褐煤摻燒的探索與實踐

魏雅冬

[關鍵詞]褐煤;探索;實踐

引 言

由于近幾年煤炭市場的不利形勢，我公司積極開展褐煤摻燒工作，爭取最大限度降低成本，提高企業盈利能力，公司提出采購部分劣質煤、褐煤作為動力燃料發電。入爐煤科學、合理的混配，既是保證機組安全穩定運行，又是保證經濟指標提升和全年生產任務完成的基礎，為了做好褐煤摻燒工作，我廠根據爐膛燃燒情況，進行了燃燒調整試驗及爐膛燃燒系統的改造工作，在此基礎上制定了科學合理的配煤摻燒方案，為摻燒褐煤提供參考依據.

一、鍋爐設備及參數

我廠1、2號鍋爐均由哈鍋設計及制造，型號為HG-1025/17.5-YM36型，設計蒸發量為1025t/h，設計效率為93.579%。每臺鍋爐采用正壓直吹式制粉系統，五臺MPS170HP-II型中速磨煤機，爐膛四角布置角式煤粉燃燒器，切圓燃燒，燃燒器最大擺動角度為±30°。在燃燒器一二層、二三層、四五層之間布置有三層機械霧化油槍，一層燃燒器設有微油點火裝置。設計工況下4臺磨煤機運行，1臺磨煤機備用。燃用設計煤種MCR工況下消耗原煤：141.2t/h;爐膛截面熱負荷qa：4.667MW/m2;容積熱負荷qv：108.35KW/m3;燃燒器區域面積熱負荷qbw：1647kW/m2。

二、 褐煤性質

褐煤，又名柴煤，是煤化程度最低的礦產煤。煤化程度介于泥炭和煙煤之間，棕黑色、無光澤的低級煤。褐煤水分大（>40%），揮發成分高（>40%），發熱量低（<12.56MJ/kg（3000Kcal/kg），含游離腐植酸。空氣中易風化碎裂，燃點低（270℃左右）。化學反應性強，不易儲存和遠運。儲存超過兩個月就易發火自燃，堆放高度不應超過2m。主要用于發電廠的燃料，也可作化工原料、催化劑載體、吸附劑、凈化污水和回收金屬等。褐煤通常分為兩種：土狀褐煤（browncoal），質地疏松而較軟;暗色褐煤（lignite），質地致密而較硬。可直接用作家庭燃料、工業熱源燃料及發電的燃料，也可用作氣化、低溫干餾等的原料。

三、 摻燒褐煤對機組的影響

摻燒褐煤后，入爐煤質遠低于設計煤種，對鍋爐著火穩定性有很大影響。由于褐煤揮發分高，水分高，灰分小，燃燒切圓不穩定;同時燃用褐煤時，通常負荷都低，也會造成燃燒不穩定現象，使燃燒工況惡化。

由于褐煤屬于高水分、高揮發分煤種，易燃燒，摻燒褐煤時，會使對應噴燃器著火提前，造成燃燒器燒損。由于其灰熔點經過測試在1050℃，具有較強結焦特性會使該噴燃器區域結焦嚴重，吸熱量減少，其他區域吸熱量增加，影響鍋爐水冷壁安全。褐煤屬于高揮發分、高水分褐煤，容易引發制粉系統爆炸;水分高特性容易造成制粉系統干燥出力不足，磨煤機出口溫度降低，粉管積粉堵塞引起積粉自燃;未堵塞粉管對應的燃燒器出力增大，造成局部熱負荷過高，結焦加劇，形成惡性循環，影響鍋爐安全運行。

摻燒褐煤對設備的運行和維護也有很大的影響，使設備的運行和維護周期變短。主要表現在制粉系統的連續長周期運行沒有停備時間、一次風管磨損加劇、噴口附近有嚴重的燒損現象、受熱面磨損增大等方面，給機組穩定運行帶了一定困難。這些都是摻燒褐煤不可避免的問題，如何減少這些負面影響，這需要我們在配煤摻燒工作中不斷地挖掘和總結經驗。

四、解決方案

（一）想要保證燃燒穩定安全，摻配混合的均勻性至關重要

配煤摻燒分兩種方式，爐前摻配和爐內摻配。爐前摻配：是指不同煤種在卸煤或上煤過程中進行混配，在進入磨煤機前已基本混合均勻。爐內摻配：是指兩種煤在不同磨煤機分別磨制后在爐內燃燒過程中進行混合，主要通過按煤種分倉上煤來實現。其優缺點如下。

爐前摻配優點：（1）摻配煤操作簡單;（2）制粉系統安全性相對較高;（3）爐內燃燒均衡。

缺點：（1）機組的熱態啟動耗油量較高，不能進行小油槍或等離子點火改造;（2）爐內燃燒過程中存在“搶風”現象，易造成燃燒不完全;（3）工作量較大。

爐內摻配優點：（1）機組運行中有1臺或2臺磨煤機磨制煙煤，利于機組熱態啟動;（2）制粉系統煤粉細度、磨出口溫度可分別控制;（3）燃燒初期分別燃燒，不存在搶風現象。

缺點：（1）分磨摻燒方式時，爐內溫度場可能會出現嚴重的不平衡現象，反而影響煤粉燃盡;影響火焰穩定性;（2）當摻配的煙煤揮發份較高時，制粉系統的安全性大大降低，因此必須做好防止制粉系統爆炸、自燃的措施。

（二）調整燃燒時按照如下原則進行

（1）合理組合磨煤機運行方式，采取鼓腰配風、束腰配煤的燃燒方式。將中部的二次風適當的開大、適當減少中部給煤機給煤量。降低燃燒器區域溫度。

（3）通過風量調整，降低火焰中心，達到降低爐膛出口煙溫的目的。

（3）爐上部燃燼風盡量不開，以減少爐膛上部還原性氣體，減少爐膛結焦的概率。

（4）任何情況下不允許超參數運行，經常檢查漏風情況。

（5）摻燒褐煤的磨煤機對應一次風噴口周界風門開度不得低于30%。

（6）發現鍋爐結焦，根據負荷情況，值長通知燃料更改配煤比，同時降低負荷運行。

通過以上摻燒試驗表明，采用分磨、隔層燃燒器爐內混配運行方式在防止爐內結焦方面優于爐外摻混方式，采用分磨摻混后，未發生嚴重結焦現象。并建議應縮短磨煤機檢修周期。檢修時加強對磨輥、一次風管道、分離器等內部檢查。

結 語

挖掘自身潛力積極開展配煤工作，優化燃煤結構，確保配煤摻燒不影響發電任務的完成的前提下，降低燃料成本，力爭實現企業綜合效益最大化。