煤質(zhì)變化對(duì)鍋爐的影響及應(yīng)對(duì)措施

摘要 本文闡述大唐淮南洛河發(fā)電廠在市場(chǎng)電煤供應(yīng)緊張，入爐煤煤種多變狀況下，為降低發(fā)電成本，針對(duì)煤質(zhì)變化對(duì)電廠鍋爐燃燒及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行進(jìn)行的綜合分析，著重分析煤質(zhì)的變化對(duì)鍋爐安全運(yùn)行及效率方面的影響進(jìn)行針對(duì)性的運(yùn)行調(diào)整。

關(guān)鍵詞 劣質(zhì)煤 燃燒 調(diào)整

中圖分類號(hào)：TM6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0 引言

火力發(fā)電廠鍋爐選型，主要是由該廠所處附近煤炭資源品質(zhì)決定，一旦鍋爐燃煤的品質(zhì)一主要是其低位熱值、灰分、揮發(fā)份、灰熔點(diǎn)及硫分等指標(biāo)確定了，鍋爐的型式也隨之確定了。但隨著煤炭供應(yīng)的日趨緊張，價(jià)格日趨攀升，煤、電市場(chǎng)的矛盾日益尖銳，火力發(fā)電廠頻頻發(fā)生虧損的經(jīng)營(yíng)局面。在虧損的重壓下，火電廠千方百計(jì)地降低燃料成本，電煤供應(yīng)日趨多元化、電煤質(zhì)量波動(dòng)幅度增大、煤種雜、入爐煤質(zhì)控制難度加大，使入爐煤質(zhì)偏離設(shè)計(jì)煤種，鍋爐燃燒的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性受到嚴(yán)重威脅。

1 煤質(zhì)變化對(duì)鍋爐運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性影響

一般情況下，鍋爐應(yīng)盡可能燃用接近設(shè)計(jì)煤種，以確保燃燒穩(wěn)定及各參數(shù)在正常范圍內(nèi)運(yùn)行。燃燒不同的煤質(zhì)對(duì)鍋爐經(jīng)濟(jì)性影響很大，燃用偏離設(shè)計(jì)煤種的劣質(zhì)煤可使設(shè)備磨損加重，廠用電率升高，甚至影響發(fā)電負(fù)荷及結(jié)焦被迫停爐現(xiàn)象，通過(guò)對(duì)燃燒不同煤質(zhì)對(duì)鍋爐綜合經(jīng)濟(jì)性影響的分析，燃燒不同的煤質(zhì)主要影響：(1)制粉系統(tǒng)磨損加重，增加檢修費(fèi)用，降低設(shè)備使用壽命；(2)對(duì)鍋爐效率的影響；(3)對(duì)廠用電的影響；(4)對(duì)鍋爐受熱面磨損的影響：(5)對(duì)機(jī)組負(fù)荷的影響{(6)對(duì)燃料運(yùn)輸費(fèi)的影響等的分析。

1.1 發(fā)熱量的影響

燃煤發(fā)熱量的大小是影響燃燒穩(wěn)定性和鍋爐運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的重要因素。

從鍋爐燃燒方面來(lái)說(shuō)，燃煤發(fā)熱量的降低導(dǎo)致理論燃燒溫度下降，爐內(nèi)溫度水平降低。這對(duì)著火和燃盡都會(huì)帶來(lái)不利的影響。當(dāng)燃料發(fā)熱量降低到一定程度時(shí)，會(huì)引起燃燒不穩(wěn)、火焰閃爍、滅火，必須投等離子或燃油助燃。因此從燃燒穩(wěn)定性的要求出發(fā)，存在一個(gè)煤的發(fā)熱值的下限值。低于這個(gè)值，在一般煤粉爐中，將無(wú)法穩(wěn)定燃燒。

從實(shí)際運(yùn)行調(diào)整方面來(lái)說(shuō)，當(dāng)煤的發(fā)熱量低到一定數(shù)值時(shí)，鍋爐總煤量大幅增加，會(huì)造成制粉系統(tǒng)出力不足，一／-次風(fēng)配比惡化(一次風(fēng)量增加、一次風(fēng)速升高及二次風(fēng)量減小)，一次風(fēng)機(jī)電耗、制粉電耗增加，影響鍋爐的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。洛河電廠三期兩臺(tái)超臨界鍋爐在額定負(fù)荷時(shí)就發(fā)生因煤的熱值低造成總?cè)剂狭窟_(dá)325t／h情況(校核煤種BMCR總?cè)剂狭繛?62.6t／h)，造成機(jī)組負(fù)荷帶不上，制粉系統(tǒng)表現(xiàn)一次風(fēng)出口風(fēng)溫維持不住，一次風(fēng)機(jī)電流增大等。鍋爐本體表現(xiàn)為再熱器減溫水用量大、飛灰爐渣含量增加等現(xiàn)象。

1.2 水份的影響

煤的含水量在一定的含量限度內(nèi)與揮發(fā)份對(duì)燃煤的著火特性影響一致，少量水份對(duì)著火有利，在高溫火焰水蒸氣對(duì)燃燒具有催化作用，可以加速煤粉焦炭的燃燒，可以提高火焰黑度，加強(qiáng)燃燒室爐壁的輻射換熱。另外，水蒸氣分解時(shí)產(chǎn)生的氫分子和氫氧根可以提高火焰的熱傳導(dǎo)率。但水份含量過(guò)大時(shí)，著火熱也隨之增大，同時(shí)由于一部分燃燒熱用來(lái)加熱水份并使其汽化，降低了爐內(nèi)煙氣溫度，從而使煤粉氣流卷吸的煙氣溫度以及火焰對(duì)煤粉的輻射熱都降低對(duì)著火不利，水蒸汽吸收的熱量以汽化潛熱的形式包含在鍋爐煙氣當(dāng)中，造成排煙損失，同時(shí)也在一定程度上降低了煙氣露點(diǎn)，易造成預(yù)熱器冷端的低溫腐蝕。燃煤收到基水份每增加1％，鍋爐效率降低0.08％，發(fā)電煤耗增加0.259g／kwh。

1.3 灰份的影響

煤的灰份在燃燒過(guò)程中不但不會(huì)發(fā)出熱量，而且還要吸收熱量。灰份含量越大，發(fā)熱量越低，容易導(dǎo)致著火困難和者火延遲，同時(shí)爐膛溫度降低，煤的燃燼程度降低，造成的飛灰、灰渣可燃物高。灰份含量越大，碳粒被灰層包裹，碳粒表面燃燒速度降低，火焰?zhèn)鞑ニ俣葴p小，造成燃燒不穩(wěn)。對(duì)流管束、省煤器、空氣預(yù)熱器等受熱面磨損嚴(yán)重，且易積灰，鍋爐通風(fēng)阻力增加，使風(fēng)機(jī)電耗上升。

2 針對(duì)燒劣質(zhì)煤進(jìn)行的運(yùn)行調(diào)整

2.1 合理的風(fēng)煤配比

保持最佳的過(guò)量空氣系數(shù)，即保持合理的爐膛出口氧量，一般爐膛出口氧量表在省煤器后，受爐膛及煙道漏風(fēng)的影響，最佳過(guò)量空氣系數(shù)要有所修正。不同鍋爐，不同負(fù)荷應(yīng)保持不同的氧量值。大唐洛河發(fā)電廠三期兩臺(tái)超臨界鍋爐爐膛出口過(guò)量空氣系數(shù)應(yīng)在1.2左右。一般要求300MW-450MW負(fù)荷段控制氧量在5％左右，450MW-600MW負(fù)荷段控制氧量在3％-3.5％左右。

2.2 合理的煤粉細(xì)度

煤粉越細(xì)，單位質(zhì)量的煤粉表面積越大，加熱升溫時(shí)間越短，燃燒越充分，飛灰可燃越低，但煤粉過(guò)細(xì)，又會(huì)使得制粉電耗、風(fēng)機(jī)電耗及磨煤機(jī)損耗增加，因此要綜合考慮制粉電耗和機(jī)械不完全燃燒損失，尋求最佳煤粉細(xì)度，使這兩項(xiàng)損失之和大最小，另外煤粉顆粒的均勻性越高，飛灰可燃物也會(huì)相對(duì)減少，以提高鍋爐熱效率。

煤粉的經(jīng)濟(jì)細(xì)度R90j=0.5nVdaf

n—粉均勻性指標(biāo)球磨取1.0中速磨取1.1

Vdaf—煤的干燥無(wú)灰基揮發(fā)份。

洛河三期采用的是由北京設(shè)備總廠生產(chǎn)的ZGMll3N型磨煤機(jī)，是一種新型外加壓力的中速磨煤機(jī)。為此，要不定期進(jìn)行煤粉細(xì)度的跟蹤化驗(yàn)，保證煤粉細(xì)度在20％左右。

2.3 合理的過(guò)量空氣系數(shù)

燃用劣質(zhì)煤時(shí)，由于灰份含量增加，煤粉燃燼時(shí)間加長(zhǎng)，在煙速不變的情況下，若過(guò)量空氣系數(shù)較小，則煤粉在缺氧的環(huán)境下燃燒，煤粉的燃燼度更差，造成飛灰及灰渣可燃物含量急劇增加，適當(dāng)提高爐膛過(guò)量空氣系數(shù)可改變此時(shí)的燃燒工況條件，應(yīng)此鍋爐在燃用劣質(zhì)煤時(shí)可將過(guò)量空氣系數(shù)適當(dāng)提高至1.3％左右。

2.4 二次風(fēng)的配比

燃用劣質(zhì)煤時(shí)，使得一次風(fēng)率增加，著火推遲導(dǎo)致火焰中心上移，過(guò)量的送入二次風(fēng)使著火熱增加，易導(dǎo)致著火推遲，燃燒不穩(wěn)，因此要采用分級(jí)配風(fēng)，在燃燒初期送入部分二次風(fēng)，保證燃燒所需的氧量，等煤粉全部著火后再送入余下的二次風(fēng)，利用高溫?zé)煔獾木砦员ＷC燃料燃燼所需氧氣。

2.5 合理的一次風(fēng)速

過(guò)高的一次風(fēng)速，雖然提高了磨煤機(jī)出力，增加了帶粉能力，同時(shí)煤粉變粗，減小了煤粉表面與氧氣結(jié)合面積，使所需的著火熱增加，造成火焰上移，燃燒不完全，引起燃燒不穩(wěn)、火焰閃爍。因此要控制合理的一次風(fēng)速在25％-27％m／s，并保證各粉管風(fēng)速均勻。

2.6 合理的投用燃燒器

在燃用劣質(zhì)煤時(shí)，盡量投用下層燃燒器，降低火焰中心高度，增加煤粉在爐膛內(nèi)的滯留時(shí)間，以保證煤粉的燃燼。同時(shí)盡量避免斷層燃燒，防止發(fā)生脫火，造成鍋爐燃燒不穩(wěn)，甚至鍋爐滅火的事故發(fā)生。

2.7 加強(qiáng)受熱面的檢查與吹灰

由于劣質(zhì)煤灰份較大，易造成受熱面磨損損壞，應(yīng)定期對(duì)鍋爐受熱面進(jìn)行檢查，防止鍋爐受熱面發(fā)生泄漏發(fā)現(xiàn)不及時(shí)造成爐管爆破。同時(shí)為了防止受熱面積灰和結(jié)渣，在負(fù)荷允許時(shí)每天要對(duì)鍋爐本體受熱面進(jìn)行吹灰。

3 總結(jié)

在目前煤炭供應(yīng)日趨緊張，煤炭?jī)r(jià)格不斷上漲的嚴(yán)峻形勢(shì)下，合理的實(shí)行配煤摻燒，是降低燃料成本行之有效的方法。為了保證火力發(fā)電廠在配煤摻燒時(shí)如何保證機(jī)組的安全運(yùn)行，只有不斷總結(jié)、試驗(yàn)、摸索在配煤摻燒過(guò)程中的問(wèn)題，并不斷總結(jié)及時(shí)調(diào)整配燒方案，才能保證最大的安全與經(jīng)濟(jì)雙重效益，為企業(yè)減虧增盈添磚加瓦。

參考文獻(xiàn)

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