分磨磨制摻燒晉城煤在超臨界“W”型火焰鍋爐上的實踐

鄭成杰，封艷宏

（神華國能寧夏鴛鴦湖煤電有限公司，寧夏 銀川 751400）

目前，直吹式制粉系統電站鍋爐的混煤摻燒方式有傳統的“爐前摻混，爐內混燒”，這種摻混方式對煤質特性差異相近的燃料比較適用，還有“分磨磨制，爐內摻混”的新型摻混方式，此種摻混方式則是綜合考慮了摻煤煤種的相關煤質參數，如燃燒特性和可磨性等差異較大的情況，通過分別控制合理的煤粉細度，同時，兼顧了易燃煤種的著火性能和難燃燼煤種的燃盡性。晉城無煙煤屬于有名的“三難”煤種：難磨碎、難著火、難燃燼，但是，熱值高，價格相對便宜，如何取其長避其短，提高入爐煤的平均發熱量及機組的帶負荷能力，同時，創造一定的經濟效益，通過“分磨磨制，爐內摻混”及其它輔助手段，可較好地解決此問題。

1 設備概況

某電廠3號爐為北京B&W公司生產的B&WB-1900/25.4-M型超臨界參數變壓直流爐。采用雙進雙出正壓直吹制粉系統，“W”火焰燃燒方式，配置24只濃縮型EI-XCL低NOx雙調風旋流燃燒器，對稱布置在鍋爐的前后拱上，與之配套的是6臺上海重型機器廠生產的BBD4366型雙進雙出鋼球磨煤機鍋爐，主要設計參數見表1。設計燃用本地無煙煤，設計煤質見表2。

表1 鍋爐主要設計參數

表2 主要設計煤質特性

2 摻燒晉城無煙煤經濟性及安全性分析

3號爐2010年6月通過“爐前摻混，爐內混燒”的摻混方式，在本地無煙煤中摻燒了12%～15%的晉城煤。鍋爐飛灰可燃物平均達到了11%，鍋爐效率僅為89.2%。甚至高負荷時負壓波動大，燃燒不穩，一周內出現幾次負壓波動至+1500Pa的情況。由于本地煤及晉城煤在可磨性上相差較大，可磨性差異較大的兩種煤混合時，其可磨性不具有“加和性”，而是趨于難磨煤種，這兩種混煤在磨煤機內一起磨制時，可磨系數低的煤“欠磨”，而可磨系數高的煤“過磨”，煤粉均勻性差，難燃盡的晉城煤煤粉顆粒偏粗，造成飛灰可燃物偏高。隨著負荷的增加，磨煤機出力增大，一次風速增加，煤粉細度更加得不到保證，本地無煙煤的著火也相應推遲，對晉城煤的燃燒支持也相應下降。煤粉著火的整體推遲，勢必會造成脫火，加之摻混并不一定完全均勻，難免局部會出現滅火，爐膛負壓波動較大，也在情理之中。

3 分磨摻燒試驗

燃用無煙煤的關鍵是控制煤粉細度，為保證晉城煤煤粉的細度及均勻性，“分磨磨制，爐內摻混”的摻燒方式是解決問題的有效手段。3號爐采用的是6臺BBD4366型雙進雙出鋼球磨煤機，裕量大，將晉城煤單獨磨制，煤粉細度不難控制，這是該廠燃燒晉城煤的優勢。根據經驗公式無煙煤的最佳煤粉細度R90=Vdaf/2，因此，晉城煤的細度控制在4%以下比較合理。通過試驗找出煤粉細度在4%左右時磨煤機的出力，合理控制磨煤機的鋼球裝載量，調整分離器折向擋板，找出最佳的摻混工況。

3.1 選取合適的磨煤機單獨上晉城煤

根據爐內火嘴的布置，選取F磨單獨上晉城煤，F磨的四個火嘴布置相對靠中間，都有相鄰火嘴的火焰支持，周圍溫度相對較高，有利于晉城煤的著火及燃盡。6月30日晚班F磨單獨上晉城煤，7月1日下午，取飛灰化驗的含碳量為8.5%，晉城煤的摻混比例為15%左右，跟爐前摻混時的比例相當，分磨摻燒伊始飛灰下降，經濟性提高。

3.2 提高磨煤機的鋼球裝載量

燃用本地無煙煤時，磨煤機電流為165～167A，單臺磨煤機出力為60t/h左右，煤粉細度能控制在3%以下，將F磨換成晉城煤后，未做任何調整，磨煤機的出力只能維持在40t/h左右，且細度有6%～8%，更加體現了晉城煤難磨的特性。試驗期間通過提高磨煤機的鋼球裝載量，磨煤機電流由168A升至173A，增加了磨煤機的碾磨出力。

3.3 分離器折向擋板的調整

F磨煤機增加鋼球后，將分離器折向擋板由原來的3.5格關小至4.2格（共6格）。在調整的過程中，F磨出力由40t/h降至36t/h，細度控制在了4%以下。

3.4 確定合適的磨煤機的出力

通過逐步增加磨煤機的出力，測試不同出力下的煤粉細度及一次風管的風速，找出合適的磨煤機出力。磨煤機出力從32t/h開始增加，一次風管平均風速25m/s，細度R90為1.8%；當磨煤機出力增加到36t/h時，一次風管平均風速增至30m/s，細度R90為3.5%，增加至40t/h時，一次風管平均風速增至33m/s，細度為4.5%。一次風速偏高會影響煤粉著火的穩定性，因此，建議磨煤機出力控制在36t/h左右，以提高鍋爐的經濟性及穩定性。

3.5 晉城煤不同出力下的鍋爐效率

機組500MW工況下，晉城煤在32t/h、36t/h、40t/h三個出力下（摻燒比例為12%～15%）進行了鍋爐效率測試，試驗結果見表3。

4 結論及展望

（1）摻燒12%～15%的晉城煤，“分磨磨制，爐內摻混”較“爐前摻混，爐內混燒”的摻混方式消除了高負荷時負壓波動大的現象，同時，鍋爐效率提高了約2%，飛灰可燃物降低了5%～6%，摻燒晉城煤優先選用該摻混方式。

表3 500MW工況晉城煤不同出力下的鍋爐效率

（2）燃用該晉城煤煤種時，建議出力控制在36t/h，煤粉細度控制在3.5%，以保證鍋爐效率達到設計值。

（3）“分磨磨制，爐內摻混”的摻混方式不能完全消除由于燃用晉城無煙煤帶來的鍋爐飛灰含碳量的增加、經濟性的下降，因此，為保證鍋爐經濟燃燒，要控制晉城煤的摻燒比例。另外，晉城煤粒度小，很少有大塊，磨煤機可選用耐磨小球，即節約了廠用電，又可以保證煤粉細度。