分磨磨制摻燒晉城煤在超臨界“W”型火焰鍋爐上的實(shí)踐

鄭成杰，封艷宏

（神華國(guó)能寧夏鴛鴦湖煤電有限公司，寧夏 銀川 751400）

目前，直吹式制粉系統(tǒng)電站鍋爐的混煤摻燒方式有傳統(tǒng)的“爐前摻混，爐內(nèi)混燒”，這種摻混方式對(duì)煤質(zhì)特性差異相近的燃料比較適用，還有“分磨磨制，爐內(nèi)摻混”的新型摻混方式，此種摻混方式則是綜合考慮了摻煤煤種的相關(guān)煤質(zhì)參數(shù)，如燃燒特性和可磨性等差異較大的情況，通過(guò)分別控制合理的煤粉細(xì)度，同時(shí)，兼顧了易燃煤種的著火性能和難燃燼煤種的燃盡性。晉城無(wú)煙煤屬于有名的“三難”煤種：難磨碎、難著火、難燃燼，但是，熱值高，價(jià)格相對(duì)便宜，如何取其長(zhǎng)避其短，提高入爐煤的平均發(fā)熱量及機(jī)組的帶負(fù)荷能力，同時(shí)，創(chuàng)造一定的經(jīng)濟(jì)效益，通過(guò)“分磨磨制，爐內(nèi)摻混”及其它輔助手段，可較好地解決此問(wèn)題。

1 設(shè)備概況

某電廠3號(hào)爐為北京B&W公司生產(chǎn)的B&WB-1900/25.4-M型超臨界參數(shù)變壓直流爐。采用雙進(jìn)雙出正壓直吹制粉系統(tǒng)，“W”火焰燃燒方式，配置24只濃縮型EI-XCL低NOx雙調(diào)風(fēng)旋流燃燒器，對(duì)稱布置在鍋爐的前后拱上，與之配套的是6臺(tái)上海重型機(jī)器廠生產(chǎn)的BBD4366型雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)鍋爐，主要設(shè)計(jì)參數(shù)見表1。設(shè)計(jì)燃用本地?zé)o煙煤，設(shè)計(jì)煤質(zhì)見表2。

表1 鍋爐主要設(shè)計(jì)參數(shù)

表2 主要設(shè)計(jì)煤質(zhì)特性

2 摻燒晉城無(wú)煙煤經(jīng)濟(jì)性及安全性分析

3號(hào)爐2010年6月通過(guò)“爐前摻混，爐內(nèi)混燒”的摻混方式，在本地?zé)o煙煤中摻燒了12%～15%的晉城煤。鍋爐飛灰可燃物平均達(dá)到了11%，鍋爐效率僅為89.2%。甚至高負(fù)荷時(shí)負(fù)壓波動(dòng)大，燃燒不穩(wěn)，一周內(nèi)出現(xiàn)幾次負(fù)壓波動(dòng)至+1500Pa的情況。由于本地煤及晉城煤在可磨性上相差較大，可磨性差異較大的兩種煤混合時(shí)，其可磨性不具有“加和性”，而是趨于難磨煤種，這兩種混煤在磨煤機(jī)內(nèi)一起磨制時(shí)，可磨系數(shù)低的煤“欠磨”，而可磨系數(shù)高的煤“過(guò)磨”，煤粉均勻性差，難燃盡的晉城煤煤粉顆粒偏粗，造成飛灰可燃物偏高。隨著負(fù)荷的增加，磨煤機(jī)出力增大，一次風(fēng)速增加，煤粉細(xì)度更加得不到保證，本地?zé)o煙煤的著火也相應(yīng)推遲，對(duì)晉城煤的燃燒支持也相應(yīng)下降。煤粉著火的整體推遲，勢(shì)必會(huì)造成脫火，加之摻混并不一定完全均勻，難免局部會(huì)出現(xiàn)滅火，爐膛負(fù)壓波動(dòng)較大，也在情理之中。

3 分磨摻燒試驗(yàn)

燃用無(wú)煙煤的關(guān)鍵是控制煤粉細(xì)度，為保證晉城煤煤粉的細(xì)度及均勻性，“分磨磨制，爐內(nèi)摻混”的摻燒方式是解決問(wèn)題的有效手段。3號(hào)爐采用的是6臺(tái)BBD4366型雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)，裕量大，將晉城煤?jiǎn)为?dú)磨制，煤粉細(xì)度不難控制，這是該廠燃燒晉城煤的優(yōu)勢(shì)。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式無(wú)煙煤的最佳煤粉細(xì)度R90=Vdaf/2，因此，晉城煤的細(xì)度控制在4%以下比較合理。通過(guò)試驗(yàn)找出煤粉細(xì)度在4%左右時(shí)磨煤機(jī)的出力，合理控制磨煤機(jī)的鋼球裝載量，調(diào)整分離器折向擋板，找出最佳的摻混工況。

3.1 選取合適的磨煤機(jī)單獨(dú)上晉城煤

根據(jù)爐內(nèi)火嘴的布置，選取F磨單獨(dú)上晉城煤，F(xiàn)磨的四個(gè)火嘴布置相對(duì)靠中間，都有相鄰火嘴的火焰支持，周圍溫度相對(duì)較高，有利于晉城煤的著火及燃盡。6月30日晚班F磨單獨(dú)上晉城煤，7月1日下午，取飛灰化驗(yàn)的含碳量為8.5%，晉城煤的摻混比例為15%左右，跟爐前摻混時(shí)的比例相當(dāng)，分磨摻燒伊始飛灰下降，經(jīng)濟(jì)性提高。

3.2 提高磨煤機(jī)的鋼球裝載量

燃用本地?zé)o煙煤時(shí)，磨煤機(jī)電流為165～167A，單臺(tái)磨煤機(jī)出力為60t/h左右，煤粉細(xì)度能控制在3%以下，將F磨換成晉城煤后，未做任何調(diào)整，磨煤機(jī)的出力只能維持在40t/h左右，且細(xì)度有6%～8%，更加體現(xiàn)了晉城煤難磨的特性。試驗(yàn)期間通過(guò)提高磨煤機(jī)的鋼球裝載量，磨煤機(jī)電流由168A升至173A，增加了磨煤機(jī)的碾磨出力。

3.3 分離器折向擋板的調(diào)整

F磨煤機(jī)增加鋼球后，將分離器折向擋板由原來(lái)的3.5格關(guān)小至4.2格（共6格）。在調(diào)整的過(guò)程中，F(xiàn)磨出力由40t/h降至36t/h，細(xì)度控制在了4%以下。

3.4 確定合適的磨煤機(jī)的出力

通過(guò)逐步增加磨煤機(jī)的出力，測(cè)試不同出力下的煤粉細(xì)度及一次風(fēng)管的風(fēng)速，找出合適的磨煤機(jī)出力。磨煤機(jī)出力從32t/h開始增加，一次風(fēng)管平均風(fēng)速25m/s，細(xì)度R90為1.8%；當(dāng)磨煤機(jī)出力增加到36t/h時(shí)，一次風(fēng)管平均風(fēng)速增至30m/s，細(xì)度R90為3.5%，增加至40t/h時(shí)，一次風(fēng)管平均風(fēng)速增至33m/s，細(xì)度為4.5%。一次風(fēng)速偏高會(huì)影響煤粉著火的穩(wěn)定性，因此，建議磨煤機(jī)出力控制在36t/h左右，以提高鍋爐的經(jīng)濟(jì)性及穩(wěn)定性。

3.5 晉城煤不同出力下的鍋爐效率

機(jī)組500MW工況下，晉城煤在32t/h、36t/h、40t/h三個(gè)出力下（摻燒比例為12%～15%）進(jìn)行了鍋爐效率測(cè)試，試驗(yàn)結(jié)果見表3。

4 結(jié)論及展望

（1）摻燒12%～15%的晉城煤，“分磨磨制，爐內(nèi)摻混”較“爐前摻混，爐內(nèi)混燒”的摻混方式消除了高負(fù)荷時(shí)負(fù)壓波動(dòng)大的現(xiàn)象，同時(shí)，鍋爐效率提高了約2%，飛灰可燃物降低了5%～6%，摻燒晉城煤優(yōu)先選用該摻混方式。

表3 500MW工況晉城煤不同出力下的鍋爐效率

（2）燃用該晉城煤煤種時(shí)，建議出力控制在36t/h，煤粉細(xì)度控制在3.5%，以保證鍋爐效率達(dá)到設(shè)計(jì)值。

（3）“分磨磨制，爐內(nèi)摻混”的摻混方式不能完全消除由于燃用晉城無(wú)煙煤帶來(lái)的鍋爐飛灰含碳量的增加、經(jīng)濟(jì)性的下降，因此，為保證鍋爐經(jīng)濟(jì)燃燒，要控制晉城煤的摻燒比例。另外，晉城煤粒度小，很少有大塊，磨煤機(jī)可選用耐磨小球，即節(jié)約了廠用電，又可以保證煤粉細(xì)度。