱值低、硫分低、水分高、灰分低、灰熔點低的顯著特點，其他特點還包括揮發(fā)份高、固定碳較低。其中，硫分和灰分低是優(yōu)點，而熱值低、灰熔點低、水分高則是印尼煤顯著的缺點。

2 燃用印尼煤的常見問題

印尼煤的熱值低，機組在相同負荷下燃料量增大，磨煤機容易出現(xiàn)電機電流大、電機軸斷銷等故障。機組投入AGC運行時，在大幅增加負荷過程中，因印尼煤達不到設計煤種熱值，快速自動加煤容易造成堵磨情況。如果所有煤倉中印尼煤比例過高，機組負荷達不到電網(wǎng)系統(tǒng)頂峰要求，可能需要向中調(diào)申請降負荷。

印尼煤的水分高，容易造成煤倉的下煤管落煤不連續(xù)，引起采用直吹制粉系統(tǒng)的鍋爐負荷波動。如果煤倉下煤管堵塞，需減負荷倒換制粉系統(tǒng)。因煤質(zhì)水分高，原煤在進入磨煤機后需要長時間烘干，才能形成煤粉吹出。但較長的烘干時間，加上自身水分，印尼煤將被壓實。在舊的煤層未被烘干吹出磨煤機又有新煤補充時，將出現(xiàn)堵磨問題。

提高熱風溫度能克服一般高水分煤種的易堵磨問題。但印尼煤同時具有揮發(fā)份高的特點，在磨煤機內(nèi)揮發(fā)份與高溫空氣接觸可能引起爆炸。高揮發(fā)份限制了磨煤機熱風溫度，無法有效縮短印尼煤在磨煤機內(nèi)的停留時間?？傊?，水分高加上揮發(fā)份高，造成印尼煤容易堵磨。

印尼煤的灰熔點低，鍋爐燃用時易結焦。噴燃器出口和過熱器管屏是爐膛主要的結焦位置。其中，過熱器結焦易造成過熱器管壁超溫，危及鍋爐的運行安全。結焦粘連飛灰形成大塊爐渣，其掉落可損壞爐底水冷壁或排渣裝置。一旦爐渣堵塞底部排渣口，只能申請停爐。

印尼煤的揮發(fā)份高，在磨煤機重新啟動時，熱風使煤粉析出揮發(fā)份，容易引起磨煤機爆炸。揮發(fā)份高雖有助于提高煤粉進入爐膛后著火的速度，縮短燃盡時間，但也會引起噴燃器回火，加快噴燃器出口結焦，甚至燒壞噴燃器出口。

揮發(fā)份高不利于印尼煤的儲存。印尼煤容易自燃，可能損壞傳送帶，燒毀煤倉等設備。印尼煤自燃一方面降低熱值，另一方面由于輸煤過程不能存有火種，一旦自燃只能用水澆滅，增加了印尼煤的水分。印尼煤表面容易發(fā)生氧化，隨著堆放時間增加熱值減少較明顯。

3 燃用印尼煤采取的措施

3.1? ? 配煤摻燒

配煤摻燒利用其他煤種改善印尼煤煤質(zhì)，是燃用印尼煤的重要措施。印尼煤與其他高熱值煤種進行摻燒能夠降低磨煤機負載，保障鍋爐出力，同時改善燃燒狀況，減少結焦。

配煤摻燒需要根據(jù)存煤煤質(zhì)煤量、計劃負荷曲線、制粉系統(tǒng)出力、是否進入保電期等因素配煤入倉。配煤摻燒通常分為爐前預混摻燒和爐內(nèi)分層摻燒。該電廠300 MW機組煤粉爐采用直吹制粉系統(tǒng)，各套制粉系統(tǒng)有獨立的原煤倉、磨煤機和位于爐膛內(nèi)同一層的燃燒器，因此，能夠同時采用爐前預混和爐內(nèi)分層兩種配煤摻燒方式。

爐前預混摻燒可在煤場中預混原煤，預混均勻程度較差，也可通過皮帶運輸過程進行預混，其預混均勻程度好但操作較為復雜。爐內(nèi)分層摻燒通過不同燃燒層噴入不同種類煤粉實現(xiàn)。由于混合過程在爐內(nèi)不同燃燒層，摻燒效果較差。兩種摻燒方法可單獨或共同使用。燃用印尼煤時應優(yōu)先保障最底層制粉系統(tǒng)的煤質(zhì)，穩(wěn)定爐膛整體燃燒工況。配煤摻燒要結合采購煤種、機組計劃負荷、磨煤機出力等因素進行綜合調(diào)整。

3.2? ? 制粉系統(tǒng)倒換

采用定期倒換備用制粉系統(tǒng)的方法，能夠減少燃用印尼煤時故障發(fā)生的次數(shù)。根據(jù)該廠實踐經(jīng)驗，采用每3天倒換1次燃用印尼煤的制粉系統(tǒng)效果較好。倒換時應將煤倉中的印尼煤充分消耗，降低煤倉存煤的自燃風險。停磨煤機應嚴格執(zhí)行系統(tǒng)吹掃程序，維持足夠的冷風吹掃時間，并謹防錯開熱風進入磨煤機內(nèi)。

3.3? ? 加強結焦監(jiān)視

燃用印尼煤必須加強鍋爐巡檢，重點檢查過熱器結焦情況。由于鍋爐運行時嚴禁打焦，在巡檢過程中一旦發(fā)現(xiàn)結焦跡象，應對相應區(qū)域強化吹灰。若結焦進一步發(fā)展，可調(diào)整摻燒煤種比例，倒換制粉系統(tǒng)，改善結焦狀況。

燃燒印尼煤時燃燒器出口由于回火容易結焦或損壞，要加強燃燒器出口的巡檢。鍋爐底部出渣口易被掉落的焦塊堵塞，應及時檢查出渣板狀況，操作底部關斷閘板，夾碎渣塊。

3.4? ? 運行監(jiān)控調(diào)整

燃用印尼煤過程中，負荷高、磨煤機電流較大時，應將給煤機燃料主控切換至手動，避免計劃負荷突然增加時，磨煤機負載過高跳閘或電機斷銷。同時，及時調(diào)整磨煤機磨盤氮壓，提高磨煤機效率。在負荷不變、磨煤機電流減小時，首先檢查給煤狀況，判斷下煤管是否堵塞。如果給煤量正常，則可能出現(xiàn)堵磨問題。通過增大一次風量、減少給煤量、磨煤機及時排渣等方式可緩解磨煤機堵塞。增大風量應留意蒸汽溫度變化，避免大量煤粉吹入爐膛造成超溫。如果堵磨情況無法改善，應轉備用制粉系統(tǒng)。印尼煤揮發(fā)份高，應降低磨煤機出口溫度，該電廠通常維持在65～80 ℃。但是，出口溫度低于65 ℃時，應留意溫度和磨煤機電流變化趨勢以免堵磨。運行值班人員應密切監(jiān)視燃用印尼煤時各受熱面壁溫，尤其是過熱器壁溫。運行值班人員要進行全面的爐膛吹灰，減少受熱面結焦問題。

燃用印尼煤常見問題與防范措施如表2所示。

4 結語

印尼煤的煤質(zhì)雖與國內(nèi)燃煤電廠的鍋爐設計煤種偏差較大，但通過采取一整套措施，從采購、燃料堆放、配煤摻燒、制粉調(diào)整、燃燒調(diào)整等方面入手，能夠在保障機組良好運行的狀態(tài)下，發(fā)揮印尼煤的經(jīng)濟優(yōu)勢。

收稿日期：2020-06-02

作者簡介：蘇曉鍵（1989—），男，廣東潮州人，碩士研究生，從事電廠集控研究工作。