煤質的不同指標對鍋爐運行影響及調控措施

王新闖

（廣東粵電靖海發電有限公司，廣東揭陽 515223）

0 引言

煤質條件是鍋爐設計的重要依據。煤質不同，鍋爐設計型式、受熱面有很大差異，所配備的制粉系統型式、輔機選取的參數都有所不同，對鍋爐各個系統的影響也不相同。目前由于經濟形勢的嚴峻，受限于利潤及成本的考量，不得不摻燒偏離鍋爐設計煤種的劣質煤。另外，近年來由于國家環保標準的提高，導致燃煤機組廢棄物排放要求更加嚴格，盡量減少煙囪出口NOx，SOx以及粉塵的排放，使得鍋爐燃燒調整限制條件更多。

1 煤質的不同指標

1.1 水分

對于具有較大水分含量的煤，可能發生許多問題。例如有些煤粉未被一次風帶走而造成堵磨；有些粘結在磨煤機出口易積粉部位如可調縮孔處造成某測點溫度突升跳磨；有些粘結在整個粉管處無法進入爐膛，致使粉管堵塞甚者粉管著火等。針對以上可能存在的隱患，主要從以下3 點進行調整控制。

（1）在機組加負荷之前，預判好磨煤機的最大出力，做好提前暖磨，啟動備用磨煤機的準備。如有必要，提前通知維護人員到就地準備敲煤斗。

（2）在磨正常運轉時，應維持較大的風量和風壓。一次風壓以磨煤機入口壓力為調節對象，母管壓力為參考，適當降低母管壓力也可提高經濟性。

（3）控制好磨煤機的出口溫度。這既有利于煤粉的輸送及快速燃燒，又提高了鍋爐的效率。磨出口溫度的調整也要參考其入口溫度，以防出口溫度過高出現爆燃、著火等問題。

1.2 揮發分

揮發分決定了煤的燃點。對于揮發分相對高一些的煤，就會易于鍋爐的燃燒。而煤種的揮發分低一些，則不易于快速燃燒。所以，運行調整應注意以下4 點。

（1）具有高揮發性含量的煤可以盡量布置在上部燃燒器。這樣煤粉一旦進入爐膛不會推遲燃燒，不容易引起爐膛管壁超溫。特別是屏過位置，在實際生產中，當大量燃燒低揮發分煤時，由于煤粉進入爐膛，不能快速燃燒，導致燃燒推后，常常造成超溫。此時除了加強鍋爐吹灰外，適當減少低揮發分煤的出力，增加高揮發分煤的煤量也有一定的效果。

（2）燃燒低揮發性煤時，盡量將其分配到中下燃燒器中。因為，即使燃燒被延遲，上層仍然具有高揮發性煤，其可以迅速燃燒以快速釋放熱量。另外，可通過開大上、下兩層燃燒器二次風門，減少中層風量的方法，使煤粉的燃燒集中在爐膛中心處。同時適當提高二次風量和風壓，讓助燃風及時和煤粉氣流結合，快速燃燒。

（3）揮發分高的煤進入爐膛就能快速燃燒，所以會更靠近爐膛管壁側，容易造成管壁超溫、結焦等不良后果。此時應提高一次風壓，使煤粉的燃燒過程盡可能接近爐火焰的中心。

（4）對于運行時間較久的機組，落煤管或是磨出口管道及燃燒器處會經常漏粉、積粉。因此，在巡檢時要加強磨就地的檢查，如有發現漏粉、積粉，需盡快處理。

1.3 含碳量

一般而言含碳量越高的煤種，其熱值也會較高，因為煤燃燒釋放熱量的主要因素就是含碳量。但含碳量越高的煤，煤粉的可磨系數越高，就會導致磨煤機電流增大，增加廠用電的消耗。對于含碳量較高的煤，可以從以下3 個方面調控。

（1）加強對磨的監控和檢查。尤其是滿負荷時，要注意好磨電流和磨電機軸承溫度、線圈溫度。在實際生產中，此方面暫時沒有出現問題。

（2）由于600 MW 機組磨煤機磨輥和磨碗間隙基本是固定不調的，這使得燃用含碳量不同的煤種時，進入爐膛的煤粉顆粒大小無法調節。顆粒太粗，造成煤粉不能完成燃燒或是推后燃燒，致使管壁超溫，甚至有尾部煙道再燃燒的安全隱患。另外，磨煤機排渣中帶出大量的煤粉顆粒，會造成燃料損失。

（3）燃料使用含碳量較高的煤時，需增加排渣次數。由于煤粉的細度不可調，那些未被磨碎的煤粉顆粒就會和煤渣摻雜在一起，如若不能及時排出，就會有堵磨的風險。所以，在當前節能減排的大環境下，可建議改造磨煤機的結構，添加一級分離器，或通知設備部門調整不同煤種的磨煤機間隙。

1.4 硫分

硫分的高低直接決定了煤粉燃燒后煙氣中SOx含量的多少，而SOx是環保考核標準的重要依據，因此燃燒調整需盡可能減少所排煙氣中SOx的含量。根據以往燃燒經驗，當燃料所含硫分達到1%以上時，在高負荷區容易出現脫硫吸收塔入口煙氣中SOx含量偏高。所以，在燃用硫分較高的煤種時，可以從以下3 個方面控制。

（1）從SOx的生成機理可知，燃料中的煤在高溫下釋放硫分，與氧氣結合生成SOx，而且溫度越高，這種氧化反應越劇烈。所以，控制好氧量極為重要。可采用爐膛火焰中心處缺氧燃燒，即這個位置溫度較高，但氧量不足，很好的控制了SOx的生成。另外，上層燃燒器以及燃盡風加大風量，起到助燃作用，以及提供未燃盡煤粉所需要的氧氣。雖然這個位置對于氧氣是足夠的，但是溫度低，它可以有效地抑制SOx的形成。

（2）當機組負荷突升或要加至較高負荷時，應及時與環化人員溝通交流，提前調整，控制好SOx出口時均值不超標。

（3）如果煙囪出口SOx含量迅速上漲，可降低上層磨出力，提高中下層磨出力，適當降低一次風和二次風量，同時減少高硫分煤的磨煤機出力，對抑制SOx超標都會有一定的作用。如果仍無法控制住煙囪出口SOx的含量，就需要降負荷處理。

1.5 灰分

灰分會影響粉煤顆粒與氧氣的接觸，影響燃燒的進程。另外，灰分含量的高低也會影響到設備的磨損、堵塞，爐內結焦以及電除塵運行等。所以，運行調整應注意以下3 點。

（1）在燃用高灰分煤種時，應注意加強鍋爐吹灰，尤其是出現管壁大面積超溫時。此外，灰分是空預器差壓增大的重要原因，可適當增加其吹灰次數。

（2）當灰分含量高時，爐渣的量增加，此時可以適當地增加撈渣機的轉速。同時應注意好排渣系統的運行情況，加強渣倉料位的檢查。

（3）運行中還應注意防止大塊爐渣掉落損壞受熱面。另外，爐膛掉大渣，也會影響到鍋爐的穩定燃燒，造成鍋爐負壓大幅波動，特別是低負荷階段，要注意及時投入等離子以穩定燃燒。

1.6 灰熔點

若爐膛的溫度超過煤種的灰熔點，灰分便開始軟化，進而熔融。熔融灰分具有高粘度并且易于附著在爐膛的受熱表面上。高粘度造成爐膛內的灰分和固態可燃物繼續粘結，越來越嚴重，造成管壁大面積超溫，甚至造成水冷壁爆管，而且還容易出現爐膛掉大焦，影響鍋爐穩定燃燒。根據灰分熔融的原理，可以從以下4 個方面控制。

（1）如果燃燒在還原環境中進行，則灰熔點將降低并且灰分將更容易熔化。所以一定要保證爐膛燃燒所需要的氧氣，禁止缺氧燃燒，嚴格執行關于鍋爐燃燒氧量控制的標準。

（2）日常巡檢應對三次風門的就地狀態進行檢查，防止風門卡死或和CRT 畫面狀態不一致，造成靠近燃燒器的地方氧量不足，存在其周圍結焦的隱患。

（3）600 MW 機組之前大修時加裝了貼壁風，大大減少了爐膛結焦的可能，效果較好。可作參考。

（4）嚴格執行鍋爐吹灰的規定。特別是高負荷時，爐膛溫度較高，更加容易造成鍋爐結焦，可適當增加吹灰次數。

2 結語

通過分析煤質不同指標，總結出一些實際生產中的調控措施，可作為參考。鍋爐調整的目的是：安全（穩定燃燒）、環保（減排）、節能（省煤）。所以作為運行調整人員應不斷摸索，提高調整水平，提高鍋爐效率，減少NOx，SOx等的排放，確保鍋爐安全、經濟的運行。