300MW機組鍋爐試燒俄羅斯煤分析

摘要：隨著我國電力行業的快速發展，電力用煤供應偏緊現狀短期內無法解決，為適應目前電煤市場的變化，提升企業經濟性、提高企業效益，積極尋求更加合適的新煤源，通過積極和經濟的技術改造適應煤質變化，進一步降低燃煤成本。結合茂名臻能熱電有限公司300MW機組摻燒俄羅斯煤的情況，從運行實際出發，分析解決了由于煤質偏離設計煤質對鍋爐的正常運行帶來的綜合影響，從而有效地提高了鍋爐運行的安全性及經濟性。

關鍵詞：300MW機組；摻燒；俄羅斯煤；試驗；分析

引言

中國電力企業聯合會指出，改革開放以來，中國電力工業快速發展，電力裝機容量和發電量年均增速分別超過9.2%和9.1%；截至2012年底，全口徑發電裝機達11.47億千瓦，年發電量達到4.99萬億千瓦時；目前我國電網規模、年發電量已居世界第一。2013年底全國發電設備容量將達到12.3億千瓦左右，有望成為世界上發電裝機規模最大的國家。目前，我國火電裝機容量所占比例為70%左右，而煤炭資源又分布不均勻，我國東部及南部地區經濟發達用電量高，然而這些地區煤炭資源嚴重匱乏，火電機組煤炭供應很不穩定。該地區的火電機組實際燃用的煤質指標往往與鍋爐設計煤種的煤質指標差距很大，或者由于鍋爐設計上的缺陷，鍋爐對煤種的適應性差等原因，均會對鍋爐的安全穩定運行構成了嚴重威脅[1]。本文結合茂名臻能熱電有限公司300MW機組摻燒俄羅斯煤的情況從運行實際出發，分析解決了由于煤質偏離設計煤質對鍋爐的正常運行帶來的綜合影響，從而有效地提高了鍋爐運行的安全性及經濟性。

1 設備概況

茂名臻能熱電有限公司#6機組為300MW機組，#6鍋爐為東方鍋爐廠生產的DG1025/18.2-Ⅱ4型鍋爐，為亞臨界參數、四角切圓燃燒方式、自然循環汽包爐，單爐膛п型布置，設計燃用煙煤，一次再熱，平衡通風、固態排渣，全鋼架、全懸吊結構。該機組于2007年5月投入商業運行，投運后主要燃用神華動力煤。

2 制粉系統

制粉系統為中速磨正壓直吹式，6臺ZGM95N型磨煤機對應6層燃燒器，下三層燃燒器為一組，上三層燃燒器為二組，均可上下擺動30°。

ZGM95N型輥式磨煤機為北京電力設備總廠制造。廠家提供的標準研磨出力為33.3t/h，額定電功率為400KW，通風阻力小于5.74kPa額定空氣流量16.45kg/s，磨盤轉速26.4r/min，100%出力時磨煤電耗為8kw.h/t。

廠家提出的煤種適應范圍如下：

煤種：煙煤，部門貧煤和褐煤

發熱量：16～31MJ/kg

表面水分：<18%

可磨系數HGI：40～80

無水無灰基揮發分Vdaf：16～40%

原煤粒度：0～40mm

煤粉細度R90：15～40%

3 煤種資料對比

4 試燒過程

根據廠部安排，2013年1月7日9：00開始上俄羅斯煤至#6鍋爐E磨煤機爐前原煤倉，約第二天早上8：00俄羅斯煤實際進入爐內燃燒，根據該煤種揮發分高、易著火的特點，要求運行人員控制磨煤機出口溫度在70℃（設計出口溫度77℃，實際運行在75℃左右），并注意觀察實際著火情況，調整好燃燒，保證設備安全。1月8日下午3：00，現場觀察爐內的燃燒情況，各角燃燒器著火正常、燃燒穩定，無回火、無結焦等惡劣情況，聯系煤場開始上俄羅斯煤至#6爐C磨煤機爐前原煤倉。因1月11日進行#6機組的驗收工作，廠部要求在此之前暫按此方式穩定運行。

2013年1月12日19：28，觀察、總結鍋爐的燃燒情況正常后，聯系煤場上俄羅斯煤至#6鍋爐ABC磨煤機爐前原煤倉，其它磨煤機上神華動力煤，13日15：30，觀察鍋爐的燃燒情況無異常后，聯系煤場上俄羅斯煤至#6鍋爐E磨煤機爐前原煤倉，投ABCE磨煤機運行，至此，鍋爐全燒俄羅斯煤運行。1月15日早上，煤場通知俄羅斯煤已上完，試燒結束。

5 總結

根據摻燒工作安排，#6鍋爐從2013年1月7日至1月15日完成了試全燒俄羅斯煤的工作，在試燒過程中鍋爐燃燒穩定、無結焦現象，主蒸汽/再熱蒸汽溫度、壓力和汽包水位、爐膛壓力、各受熱面壁溫等主要運行參數均正常。

下面就幾個變化較大或主要的參數逐個分析說明：

5.1 飛灰及爐渣可燃物

試燒俄羅斯煤后，飛灰可燃物明顯下降，爐渣可燃物變化不明顯，見表2，表3。飛灰可燃物每班取樣分析一次，表中數據是每天四個班的平均值。爐渣可燃物每天取樣分析一次，隨機性較大，因此數據波動較大。從飛灰可燃物的分析數據看，俄羅斯煤的燃燒效率很高，可以通過調整磨煤機的運行狀態進一步降低制粉電耗，提高鍋爐的凈效率。

5.2 煙氣含硫量

因俄羅斯煤的含硫量較低，全燒后煙氣含硫量大幅下降，見表4。煙氣含硫量下降后可減輕鍋爐尾部受熱面的低溫腐蝕，降低脫硫系統石灰粉的消耗量，提高機組運行的經濟性。

5.3 排煙溫度及主/再熱蒸汽溫度

因這段時間環境溫度差異較大，鍋爐排煙溫度不具有很好的可比性。從鍋爐減溫水量、燃燒器擺角的變化情況來看，爐內火焰中心明顯下降，主/再熱蒸汽溫度偏低，見表4。（說明：燃燒器擺角開度指示0～100%對應實際角度+30°～-30°，在試燒期間上組C角燃燒器因執行機構故障一直處于+30°的狀態。）

5.4 著火情況

鍋爐全燒俄羅斯煤后現場觀察爐內燃燒情況，無發現回火現象、著火穩定，爐內燃燒明亮。

5.5 排渣情況

鍋爐排渣情況未發現明顯的、大塊的熔融狀的焦渣，綜合過熱器減溫水量減少的情況，見表4，說明爐內沒有結焦的情況。

6 結論

1. 俄羅斯煤的到廠標煤價格比之前的神華動力煤便宜，所以摻燒印尼煤后機組的經濟性得到提高。

2. 試燒俄羅斯煤后，飛灰可燃物明顯下降，鍋爐的凈效率提高。

3. 試燒俄羅斯煤后，煙氣含硫量大幅下降，降低脫硫系統石灰粉的消耗量，提高機組運行的經濟性。

4. #6鍋爐全燒俄羅斯煤時，著火正常、燃燒穩定，無回火、無結焦等惡劣情況不影響機組安全運行。

5. 試燒俄羅斯煤后，鍋爐無結焦情況，爐內火焰中心明顯降低，制粉系統經過運行實際觀察，未發現任何異常情況，燃燒器著火情況可控、安全。

綜上所述，#6鍋爐可以全燒俄羅斯煤安全運行，經濟性相對之前已燒過的煤種更好。

參考文獻：

[1] 應明良，戴成峰，屠小寶，胡偉鋒.火電廠煤種摻燒試驗研究[J] 中國人口·資源與環境，2008（第18卷）：748～749.

[2] 趙虹，王紅巖，翁善勇等.鍋爐飛灰含碳量異常偏高的試驗 研究[J].動力工程，2004，24（6）：785～788.

[3] 祝立英.大型電站鍋爐多煤種混燒技術探討.電力技術，2010，1：32～35.

[4] 孫志宏，柳曉，束文亮.燃煤摻配摻燒技術探討[J].華電技術，2008，（08）：27-29.doi：10.3969/j.issn.1674-1951.2008.08.008

[5] 武廣富，黃素華，陳海峰等.摻燒俄羅斯煤的運行特性與優化[J].電站系統工程，2011，27（5）：25-27.DOI：10.3969/j.issn.1005 -006X.2011.05.009.

作者簡介：

李開璽（1981-），男，廣東汕尾人，茂名臻能熱電有限公司集控值班員，助理工程師，工學學士，從事火力發電廠集控運行工作。