淺談高揮發分褐煤摻燒的影響及對策

周敬

【摘? 要】本文分析了電廠常用高揮發分褐煤的特點，以及摻燒高揮發分褐煤以后給制粉系統帶來的影響，側重分析摻燒高揮發分褐煤種關鍵技術及相關危險點預控，制定了電廠高揮發分褐煤摻燒辦法和燃用高揮發分褐煤運行控制措施，對將來我廠1、2號機投產以后摻燒高揮發分褐煤具有較大的參考價值和借鑒意義。

【關鍵詞】超超臨界機組;鍋爐;摻燒;高揮發分褐煤;預控;

一、概述

某火力發電廠 一期2*1000MW燃煤汽輪發電機組的鍋爐主設備由哈爾濱鍋爐廠有限責任公司制造，三菱重工業株式會社提供技術支持，鍋爐型號：HG3100/28.25-YM4型，鍋爐是超超臨界變壓運行直流爐、采用П 型布置、單爐膛、低 NOX PM 主燃燒器和 MACT 燃燒技術、反向雙切圓燃燒方式，爐膛采用內螺紋管垂直上升膜式水冷壁、一次中間再熱、調溫方式除煤/水比外還采用煙氣分配擋板、燃燒器擺動、噴水等方式。鍋爐采用平衡通風、露天布置、固態排渣、全鋼構架、全懸吊結構。制粉系統配置6臺北京電力制造總廠生產ZGM123-II型磨煤機，最大出力為93t/h。

高揮發分褐煤因其有可觀的價格優勢，已成為我國東南沿海地區火電廠燃用的重要煤種之一。所以，目前許多沿海電廠機組投入商業運行以來，大部分時間鍋爐摻燒高揮發分褐煤種，面對高揮發分褐煤的揮發份高、水份高、粘度大、熱值變化大等系列極端特性，制粉系統時刻處于一種是高危險工況。通過對同類型機組的調研發現，經過長期實踐，已經摸索出一套詳細的、切實可行的預控技術，來確保鍋爐的安全、穩定、高效運行，將來為我廠高揮發分褐煤的摻燒工作順利實施提供技術保障。

二、煤種特性

高揮發分褐煤具備以下特性：揮發份高、水份高、熱值高偏差大（發熱量偏差較大）、著火點低、粘度高、可磨性低。

三、高揮發分褐煤摻燒以后對制粉系統的影響及應對措施

摻燒高揮發分褐煤以后制粉系統出現的問題有制粉系統的堵煤、自燃、著火、爆炸、空預器排煙溫度高等，通過對沿海同類型電廠的調研，總結了幾個方面的問題。

1.制粉系統發生堵煤

1.1原因分析：

1）雨季，露天煤倉，煤濕，在原煤倉給煤機進口或給煤機落煤管堵煤。

2）原煤粘度大，給煤機給煤量大，在給煤機落煤管堵煤。

3）由于原煤較濕，在給煤機內部容易造成局部積煤，出現給煤機皮帶卡澀、打滑的現象。

4）原煤水份高，磨煤機出力未達最大，但磨一次風量不足或一次風壓低，容易造成磨煤機堵煤。

5）燃用高揮發分褐煤的制粉系統，建議長時間運行，防止水分大容易造成給煤機入口管道堵煤。

1.2制粉系統堵煤的應對措施

1）及時掌握上煤煤質情況，對于雨季，要做好運行方式的調整，做好斷煤的事故預想;上煤采取分堆方法：依據現場煤堆情況，對不同煤倉盡可能地上不同堆的煤，對于大雨天，要挑選干煤上1～2個煤倉，確保至少一個原煤倉有干煤，煤場原煤含水嚴重時，特殊情況可以采用煤船直接向原煤倉上煤的方式，但要注意大煤塊的消除;控制上煤的濕度。雨天原煤倉空氣炮正常備用，要專人不定時對煤倉打空氣炮，空氣炮用不了的，要有專人用大錘敲打煤倉，防止煤倉堵煤。

2）制粉系統必須有專人檢查，重點檢查給煤機下煤情況（給煤機觀察孔必須清晰），發現原煤較濕，降低磨煤機給煤率;如果機組出力不足可增投磨煤機;適當加大磨煤機一次風量;監視磨煤機磨碗差壓在正常范圍內;加強給煤機和磨煤機工況的監視;適當提高磨煤機出口溫度運行;盡可能的保持每臺磨煤機煤量一致;加強磨煤機石子煤的排放。

3）加強運行磨煤機的監視，發現磨煤機電流快速下降、風量降低、出口溫度上漲、主汽壓下降說明給煤機可能堵煤，應立即采取措施。可停運給煤機，并派人至就地檢查，防止落煤管、磨煤機等嚴重堵煤;如果一臺磨煤機堵煤而跳閘，應加強其他磨煤機煤量的監視，防止煤量過多而堵煤;如果原煤帶水較多，機組帶不上負荷，應降低負荷運行直至磨煤機能正常運行為止。堵煤處理過程注意事項：堵煤磨煤機隨時都有吹干的可能，吹干時應及時調整磨煤機出口溫度，同時也要注意主汽壓和汽溫的調整，防止鍋爐超壓和超溫。

2.制粉系統自燃、著火、爆炸

2.1原因分析：

1）磨煤機停磨過程中由于吹掃風量不夠或吹掃時間不足。

2）磨煤機停磨過程，磨出口門未關閉時，冷風和熱風門關閉太快，導致煤粉管回火。

3）磨煤機石子煤著火，沒有及時處理，石子煤排放不暢導致刮板碰磨以后引發火災。

4）磨煤機跳閘后，由于吹掃不徹底導致揮發份積聚在磨內部，重新啟動前沒通蒸汽吹掃，當微油槍點火或者開啟磨出口門后引發自燃爆炸。

2.2制粉系統自燃、著火、爆炸的應對措施

1）磨煤機啟動前必須測量煤倉溫度<40℃，并作好相應的臺賬記錄;啟動和停止磨煤機，要保證足夠的一次風量，停止磨煤機前要將磨內的原煤吹盡直至煤火檢沒有為止，對于煤粉管道偏長或有死角的磨煤機，要加長吹掃時間，加大吹掃風量;禁止在停磨過程中將冷風調節門或熱風調節門快速關閉，避免對制粉系統產生較大的擾動;跳閘后的磨煤機如果需要再次啟動，則應嚴格執行先通消防蒸汽3-5分鐘→開磨煤機出口門→開冷風門的操作，防止開出口門時爐內高溫煙氣引發磨煤機內高揮發份爆炸事故。

2）燃用高揮發分煤種時，要嚴格控制磨出口溫度不能超限（詳見曲線），當揮發份大于45%及以上高揮發分褐煤種要特別注意;對于運行中的磨煤機應該加強石子煤的排放和監督工作，防止石子煤著火;

嚴格控制磨煤機的風煤比，盡量避免低風量、低一次風速長期運行，通過電科院做實驗時對磨煤機的入口風量測點和一次風速的測點進行檢查核對其測量值的準確性;如果發生因石子煤著火引起的運行中的磨煤機跳閘，要立即投入消防蒸汽進行滅火;運行中的磨煤機應該嚴格控制磨進口一次風溫度，禁止入口一次風溫>250℃、出口溫度>70℃，防止煤粉在磨內爆炸。

3.空預器排煙溫度高的原因分析

為了防止磨煤機著火，通過開大冷風、關小熱風的辦法抑制磨煤機的進出口溫度，這樣就造成了通過空預器的熱一次風量的減少，冷一次風量的增加，空預器整體換熱效果減弱，排煙溫度的上升，影響機組的經濟性。

四、摻燒高揮發分褐煤的建議和措施

摻燒高揮發分褐煤工作，是一項長期而又繁雜的工作里面涉及到的東西包括了很多，通過對其他兄弟電廠的調研和大家結合以前的工作經驗總結中提出了很多建設性的意見，我們歸納為煤場部分、輸煤部分、制粉部分、附屬系統部分四大類。

1.煤場部分

高揮發分褐煤在煤場的存儲時間不宜過長，當環境溫度較高且積存超過10天時，應有防止自燃的措施，每班應定期檢查煤堆內的溫度，并做好相應的臺賬記錄，當溫度升高到60℃以上時，及時查明原因并采取措施;組堆完畢后，應建立組堆檔案，寫明堆號、進廠時間和監測溫度等;當儲煤場發生積煤自燃應立即滅火，對于大面積自燃，采用推土機處理時，應防止堆煤塌方和推土機滑坡情況的發生;在基建期要注意嚴禁在儲煤場的地下敷設電纜、蒸汽管道，易燃、可燃液體及可燃氣體管道。

2.輸煤部分

輸煤系統應配備足夠的消防設施和除塵裝置，除塵后環境的粉塵濃度應達到防爆要求，輸煤皮帶采用阻燃皮帶;對于易積粉的電纜部位，應采取相應的隔離措施;對除塵系統和通風裝置、火災報警裝置檢查形成定期工作，皮帶著火后應立即停止皮帶運行，用滅火器或水從著火兩端逐漸撲滅;若上煤時發生自燃，應采用消防水撲滅火種后再上煤;上煤時應及時清除煤中攜帶的草、木材、油脂、雷管等易燃易爆物。

3.制粉部分

3.1原煤倉

在基建期應該檢查原煤倉的內壁應完整光滑，以保證將來煤流的通暢，操作中應注意磨煤機冷、熱風門及給煤機出口插板門應關閉嚴密，每個原煤倉設置煤位監測裝置不得少于2點，且應裝設高、低煤位信號，原煤倉有存煤的備用磨煤機最好在48h內切換一次，計劃停爐時間超過1周時，應將原煤倉內積煤燒凈，定期檢測原煤倉外殼溫度，不得超過60℃，否則應通入惰性氣體，當發現原煤倉內出現煤粉自燃或燃燒時，應立即進行惰化或滅火。

3.2給煤機

運行人員應定期用紅外測溫儀檢查給煤機外殼溫度有無異常變化，給煤機箱體溫度最高不得超過70℃。制粉系統正常停運時，應將給煤機內存煤轉凈。當給煤機故障停運時，運行人員應增加檢查頻次，發現異常及時處理。給煤機清掃鏈應運行平穩，無卡澀等異常現象，給煤機檢修前，應隔離給煤機設備，并清理凈積煤、積粉。

3.3磨煤機

對于磨煤機而言在摻燒高揮發分褐煤之前應該在入口熱一次風管道宜裝設防爆門，一次風管道上應裝設快速關斷門，并保證關閉嚴密，在磨煤機的本體裝CO測點，在石子煤箱內應裝設溫度測點，制粉系統在運行時，應注意測量儀表、信號、保護、聯鎖、隔絕門、調節門以及供氣（汽）和供水閥門及滅火設施的完好性，磨煤機出口溫度應控制在60℃～70℃，石子煤箱體溫度不得超過磨煤機入口混合風溫度，磨煤機石子煤斗應定期排放，嚴禁石子煤存留時間過長。當發生斷煤時，應采用關小熱風門、開大冷風門的方法，降低磨煤機出口溫度。在磨煤機檢修時應該檢查石子煤刮板磨損情況，若磨損超標，應立即更換;對于制粉系統檢修工作票發出前前應全面檢查，確認無積粉和火源后，方可開始工作。

4.附屬系統

4.1電除塵器

啟爐前應確保灰斗無存灰，并投入除灰系統;停爐后應及時將灰斗積灰排凈。在啟停爐、煤油混燒、長期低負荷運行等情況下，嚴禁進行灰斗人工放灰作業。當倉泵溫度達到可作業溫度時，方可打開檢查孔進行積灰清理及內部檢查。

4.2干除渣渣倉

鍋爐點火期間，應將渣倉內的大渣及時排空。

五、總結

通過實施褐煤摻燒，并對生產過程中的危險分析及時把控，通過一定的積累給企業帶來了相當可觀的經濟效益，為企業的創收增效提供了有力的保障。

（作者單位：神華（福州）羅源灣港電公司）