随着煤炭市场变化, 火电企业燃用设计煤种难以保证, 通过掺烧劣质煤来降低燃料成本, 提高企业盈利能力已成趋势。褐煤特性是挥发分高、水分大、热值低, 且灰熔点低、易结焦, 掺烧褐煤对机组安全经济运行影响较大, 特别是中储式制粉系统、采用热风送粉方式的锅炉, 对煤粉制备、输送和燃烧影响尤为严重。
下花园电厂#3机组容量为200MW, 锅炉型号为HG-670/140-9, 哈尔滨锅炉厂生产, 额定蒸发量670t/h, 主汽压力13.72MPa, 主再热蒸汽温度540℃, 为单汽包、自然循环、倒U型布置的固态排渣蒸汽炉。配备4套中储式制粉系统、采用热风送粉方式、四角布置24台直吹式燃烧器。设计锅炉效率91.38%, 燃料计算消耗量108.72t/h。
(1) 设计煤种:大同与下花园混合烟煤, 低位发热量18757kj/kg。
(2) 褐煤特性:水分高、发热量低、灰熔点低、可磨性系数不稳、较高灰分、高硫分、可燃质成分稳定, 煤种的挥发分易析出, 且挥发分的热值不高, 易着火、易燃烬, 具有中等以上强度的结渣特性, 表1, 表2。
综合考虑来煤煤质、水分、煤场存煤、卸煤输煤设备及锅炉设备运行状况、负荷、制粉系统出力、脱硫效率等因素, 合理组织原煤的进厂、存储及上煤。做到好差煤搭配、合理掺配, 杜绝不经掺配劣质煤直接入原煤仓。
机组正常负荷范围内 (55%~100%) , 不发生煤质原因导致机组出力受阻、燃烧不稳投油助燃或灭火。
(1) 中储式制粉系统大比例掺烧褐煤时干燥出力明显不足, 制粉单耗升高, 容易发生堵煤。
(2) 褐煤挥发分高且易析出, 制粉系统和输粉管积粉时容易自燃甚至爆炸。
(3) 褐煤燃点低, 燃点为250℃~300℃。对于热风送粉的锅炉极易造成喷口前着火, 烧损喷燃器。
(4) 褐煤水分高, 机组低负荷掺烧比例较大时容易造成燃烧不稳, 机组高负荷时容易造成出力受阻。
(5) 褐煤的灰分虽然不大, 但是由于热值低, 总燃料量大, 实际带入锅炉的灰份其实并不少, 对锅炉的设备磨损量较大。
(6) 掺烧褐煤污染物排放会加大, 虽然该煤种收到基的含氮量较低, 但占可燃成分的比例很大, 同时由于干燥风量增大, NOx的排放会增加。
(1) 采用“煤场掺混、炉内混烧”的燃煤掺配模式, 褐煤进入煤场分堆单独存放, 按比例精确掺配, 尽快入炉。
(2) 为防止制粉系统自燃或爆炸, 控制磨煤机出口温度不超65℃, 分磨掺配, 掺配褐煤的制粉系统保持长期运行, 需要停磨时适当延长抽粉时间。
(3) 定期化验制粉系统煤粉细度, 细度不合格时进行调整, 保持煤粉细度在合格范围。
(4) 适当增加锅炉吹灰次数, 保持受热面清洁, 定期对喷口结焦情况检查和清理。
(5) 提高一次风压保持入炉煤粉着火距离, 维持正常的黑龙区在0.5m左右, 调整火焰充满强度, 保证火焰中心位置不偏斜。但一次风压不能太高, 风速高容易使切圆加大而发生局部结渣, 使燃烧器附近水冷壁挂焦。
(6) 针对热风送粉方式, 通过试验调整, 根据褐煤掺烧不同比例调整压力冷风开度, 降低一次风温, 防止煤粉提前着火烧损喷燃器。
(7) 安装输粉管温度监测仪, 对各输粉管温度实时监视, 保证温度不越限, 防止喷燃器结焦或烧损。
(8) 控制粉仓温度, 定期进行降粉, 减轻煤仓死角积粉程度。
(9) 制定机组不同负荷下掺配褐煤比例曲线, 既要防止机组出力受阻, 又要实现最大限度掺烧褐煤。
(10) 制粉系统和煤粉仓充氮系统、蒸汽消防系统处于良好备用状态, 必要时投入使用。
配备中储式制粉系统和采用热风送粉方式的锅炉, 由于设备特性和燃烧系统的不同, 掺烧褐煤难度较大, 掺烧过程问题较多, 通过认真分析, 制定相应技术措施和设备改造, 保证了机组稳定运行和环保排放要求, 又大幅降低燃料费用。经过不断总结掺烧褐煤经验, 掺烧比例逐渐增大, 虽然制粉电率有所升高, 机组运行经济性略有下降, 但综合计算单位燃料成本比掺烧前降低了8.8￥/MW时, 提高了企业盈利能力, 面对日益严峻的电煤市场环境, 火电企业深入内部挖潜, 实现了较大的综合经济效益。
摘要：下花园电厂#3机组容量200MW, 锅炉型号为HG-670/140-9, 本文针对中间储仓式制粉系统、采用热风送粉方式的锅炉掺配褐煤进行分析, 阐述了褐煤掺烧的安全技术措施;讨论了褐煤掺烧技术应用中所面临的问题, 主要有掺烧褐煤的比例、制粉系统的检查与维护、磨煤机出口温度的控制、锅炉运行工况的调整、吹灰器的运行周期等;并提出了掺烧褐煤的建议。
关键词：褐煤掺烧,制粉系统,锅炉结焦,运行调整,综合效益
[1] 戴和武, 谢可玉.褐煤利用技术[M].煤炭工业出版社.
[2] 赵振宁.褐煤掺烧技术培训材料.
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