關于200MW汽輪發電機組鍋爐煤耗偏高的分析及措施

王桂華

（中國神華煤制油化工有限公司，內蒙古 包頭 014051）

供電煤耗是火力發電廠主要經濟指標之一，有效地降低供電煤耗對提高機組效率、節能降耗具有重要意義。如何降低供電煤耗現已成為火力發電廠節能工作的重中之重。筆者結合自身運行經驗進行分析，認為該廠供電煤耗還有很大空間可以開發，主要從鍋爐方面提出解決辦法,大體分為提高鍋爐效率、提高制粉出力、再熱汽溫、變壓運行等方面。

1 提高鍋爐效率，降低供電煤耗

如何提高機組效率，就鍋爐而言，大體分為兩個方面：一方面應通過調整運行方式和措施盡量減少各種損失；通過完善地檢修消除影響經濟性的缺陷和問題。另一方面則應提高蒸汽參數質量，減少減溫水量和排污量。在所有損失中，排煙熱損失和機械未完全燃燒熱損失所占比重最大，因此有效地減少這些損失，將會大大地提高鍋爐效率。

1.1 降低鍋爐排煙熱損失

對排煙熱損失有影響的主要是排煙溫度和排煙量。一般來說，排煙溫度每上升10℃，排煙熱損失則增加0.6%～1%。排煙量主要由過剩空氣系數和燃料中的水分來決定，而燃料中的水分則由入爐煤成分來決定。主要包括：漏風、受熱面積灰和結渣、外界因素等。

漏風是指爐膛漏風、制粉系統漏風及煙道漏風，是排煙溫度升高的主要原因之一，是與運行管理、檢修以及設備結構有關的問題。

（1）爐膛漏風主要指爐頂密封、看火孔、入孔門及爐底密封水封槽處漏風。在所有漏風中，尤以爐底漏風影響最大，當爐底水封失去或者爐膛掉大焦破壞爐底水封時，將使大量冷風從爐底漏入，嚴重影響鍋爐的經濟性和安全運行。

（2）制粉系統漏風主要是從煤、粉管道漏入。制粉系統的漏風一直較為嚴重，一是由于設計上的原因；二是由于制粉系統的防爆門破裂造成漏風增大。因此要經常檢查防爆門的鐵皮有無暴烈破損，及時進行處理。

（3）煙道漏風指氧量計前尾部煙道漏風在氧量不變時，煙道漏風也將排擠一，二次風量，使排煙溫度上升。

影響排煙溫度的外界因素主要是環境溫度（即空預器入口溫度）和入爐煤的成分。環境溫度的變化將使空預器傳熱溫差跟隨變化，從而使排煙溫度也隨著季節變化。煤質是影響排煙溫度的最大因素，煤成分的變化將使爐膛的燃燒工況發生變化，當入爐煤的煤質變差、發熱量低于設計值時將使給煤量和煙氣量增加，最終使排煙熱損失增大。

1.2 降低鍋爐未完全燃燒熱損失

未完全燃燒熱損失包括化學不完全燃燒熱損失和機械不完全燃燒熱損失兩種，對煤粉爐化學不完全燃燒熱損失較小，與煤的揮發分有關。對于煤粉爐機械不完全燃燒熱損失是僅次于排煙熱損失的一項熱損失，主要由灰渣中的可燃物和隨煙氣排出爐外飛灰中的可燃物組成。

煤質的原因包括：煤粉水分過大、煤粉灰分高、煤粉揮發分低等。

由于原煤水分高，為了滿足制粉出力，必然增加制粉系統通風量，引起煤粉細度增大。造成一次風噴口的煤粉著火距離太遠，從而引起著火、燃燒推遲，煤粉在來不及燃燒完全就離開爐膛。煤粉水分過高，著火熱也高。同時，由于一部分燃燒熱消耗在加熱水分上，使水分汽化、過熱，也降低了爐膛內的煙氣溫度，使煤粉氣流卷吸的煙氣溫度降低，火焰對煤粉氣流的輻射熱也降低，這些因素對著火不利。

燃煤灰分高，由于燃料本身放熱量低，燃料消耗量大，加之灰分不但不放出熱量，而且還要吸收熱量，使爐膛內煙氣溫度降低，煤粉氣流著火推遲，也使煤粉著火穩定性降低。由于灰分的隔絕作用，煤的燃盡性能較差。

煤中揮發分低，煤粉氣流的著火溫度顯著提高，著火熱也隨之增大。也就是說，必須把煤粉氣流加熱到更高的溫度才能著火。因此，揮發分低的煤著火要困難些，達到著火所需的時間也更長些，著火點離開燃燒器的距離也自然拉得更長些。燃料中揮發分含量較高時，煤粉著火容易，同時燃燒過程穩定，未完全燃燒熱損失也較小。

爐膛過剩空氣系數過小，會使燃料燃燒不完全，而且由于煙氣中未完全燃燒產物的存在，給鍋爐運行帶來二次燃燒的威脅；爐膛過剩空氣系數過大，則排煙熱損失也大，達不到經濟運行的效果，同時導致排煙熱損失和風機電耗增加。

2 提高制粉出力，降低制粉電耗將有效降低供電煤耗

制粉出力包括磨煤出力、干燥出力、通風出力。制粉出力下降包括3個方面：①單位時間內制備的煤粉量下降；②當煤粉粒度過細和過度干燥時，消耗了部分系統制粉能力；③當煤粉粒度過粗、煤粉顆粒的均勻性和水分超標時，鍋爐著火、燃燒效率和穩定性降低。

制粉系統出力下降會增加制粉系統運行的小時數，造成較高的磨煤電耗、通風電耗及鋼耗，廠用電增高、各種維護量和設備消耗增加，設備安全可用性下降，機組及制粉系統的綜合經濟性難以保證。

2.1 給煤量不足

原煤倉內落下雜物堵塞下煤口、原煤水分太多導致棚煤，會使下煤量不足，給煤機煤層厚度減小，球磨機載煤量達不到額定的最佳載煤量，致使球磨機出力下降。

2.2 球磨機磨煤出力下降

2.2.1 原煤質差

當原煤可磨性下降、雜物過多，特別是當原煤水分過大時，致使球磨機磨煤能力下降。

2.2.2 襯瓦磨損

襯瓦的外形決定著鋼球的提升能力，隨著運行時間的延長，襯瓦磨損量增大，襯瓦磨損超標時，球磨機磨煤能力將無法滿足需要。鋼球與球磨機襯瓦硬度存在匹配關系，當鋼球過硬時，導致襯瓦磨損速度加快，影響磨煤能力。

2.2.3 鋼球裝載量不符合要求

理論上，鋼球裝載量在最佳鋼球裝載量以下，當煤種和原煤水分一定時，球磨機出力與鋼球裝量的0.6次方成正比。因此，鋼球裝載量不足會導致球磨機磨煤能力下降。

2.2.4 鋼球材質不符合要求、小鋼球比例過高

一定比例的小鋼球可以填充大鋼球的間隙，使鋼球總的表面積和撞擊次數增加，與大鋼球一起達到磨煤的作用。但過量的小鋼球將使球磨機磨煤能力下降。鋼球硬度和耐磨性不足，對煤的撞擊和擠壓研磨能力下降；鋼球沖擊韌性不足，鋼球破碎率過高，這樣就影響了球磨機的出力。二者都會導致球磨機內小鋼球比例增加，出力下降。

2.3 球磨機通風出力不足和系統漏風

（1）球磨機通風量不足，磨煤機中的通風量難以帶出磨成的煤粉。原因有：原煤水分超標、原煤干燥過度和系統漏風。

（2）由于制粉系統為負壓系統，如管道和設備有不嚴密之處，冷空氣就由外界漏入系統，漏風一般發生在給煤機、磨煤機進出口、管道法蘭、系統檢查孔、防爆門等處。制粉系統漏風對制粉量、煤粉粒度和耗電率等運行指標都有影響。漏風的部位不同，其危害性亦不同，對于球磨機來說，漏點越靠近球磨機入口，危害越大，例如在球磨機進口漏入冷空氣，將使進入磨煤機的干燥介質溫度降低，對燃料的干燥能力減小，因而使磨煤出力降低和磨煤單位耗電增大。

3 變壓運行對降低供電煤耗具有實際意義

首先，通常低負荷下定壓運行，大型鍋爐難于維持主蒸汽及再熱蒸汽溫度不降低，而變壓運行時，鍋爐易保持額定的主蒸汽和再熱蒸汽溫度。當變壓運行主蒸汽壓力下降，溫度保持一定時，雖然蒸汽的過熱焓隨壓力的降低而降低，但由于飽和蒸汽焓上升較多，總焓明顯升高，這一點是變壓運行取得經濟性的重要因素。

其次，變壓運行氣壓降低氣溫不變時，汽輪機各級容積流量、流速近似不變，能在低負荷時保持汽輪機內效率不下降。

再次，變壓運行，高壓缸各級包括高壓缸排汽溫度將有所升高，這就保證了再熱蒸汽溫度，有助于改善熱循環效率。

4 結論

牡丹江第二發電廠成為黑龍江電網的主力調峰電廠，近幾年來機組調峰次數逐年遞增，再加上入爐煤質灰分大及入爐煤質不均衡，造成鍋爐煤耗數值處于偏高不下。筆者通過分析以上原因在經過多年運行調整的經驗，使發電煤耗有所下降，現在該廠5號爐的發電煤耗是372g/kWh、6號爐的發電煤耗是374g/kWh，以提高機組效率，節能降耗，降低運行成本效果顯著。