百萬燃煤機組摻燒印尼煤試驗方式的研究及安全、經(jīng)濟性評價

高志遠

【摘 要】本文通過配煤摻燒方式試驗和制粉系統(tǒng)運行參數(shù)調(diào)整，鍋爐燃燒配風調(diào)整等試驗進行數(shù)據(jù)收集、分析，在滿足機組安全運行，環(huán)保參數(shù)達標的基本條件下，摸索我廠燃用印尼煤從煤場儲運，摻燒方式、參數(shù)調(diào)整、設(shè)備維護等方面的最佳摻燒比例，并積累摻燒印尼煤經(jīng)濟、安全、環(huán)保運行的管理經(jīng)驗。

【關(guān)鍵詞】摻燒；印尼煤；試驗；安全；經(jīng)濟性

引言

平海電廠鍋爐設(shè)計煤種為內(nèi)蒙古準格爾煤和印尼煤1：1混煤，校核煤種為印尼煤。由于煤炭市場的變化，來煤日益復雜，平海電廠非設(shè)計煤種除國內(nèi)神華混煤、伊泰混煤外，還有摻燒印尼煤。印尼煤熱值低、揮發(fā)分高、水份高，影響鍋爐燃燒的安全性和經(jīng)濟性。

設(shè)備概況

平海電廠鍋爐型號為SG-3093/27.46-M533，型式：∏型布置、單爐膛、一次中間再熱、尾部雙煙道結(jié)構(gòu)、八角雙切圓燃燒方式、平衡通風、機械干式排渣、全鋼構(gòu)架、全懸吊結(jié)構(gòu)露天布置、采用帶BCP泵的內(nèi)置式啟動分離系統(tǒng)、三分倉回轉(zhuǎn)式空氣預熱器、采用正壓冷一次風直吹式制粉系統(tǒng)、超超臨界參數(shù)變壓直流鍋爐。制粉系統(tǒng)采用中速磨煤機冷一次風正壓直吹式制粉系統(tǒng)。每臺鍋爐設(shè)6臺中速磨煤機，6臺電子稱重皮帶式給煤機，相應設(shè)置6個原煤倉，每個原煤倉容積1050m?，燃用設(shè)計煤種5臺磨帶BMCR 負荷，燃用校核煤種6 臺磨帶BMCR 負荷。

1 燃用煤種收到基成份及特性

印尼煤與國內(nèi)煙煤對比，主要特點是發(fā)熱量低，揮發(fā)份高，全水份大，且具有較強的結(jié)焦、結(jié)渣性，屬于劣質(zhì)煤。可磨系數(shù)一般都小于52（一般難磨煤種）。

2 配煤摻燒試驗方式

2.1首先每臺爐配燒一個倉（1D、2D）進行摻燒試驗，通過對制粉系統(tǒng)煤種模式切換、煤種燃燒特性及結(jié)焦性、飛灰、爐渣、環(huán)保參數(shù)等指標跟蹤分析，總結(jié)安全風險控制、燃燒特性及燃燒調(diào)整方式，逐步增加摻燒比例。

分析得出：

2.11通過單倉運行，運行人員進行印尼煤/煙模式切換操作，測試印尼煤模式下控制參數(shù)正常，控制聯(lián)鎖邏輯及報警等正確，并熟悉操作調(diào)整方式及監(jiān)視參數(shù)，收錄初始數(shù)據(jù)。

2.12根據(jù)鍋爐燃燒及制粉系統(tǒng)運行情況，增加第二套制粉系統(tǒng)燃用印尼煤，并進行單臺磨煤機出力測試，煤粉細度、飛灰細度、飛灰和爐渣可燃物取樣分析，收錄數(shù)據(jù)分析，做進一步進行燃燒優(yōu)化調(diào)整。

2.2 摻燒印尼煤，不同負荷率下制粉系統(tǒng)組合搭配方式說明：

根據(jù)表格數(shù)據(jù)分析：

2.21我廠制粉系統(tǒng)運行組合特點：A磨受機組啟停用磨限制，印尼煤禁止上倉；F磨最上層磨屬機組調(diào)峰常備磨，停備時間或較長，原則上不上印尼煤；C磨低負荷運行極易引起水冷壁超溫，屬頻繁啟停磨，燃用印尼煤極大增加了制粉系統(tǒng)啟停安全風險。

2.22按我廠印尼煤摻燒設(shè)計比例1：1，制粉系統(tǒng)最佳組合方式運行兩套制粉系統(tǒng)，BDE磨為常用且長期運行、啟停頻次較少的制粉系統(tǒng)，所以受我廠制粉系統(tǒng)特點和安全風險考慮，建議采取第二種搭配方式可長期進行摻燒，第三種摻燒方式需要試驗及長期安全穩(wěn)定運行的驗證。

2.3 以制粉系統(tǒng)（1D）進行最大出力測試，得出燃用印尼煤時制粉系統(tǒng)最大出力及最佳經(jīng)濟運行工況。

根據(jù)表格數(shù)據(jù)分析：

2.31燃用印尼煤時制粉系統(tǒng)最大出力90t/h，但分離器轉(zhuǎn)速-10rpm偏置，不僅影響飛灰含碳量及細度，磨煤機最大通風阻力持續(xù)上升，長時間連續(xù)運行存在較大的安全風險。

2.32通過磨煤機制粉出力及干燥出力，包括磨煤機電流、最大通風阻力、煤粉細度、出口溫度等跟蹤測試，可得出燃用印尼煤時制粉系統(tǒng)最佳經(jīng)濟出力在80±5t/h之間，但應根據(jù)飛灰細度等指標情況適當調(diào)整分離器轉(zhuǎn)速。2.33兩臺爐分別摻燒兩套制粉系統(tǒng)，飛灰含碳量1號爐接近1%，2號爐0.5%左右，運行人員采取二次配風調(diào)整，提高磨煤機旋轉(zhuǎn)分離器等調(diào)整措施，飛灰含碳量有好轉(zhuǎn)趨勢，如飛灰含碳指標無明顯下降，需綜合考慮環(huán)保參數(shù)、摻燒比例等調(diào)整措施。

2.4燃用印尼煤制粉系統(tǒng)煤粉細度R90/飛灰細度R45測試。

根據(jù)表格數(shù)據(jù)分析：

2.41通過磨煤機不同出力下的旋轉(zhuǎn)分離器轉(zhuǎn)速調(diào)整，得出相應的煤粉細度R90（偏粗）和飛灰細度R45（正常合理），在分離器不設(shè)偏置的情況下，基本可以滿足飛灰細度的要求，對原灰銷售暫無影響。

2.42在磨煤機最大出力下或飛灰含碳量有升高的情況下，可以對旋轉(zhuǎn)分離器偏置±5之間的調(diào)整，并繼續(xù)開大輔助二次風門擋板開度10%，以使控制指標回歸合理。

3摻燒對鍋爐運行指標的影響

根據(jù)表格數(shù)據(jù)分析：

3.1摻燒兩臺印尼煤制粉系統(tǒng)與摻燒一臺進行比對分析，暫得出：每增加一套制粉系統(tǒng)燃用印尼煤：鍋爐效率下降0.2-0.4%，輔機電耗上升0.2%，飛灰和爐渣含碳量略有上升，氮氧化物濃度逐漸上漲，煙氣體量增大液氨耗量增加，受熱面出現(xiàn)結(jié)焦，焦渣量逐漸增加，工況5：兩臺爐已出現(xiàn)掉焦導致干排渣系統(tǒng)故障的情況，工況6：2號爐已出現(xiàn)一次結(jié)焦導致受熱面超溫的情況。

3.2同等負荷下，鍋爐總煤量、風量大幅增加，輔機電耗增加，目前綜合鍋爐效率下降0.4%和廠用電率上升0.2%兩項指標，影響機組供電標煤耗約1.66g/kwh，即：單臺機組每燃用一個倉印尼煤機組標煤耗下降約0.83g/kwh。

4不同摻燒比例，機組滿負荷時風煙系統(tǒng)風機開度及電流等參數(shù)分析

根據(jù)表格數(shù)據(jù)分析：

4.1在增加印尼煤摻燒比例的過程中，由于入爐煤熱值不斷的下降，機組滿負荷總煤量從385t/h左右上升至436t/h，總風量達到上限3200t/h，總煤量上升51t/h，總風量上升300t/h左右，引風機出力增加約10%，鍋爐燃燒氧量可以滿足，但相應的一次風機和引風機出力（增壓風機出力）增加，目前1號爐已受增壓風機出力限制，2號爐暫無風機出力限制。

4.2在目前煤場存煤情況下，以入爐煤最大熱值進行摻燒，將1號機組摻燒比例提高至60%，增壓風機出力達到上限，入口壓力由-100pa上漲至300pa，直接影響機組和設(shè)備安全運行。運行人員立即采取降低印尼煤摻燒比例的調(diào)整措施。我廠增壓風機設(shè)計裕度不足，加之超低排放改造后管式除霧器阻力增加，摻燒印尼煤比例提高后，煙氣量增大，導致增壓風機出力達到運行上限，動葉開度90%，電流250A（額定289A），風機入口負壓大300pa，超出了正常運行±200pa的范圍。

5摻燒印尼煤機組經(jīng)濟性分析

根據(jù)給煤機煤量及發(fā)電量統(tǒng)計煤耗及廠用電率等主要指標，統(tǒng)計700MW試驗期間主要參數(shù)變化及主要輔機耗電率變化數(shù)據(jù)如下表。

根據(jù)摻燒試驗數(shù)據(jù)，在700MW負荷下，摻燒比例40%時，鍋爐效率約下降0.40%，廠用電率約上升0.20%，供電標煤耗約升高1.66g/kwh。

6結(jié)束語

本次燃用印尼煤，通過配煤摻燒試驗、數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析、鍋爐燃燒工況跟蹤等方法，階段性總結(jié)了燃用印尼煤的摻配方式，鍋爐安全及經(jīng)濟運行的可行性，由于試驗過程及數(shù)據(jù)采集單一，總結(jié)還存在不足，還需要后續(xù)的跟蹤和修正。以下是總結(jié)及建議：

1、根據(jù)機組風煙系統(tǒng)特點及制粉系統(tǒng)出力（1號機組受增壓風機出力限制），建議1號爐最大比例摻燒兩個倉、2號爐最大比例摻燒三個倉，可以長期安全運行。若負荷率允許下，兩臺爐保持摻燒五個倉按制粉系統(tǒng)平均出力70t/h，最大出力80t/h計算，每天可以消耗8400-9600噸印尼煤。

2、考慮印尼煤熱值損失、機組運行能耗、液氨耗量、設(shè)備維護成本等綜合考慮，短期暫無法準確計算摻燒印尼煤的經(jīng)濟性指標。

3、結(jié)合本次摻燒印尼煤運行情況，運行采取的逐漸提高摻燒比例、測試制粉系統(tǒng)最大出力和經(jīng)濟出力試驗，導換制粉系統(tǒng)運行方式試驗、跟蹤測量計算鍋爐各項燃燒指標、環(huán)保指標及燃燒特性的方式是正確的，既有效控制了運行中的安全風險，又積累了初始數(shù)據(jù)，為后續(xù)更全面的開展印尼煤摻燒奠定了基礎(chǔ)。

以上關(guān)于印尼煤摻燒數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，運行方式對燃燒特性的影響，可以作為后續(xù)摻燒的基礎(chǔ)性指導意見，煤質(zhì)特性指標不同，摻配的煤種及比例的不同，制粉系統(tǒng)運行方式改變等因素均影響鍋爐燃燒性能，還需要后續(xù)不斷試驗及總結(jié)分析。經(jīng)了解周邊電廠摻燒情況，神混煤與印尼煤摻燒過程鍋爐會出現(xiàn)嚴重結(jié)焦情況，伊泰煤次之，以上三種煤均是我廠常用煤種，所以在鍋爐結(jié)焦方面，以及結(jié)焦對鍋爐受熱面、冷灰斗等危害的預防和防治上我們還缺乏經(jīng)驗和存在不足。

（作者單位：廣東惠州平海發(fā)電廠有限公司 516000）