660 MW機組摻燒低質煤燃燒調整分析

匡政，孔凡續，郭以永

(安徽華電六安電廠有限公司，安徽 六安 237126)

660 MW機組摻燒低質煤燃燒調整分析

匡政，孔凡續，郭以永

(安徽華電六安電廠有限公司，安徽 六安 237126)

隨著電力市場競爭的日益激烈和煤炭價格的日趨回暖，為了降低燃料成本，提高經濟效益,摻燒低質煤越來越受到大容量火電機組的青睞。在摻燒低質煤時既要保證鍋爐的安全穩定和負荷、壓力的響應及時，避免煤水比失調等異常工況，又要最大限度地提高鍋爐的燃燒效率，優化機組各項指標，降低供電煤耗，提高企業在行業中的競爭力。著重探討了摻燒低質煤時采取的保障措施，特別是高負荷和低負荷時的安全、穩定運行措施，以及通過優化鍋爐燃燒方式來提高機組經濟性，為同類電廠摻燒低質煤提供借鑒經驗。

低質煤；摻燒；燃燒；調整

0 引言

某電廠擁有2臺660 MW超超臨界機組，鍋爐為變壓運行螺旋管圈直流爐，單爐膛、一次中間再熱、四角切圓燃燒方式、平衡通風、Π型半露天布置、全鋼架懸吊結構，除灰渣系統為干式機械式除渣系統。鍋爐燃燒系統為中速磨冷一次風直吹式制粉系統，磨煤機最大出力為60 t/h。24只直流式燃燒器分6層布置于爐膛下部4角，煤粉和空氣從4角送入，在爐膛中呈切圓方式燃燒。鍋爐A，B層配備有離子點火器，無油槍。

1 低質煤摻配的原則

低質煤具有發熱量低、揮發分低、灰分高等特點，低質煤的摻配既要滿足機組安全運行對煤種的基本要求，保證鍋爐燃燒穩定，又要確保機組高峰負荷時滿發、低谷負荷運行穩定，同時兼顧機組排放滿足環保要求。為滿足上述要求，低質煤摻配時要保證入爐煤低位發熱量加權平均值大于19 MJ/kg，干燥無灰基揮發分在30.0%～40.0%，收到基全硫分<1.1%。A，B層制粉系統配置等離子點火裝置，起到穩燃的作用，因此A，B層入爐煤保證低位發熱量>21 MJ/kg，干燥無灰基揮發分>35.0%，收到基水分<8.0%。低質煤摻配方式采用分倉配煤和調整不同煤種的入爐比例來實現爐內摻燒[1]。在分倉上煤時，低質煤優先摻配D磨煤機，再依次摻配E，F磨煤機。當發現鍋爐燃燒工況不穩定或者有結焦現象時應及時調整磨煤機配煤方式，減少低質煤的摻配比例。低質煤和高硫煤應避免同時入爐，可以采取隔日輪換的方式。

2 制粉系統調整的原則

2.1 磨煤機運行方式

摻燒低質煤進行燃燒調整時要遵循“集中分散”原則，即低負荷時燃燒盡量集中，磨煤機不要隔層運行，單臺磨出力不低于30 t/h，必要時可以倒換制粉系統或者投入等離子，保證單個噴燃器和整個爐膛燃燒穩定，提高機組的經濟性。高負荷時，燃燒盡量分散，單臺磨煤機出力不要超過55 t/h，磨煤機可以隔層運行，防止熱負荷過于集中，引起爐膛和噴燃器結焦，受熱面壁溫升高。

摻燒低質煤時入爐煤總煤量增加，在升降負荷時總煤量變化大，但是負荷、壓力響應慢。因此，在進行磨煤機啟、停和參數調整時應根據負荷變化趨勢做好提前安排，在升負荷過程中，各臺磨煤機平均出力達50～55 t/h時啟動備用磨煤機，在降負荷過程中，各臺磨煤機平均出力降至30～35 t/h時，磨煤機停運轉備用，正常情況下應優先停運上層磨煤機以保證燃燒的穩定。在啟、停磨煤機和煤種變化時，應預先通過燃料熱值修正(BTU)對總煤量進行修正，緩慢、平均地改變磨煤機出力，防止汽溫、汽壓的大幅波動。

2.2 磨煤機運行參數要求

摻燒低質煤時要保持磨煤機動態分離器轉速在85～95 r/min，維持R90(煤粉細度)在15%～20%范圍內，保證合適的煤粉細度，這樣既防止煤粉因過粗而燃燒不完全，火焰中心升高，導致汽溫汽壓波動大，也可以防止煤粉過細造成著火距離縮短，導致噴燃器結焦燒損。為確保每個噴燃器的出粉濃度始終均勻，煤粉燃燒完全，達到減小爐膛兩側煙溫、汽溫、

氧量偏差的目的，磨煤機需要保持合理的風煤比，摻燒低質煤時磨煤機出力與磨煤機入口一次風壓、一次風量以及液壓油加載力的數據見表1。根據煤種、排渣量合理控制磨煤機入口一次風壓力，低負荷時由于磨煤機運行臺數減少，為防止一次風量與風壓不匹配導致一次風機失速，在保證磨煤機通風需求的前提下適當減低一次風壓力，低負荷時控制一次風壓在7.0～8.0 kPa，高負荷不超過10.0 kPa，當有1～2臺磨煤機通風出力受限時，優先調整給煤量偏差。為保證低質煤充分均勻燃燒，磨煤機一次風速控制在25～28 m/s，最高不超過30 m/s，各角一次風速偏差不超過3 m/s。磨煤機出口溫度控制在85～90 ℃，最低不低于65 ℃，以保證煤粉著火良好。摻燒低著火點煤種時要適當降低磨煤機入口溫度和出口溫度以防止煤粉在磨煤機和粉管內自燃。調節磨煤機入口風量和進出口溫度時盡量保持熱一次風調門在較大開度，減小節流損失。磨煤機液壓油加載力可以根據磨煤機實際運行工況、磨煤機振動情況以及石子煤排放情況加以調整，正常運行時控制磨煤機液壓油壓力在5～14 MPa。當磨煤機排出的石子煤含煤量達30%以上時應及時調整磨煤機液壓油加載力、一次風量和磨煤機出力。

表1 摻燒低質煤時磨煤機運行參數

3 爐膛配風調整的原則

3.1 氧量控制原則

摻燒低質煤時氧量過低會導致燃燒不充分，易結焦；氧量過高會導致廠用電增大，影響機組經濟性，同時會引起受熱面壁溫升高，特別是再熱器壁溫。因此,省煤器出口氧量控制在3.0%～5.0%之間，煙氣中CO質量濃度不超過200 mg/m3。機組負荷與省煤器出口氧量的對應關系見表2，高負荷時保持省煤器出口氧量在3.0%～3.5%，低負荷時應保持省煤器出口氧量在4.0%～5.0%。當兩側氧量平均值偏差大于0.5%以上時說明鍋爐兩側燃燒不均勻，需要查明氧量變化原因并及時進行調整。調節鍋爐氧量的同時需要注意送風機出口壓力變化，防止送風機發生搶風現象。

表2 機組負荷與氧量的對應關系

當摻燒灰熔點<1 200℃的低質煤時，需要適當提高鍋爐氧量，控制省煤器出口氧量最低不低于3.5%，CO質量濃度不大于150 mg/m3。此時需要加強各級受熱面金屬溫度和主蒸汽各級減溫水流量的監視，特別是水冷壁壁溫。同時還必須注意鍋爐結焦、落渣等情況，發現鍋爐有結焦現象時要增加鍋爐吹灰次數，降低摻配低灰熔點煤種的磨煤機出力，必要時可停止該磨煤機運行。

3.2 爐膛壓力控制原則

爐膛壓力是反映鍋爐燃燒的重要依據，尤其是爐內工況發生擾動時；加強爐膛壓力的監視和調節是十分必要的。正常運行中爐膛壓力控制投“自動”，控制在-50～-100 Pa，若爐膛壓力長時間偏離正常值時應分析原因并及時處理。當機組負荷在350 MW及以下時，由于爐膛熱負荷穩定性能較差，給煤機斷煤或出現煤倉局部空倉等情況時爐膛壓力波動大，嚴重時可達±300 Pa，因此，在運行中應密切監視爐膛壓力變化趨勢及火檢強度，出現燃燒不穩定時果斷投入等離子設備運行，確保燃燒穩定。

3.3 噴燃器二次風調整原則

摻燒低質煤時為保持二次風的剛性，防止缺氧燃燒和高溫腐蝕，需要維持二次風箱與爐膛壓差在300～1000Pa，特別是低負荷時應避免壓差小于300Pa使得二次風失去剛性。各層二次風門的配風對實現分級燃燒尤為重要，摻燒低質煤時要保持同層噴燃器左右兩側二次風開度一致，并且根據煤種和煤量變化及時調整各層二次風門開度，盡量保證各層燃燒充分。磨煤機煤量在40t/h以下時保持輔助風和周界風對應風門開度30%，煤量在40～45t/h時對應風門開度35%，煤量在45～50t/h時對應風門開度40%，煤量在50～55t/h時對應風門開度45%，煤量在55t/h以上時對應風門開度50%。AA輔助風在最低層起到穩燃的作用，所以AA輔助風調整時要保證A磨煤機運行時開度不低于80%，A磨煤機停運時開度不低于40%。從實際運行經驗來看，摻燒低質煤的磨煤機運行時輔助風和周界風風門開度不得小于30%，以防噴燃器缺氧燃燒嚴重，使燃燒空間拉長，導致再熱器管壁超溫和飛灰含碳量、爐渣含碳量升高。磨煤機停運后對應噴燃器輔助風風門關至5%，周界風風門關至10%，要避免周界風開度過小造成噴燃器燒損。高、低燃盡風應根據二次風箱與爐膛壓差以及選擇性催化還原(SCR)脫硝裝置入口NOx濃度進行調整，以免環保考核不達標，燃燒調整時不宜通過開大高、低燃盡風門來提高爐膛出口氧量。

4 結束語

為確保鍋爐摻燒低質煤時安全、穩定、經濟運行，本文分析了660 MW超超臨界機組在摻燒低質煤時的摻配原則以及制粉系統和配風系統的調整原則，總結了超超臨界機組摻燒低質煤的技術措施和相關注意事項，為大容量火電廠降低燃料成本提供參考。

[1]汪中宏，孔國振．電廠鍋爐低質煤摻燒可行性分析[J].中國電業(技術版)，2011(11)：52-55.

(本文責編：齊琳)

2016-11-15；

2016-12-25

TM 621

B

1674-1951(2017)04-0040-02

匡政(1988—)，男，安徽六安人，助理工程師，從事集控運行生產方面的工作(E-mail:kuangzhengfd@126.com)。

孔凡續(1975—)，男，山東菏澤人，工程師，從事鍋爐運行管理方面的工作(E-mail:1009141785@qq.com )。

郭以永(1975—)，男，山東棗莊人，高級工程師，從事發電廠運行管理方面的工作。