火電廠摻燒非設計煤種經驗淺談

李建和

火電廠摻燒非設計煤種經驗淺談

李建和

（江蘇華電揚州發電有限公司，江蘇 揚州 225002）

由于能源日益緊張，燃煤價格不斷上漲，火電廠利潤空間不斷被壓縮，摻燒低價煤種成為火電廠降本增效的必由之路。通過對不同煤種的特性分析和生產實踐綜合判斷，提出了合理的摻配低價煤方案以及在實際生產中所采用的相應燃燒措施，以期提高火電廠的經濟性與安全性。

火力發電廠；鍋爐；摻配摻燒；穩定燃燒

1 燃煤摻燒是大勢所趨

燃料費用占火電廠發電成本的70%左右，由于煤炭供應形勢的變化，發電企業用煤較設計煤種有較大差別，而且電煤價格不斷上漲，使發電成本不斷上升，經營壓力巨大。現在發電企業只能根據市場情況購煤，入廠煤存在煤源點布局廣、煤種繁多、相互熱值偏差大、燃燒特性偏差大、劣質煤多、粉煤多的問題。為了降低成本，提高電廠的經濟效益，鍋爐優、劣煤種混合摻燒是發電企業應對嚴峻的外部市場環境必然舉措，而且將是一個長期的舉措。

2 燃煤摻燒帶來的問題

鍋爐實際運行的過程中，當鍋爐燃用設計煤種或煤質特性相近的煤種時，才能確保其安全性、經濟性。即使在較低負荷工況下運行，鍋爐也能穩定燃燒，且能快速適應電網的調峰需要。進入火電廠的往往是多品種、煤質特性差異較大的煤炭，鍋爐在燃用偏離設計煤種的燃煤時會存在諸多問題。當鍋爐燃用劣質煤，將會使其運行中出現以下不正常的現象：鍋爐在實際運行中，當制粉系統、風煙系統、脫硫系統出力達到最大，鍋爐負荷仍然達不到額定出力，給除灰等附屬系統帶來沉重的負擔；鍋爐排煙熱損失增大，機械不完全燃燒熱損失增大，飛灰含碳量增大等，鍋爐效率下降，煤耗上升，每年還會浪費大量的動力煤；鍋爐燃燒不穩定，爐膛負壓晃動大，負荷波動，甚至會發生滅火放炮事故；入爐煤的煤質指標與設計煤種偏差較大時，灰成分也會發生改變，灰的熔點降低，爐內受熱面結渣超溫，飛灰量增加，尾部受熱面磨損加劇，導致爆管，嚴重影響鍋爐的安全運行；由于粉煤、泥煤的流動性差，經常造成原煤斗堵煤，作為直吹式制粉系統，磨煤機斷煤嚴重影響燃燒的安全，處理不好影響的不僅僅是負荷，還可能導致鍋爐滅火。

3 燃煤摻配摻燒方法選取方面堅持的原則

保證入爐煤質相對穩定，避免煤質大幅度波動，提高鍋爐燃燒穩定性。為保證入爐煤質相對穩定，需要燃料生產部門與化學生產部門嚴格把關，細致化驗、全面分析各種燃煤的成分與燃燒特性，做到合理摻配。

保證難著火、難燃盡煤種的煤粉細度，提高燃燒經濟性。不同煤種可磨性系數不同，在燃料摻配時，不能只關注燃煤的發熱量和揮發分，有時兩種燃煤理論上物理摻配后發熱量與揮發分均適合燃燒，卻忽略了可磨性系數的差異，導致兩種燃煤在磨煤機內部因磨細的難易程度而形成分段出粉、分段燃燒，這樣就違背了混煤摻燒的初衷，沒有達到保證安全與經濟性的目的。

要綜合考慮摻混煤種的著火、燃盡特性，合理進行二次風的分配；保證各煤種盡量充分燃盡，確保燃燒效率。因此，在混煤摻燒的生產實踐中，應根據鍋爐、制粉系統、摻混煤種特點等合理選取混煤摻燒方式，一旦條件發生變化，應改變相應的混煤摻燒方式。

4 燃煤摻燒情況下燃燒調整的一般原則

運行人員要及時了解當班燃用的煤質情況、煤種摻配方式。針對不同的煤質，做出有針對性的燃燒調整，做好防范措施、事故預想。

從思想上高度重視鍋爐燃燒調整工作，優化磨組運行方式，盡量避免隔層燃燒。加強磨組煤量的優化分配及二次風的配比，加強對爐膛負壓、熱量信號、氧量、轉向室煙溫、磨煤機火檢、就地觀察燃燒器噴口著火情況的監視。

加強磨煤機運行工況的調整與監視，保證合適的風煤比。當磨煤機電流大于正常運行電流或磨煤機壓差不正常增大時應加強石子煤的排放，減少下煤量并進行抽粉，防止堵磨，確保磨煤機運行工況的穩定。

5 燃燒摻燒煤的鍋爐穩燃

根據入爐煤質分析報表，參照鍋爐設計燃用煤種表中的數據，分析低負荷運行時燃燒工況的可靠性。在操作前做好有關的事故預想，減少爐內的擾動，從而避免鍋爐發生滅火事故。

考慮到入爐煤的取樣分析的低位熱值與實際燃用煤的誤差較大，在運行中，操作人員可利用CRT上顯示的鍋爐總煤量進行入爐煤低位熱值的估算，計算方法是：入爐煤發熱量（MJ/kg）=電負荷（kW）×10.5÷總煤量（t）。

低負荷下，盡量減少磨運行的臺數，集中火嘴，提高煤粉濃度。盡量保證主力磨（#2、#3磨）的煤量不小于24 t/h，形成一個相對燃燒穩定的著火區域，利用上層磨進行負荷的調節。

加強爐內空氣動力場的調整。一次風的調整：對于劣質煤由于灰份偏大，煤粉著火熱增大，著火困難，而灰殼包裹碳粒，阻擋碳與氧氣的接觸界面，使燃燒推遲，所以，低負荷情況下，燃燒低價煤時，一次風在滿足煤粉輸送要求的情況下，盡量少用。利用各磨的一次風速來判斷各磨的一次風量是否滿足輸送的要求。一般情況下，磨出口風速保證在20 mm/s以上，各火嘴出粉正常。運行時，經常性會遇到某個一次風速測點突然大幅度下降，甚至為0。如果該測點下降的同時，其他風速測點未變化，說明是測點故障，聯系熱控處理。如果其他風速測點升高，說明該風速測點處有積粉，該磨的一次風量偏低，盡快提高該磨的一次風量。同時就地觀察火嘴著火情況，防止一次風管堵塞事故的發生。

二次風的調整：正常運行中，送風量與負荷相對應，控制的是過量空氣量和二次風與爐膛負壓的差壓。低負荷時，氧量不宜太高，太高不利于著火，降低爐膛平均溫度，但也不宜太低，由于低價煤易結焦，在還原性氣氛里，結焦非常厲害。一般維持在3.0%左右為宜。二次風與爐膛負壓的差壓（下稱二次風壓）與負荷成線性函數關系，一般200 MW在5.5 kPa左右，300 MW在1.1 kPa左右。運行中在氧量確定的情況下，通過改變各二次小風門的開度來調節二次風壓。燃燒低價煤時，低負荷下盡量采用上大下小式配風，即自下而上，風門開度逐漸增大，以實現分段送風，易于燃燒穩定。但中間二次風不宜太大，過早與一次風混合，不利于燃燒，同時使火焰發生偏斜，所以中間二次風一般采用“束腰”。最下風二次風也是常說的“托粉風”，其開度不宜太低，太低會導致灰渣中的可燃物大幅度增加，不完全燃燒使損失增加。

6 燃燒低價煤時，幾種不利情況及相應的措施

低價煤的焦結性系數都很高，灰熔點低，易積灰結焦。運行中要注意調整，提高過量空氣系數，控制氧量在3.0%以上。實踐證明，在氧氣不足的還原性氣氛中，灰熔點有時會下降到150～200 ℃。提高煙氣的流速，減少可燃物在受熱面上的積存。嚴格執行定期吹灰，必要時加強吹灰的次數，保證受熱面清潔，維持燃燒穩定。加強排渣，保證水封系統運行正常，及時補水。

低價煤燃盡度低，運行中加強排煙溫度的監視，防止由于可燃物的積存，造成尾部煙道再燃燒，當排煙溫度不正常升高時，及時吹灰、投堿沖洗水。

一般低價煤水分大，磨出口溫度往往較低。燃燒低價煤時，盡量減少冷一次風，多用熱一次風，必要時，關閉冷風隔絕門。可適當降低磨出口溫度運行，一般維持在70 ℃左右運行，但不得低于65 ℃，燃燒還需注意各臺磨入口溫度，入口溫度盡量≯260 ℃，長時間過高易造成磨內石子煤冒煙、著火。遇到該煤種時，停磨前及時排盡內部石子煤，同時進行充分抽粉，降低磨出口溫度（＜70 ℃），防止磨內積留的煤粉發生緩慢氧化，使磨出口溫度升高。

7 結束語

摻燒煤的燃燒調整是一個非常復雜的過程，遇到的問題遠遠不只提到的，例如低價煤流動性差，定期降倉，燃燒低價煤時，受熱面磨損加劇，易超溫爆管、油煤混燒易結焦等，通過不同煤種的摻燒實踐的經驗證明，只要認真抓好配煤摻燒工作及認真執行相關措施，可以對不同煤種的特性加以預測和控制，不同煤種的摻配摻燒工作便可以順利進行，鍋爐運行的安全與經濟性得到保證，最終實現降本增效的目標。

［1］金生祥.火電廠燃煤摻燒經濟性邊界分析研究［J］.發電設備，2018，32（3）：188-193.

［2］趙志宏.火電廠多煤種摻燒的應用研究［J］.吉林電力，2017，45（5）：35-38.

TM621

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2019.17.037

2095－6835（2019）17－0083－02

李建和（1972—），男，江蘇泰興人，大專，高級技師，研究方向為發電廠鍋爐運行。

〔編輯：嚴麗琴〕