摻配煤燃燒方案與穩定燃燒措施

　　摘 要：隨著電煤供應的緊張，劣質煤摻燒是目前各火電廠都必須面對的課題，本文介紹了田家庵電廠摻燒劣質煤的方案與穩定燃燒措施，在實際生產中取得了良好的效果，可為其他兄弟廠摻燒劣質煤提供借鑒。

　　關 鍵 詞： 劣質煤,配燒,燃燒,穩定

　　1.前言

　　淮南田家庵發電廠現裝機兩臺300MW汽輪發電機組，所配鍋爐為上海鍋爐廠制造的1025T/H亞臨界壓力、中間再熱、燃煤、露天、強制循環汽包爐，燃燒方式為四角切圓燃燒，每臺鍋爐配置四組中間儲倉式乏氣送粉制粉系統，設計燃用煤種為淮南原煤，其可燃基揮發份為33.8%，低位發熱量19228 kj/kg。

　　近年來，由于燃煤市場逐漸轉變為賣方市場，煤炭供應緊張，發電廠已不可能燃用單一設計煤種，在保證鍋爐安全、經濟運行的條件下，以設計煤種為基礎，同時配用劣質煤種的混配燃燒，已成必然。由于不同煤種的組成和特性不同，從原煤摻配，煤粉磨制到燃燒過程，都與燃用單一設計煤種有較大差異，它并不是幾個煤種的簡單疊加，如果配煤得當，提高制粉設備、燃燒設備的可靠性，強化鍋爐燃燒調整，則可以保證鍋爐燃燒穩定，降低發電廠燃料成本。田家庵發電廠每年消耗原煤總量200萬噸，其中1/3為非設計煤種，如果配燒不當，將會引起鍋爐效率降低，受熱面結焦積灰嚴重，鍋爐達不到額定出力，燃燒不穩定，甚至發生熄火停爐事故。可見，制定不同煤種的科學配燒方案和強化鍋爐穩定燃燒的措施，對確保機組安全、經濟運行意義重大。

　　2.燃用劣質煤對鍋爐運行的影響

　　近年來，田家庵電廠燃用的設計煤種——淮南原煤占全廠燃煤總量的2/3，其余的要自籌煤源，而自籌煤源煤種較雜，有淮南地方小礦煤，有外省及省內其它礦的煤，這些煤揮發份低、灰份大、矸石多，煤質難以保證，對鍋爐穩定運行影響較大，主要體現在以下幾方面：

　　2.1 揮發份低。揮發份是煤粉著火、穩定燃燒的重要指標，揮發份低，則煤粉的著火溫度高，進入爐膛后的著火點推遲，降低了燃燒的穩定性，增加了燃燼的難度，小礦煤炭的揮發份一般在12~16%，遠低于設計值，若大量同時燃用該煤種，將會給鍋爐穩定燃燒造成較大隱患。

　　2.2 熱值低。田家庵電廠配用劣質煤的低位熱值在16500kj/kg左右，其灰分含量高，固定碳含量低，煤粉著火及燃燒困難，燃煤耗量增加，爐膛出口煙溫升高，鍋爐減溫水用量增加，尤其是再熱汽減溫水量。嚴重時所有給粉機轉速達上限，鍋爐仍達不到額定出力。其中#5爐因空氣預熱器漏風率較大，在環境溫度稍高時若燃用較多劣質煤，則造成引風機出力不足，鍋爐不得不低氧燃燒，既威脅燃燒的安全，又使引風機耗電率增加，排煙溫度增高，不完全燃燒損失增大，鍋爐效率降低。燃煤量的增加，又使磨煤機的制粉壓力增大，尤其是煤潮時，原煤過粘，極易造成原煤管、給煤機積煤，磨煤機堵塞，在連續陰雨天氣，運行人員清理、疏通制粉系統，運行維護量大。飛灰量的增加，使鍋爐爐膛、水平煙道、尾部煙道受熱面積灰、磨損加劇，需增加對受熱面的吹灰次數和受熱面防磨檢查次數。

　　2.3矸石多。煤中矸石多，煤粉磨制困難，磨煤機鋼球耗量增大，制粉能力下降，制粉能耗增大，煤粉倉粉位較難維持，嚴重時機組不得不降低負荷運行。為提高制粉出力，使得制粉出力能滿足鍋爐負荷的需要，采用增加磨煤機內通風量，但通風量增加造成煤粉細度降低，煤粉著火和燃燼困難，鍋爐排煙溫度升高，效率降低，機組煤耗增大，經濟性降低。

　　2.4安全隱患大。綜上所述，如果劣質煤種用量過多，勢必給鍋爐燃燒穩定、機組負荷及經濟運行產生較大影響。田家庵電廠曾因短時煤源緊張，被迫較多燃用劣質煤，而發生了因燃煤熱值低，給粉機出力達上限，而鍋爐蒸發量不能滿足機組帶滿負荷的需要;也發生過制粉出力低、煤粉倉粉位無法保證，而不得不短時降低負荷運行。因此，制訂科學的劣質煤配煤方案和相應地穩定燃燒技術措施，是確保鍋爐安全、經濟運行的關鍵。

　　3.制定配煤方案

　　針對劣質煤供應情況，首先要從煤場管理入手，制定切實可行地輸煤配燒方案，最大程度地減少對鍋爐的影響。

　　3.1 煤場管理辦法

　　3.1.1 田家庵電廠有煤場一個，筒倉兩個，儲煤量共約7萬噸。為充分利用煤場的調節作用，對煤場劃分不同的區域，其中劣質煤全部存放在煤場北部，南煤場全部堆放淮南礦務局的優質煤，筒倉主要存優質干煤，在雨天或火車來煤較潮時，為鍋爐提供可靠煤質。

　　3.1.2 來煤進廠后，根據煤炭來源地、入廠煤質化驗結果，及目測及手感等經驗判斷，將不同煤種分別存入指定煤場。

　　3.1.3煤場每月盤點一次，了解各種煤質的存煤數量，便于科學調度。

　　3.2 輸煤及配燒方案

　　3.2.1配燒原則：長期配燒，避免短時大量燃用劣質煤。規定A、B、D原煤倉上設計煤種，C倉配燒劣質煤，為保證劣質煤的用量，機組負荷在220MW以上時，C層給粉機轉速高于其它層給粉機轉速，低負荷運行時適當降低C層給粉機轉速。

　　3.2.2向煤倉上煤時，由一條皮帶專門輸送劣質煤至兩臺爐的C倉，另一條皮帶輸送優質煤，避免同一條皮帶上煤時可能將劣質煤混入其它煤倉。

　　3.2.3當兩臺爐的C倉進滿劣質煤后(或機組因其它原因不能配燒劣質煤時)，而火車來的劣質煤又很多的情況下，則將劣質煤轉入指定的北煤場存放。

　　3.2.4當火車來煤較潮時，向鍋爐輸煤采用雙系統皮帶運行的輸煤方式，將潮煤和筒倉的煤按1:1或1:2的比例通過犁煤器混合輸送到同一原煤倉。

　　3.2.5當班值長根據每臺機組運行狀況、預計負荷等，可臨時改變配煤方案，如機組長時間滿負荷運行，燃燒或制粉設備故障、消缺時，則不配、少配劣質煤或分時段配燒劣質煤。

　　3.2.6向鍋爐輸送煤種和數量提前告知機組運行人員，同時加強對入爐煤的采質和化驗工作，保證煤質化驗報告準確，并及時錄入MIS系統，供運行人員查看。

　　4.完善鍋爐穩定燃燒措施

　　對鍋爐燃燒系統進行科學地完善并采取強化燃燒的措施，確保鍋爐燃燒穩定，有力配合燃用劣質煤。

　　4.1保證爐內良好的空氣動力工況和四角燃燒器風粉分配均勻。田家庵電廠在2008和2009年的機組大修中，完善了鍋爐一、二次風速在線檢測裝置，對鍋爐燃燒器進行了冷態空氣動力場試驗，對有貼邊現象的燃燒器安裝角度進行了適當校正，同時調整了二次風箱大風門開度。機組運行后又對鍋爐的一次風速進行了熱態調平標定，同時規定每班對各二次風、周界風擋板開度檢查校對一次，確保四角同層一、二次風檔板開度一致，位置正確，配比均勻。規定四角給粉機保持同時運行，不采用停一、二臺給粉機的燃燒調節方法。

　　4.2 提高煤粉氣流著火的穩定性。將配燒劣質煤的C層一次風速控制值比設計值降低2~4m/s，以保持與其它層相同的著火點，在DCS系統中增加了一次風速低報警功能，便于及時沖洗一次風管，防止低風速引起一次風管堵塞，并按規定對一次風管定期沖洗。

　　為保持較佳的煤粉濃度，有利于煤粉著火、燃燒，每層給粉機轉速控制在最高轉速的50~80%，偏離此范圍，則進行切、投層給粉機。

　　提高配燒劣質煤的C制粉系統煤粉細度，每周兩次分析煤粉細度參數，由于田家庵電廠采用的是乏氣送粉方式，為保持一次風速的穩定，運行中使用磨煤機乏氣再循環來改變磨煤機內通風量，同時輔助調節粗粉分離器折向門和粗細筒位置，確保煤粉細度在要求范圍內。

　　4.3發揮燃燒器煤粉濃淡分離裝置的最佳效益。濃淡分離裝置將進入爐膛的煤粉氣流分離為濃相和淡相，向火側的濃相有利于煤粉著火，背火側的淡相可防止煤粉沖刷水冷壁，濃淡分離裝置的切向角度是保證濃淡分離效果的關鍵。在2008和2009年的機組大修中，發現鍋爐部分濃淡分離器切向板角度發生了偏移，全部進行了校正。

　　4.4加強煤粉倉管理，確保給粉機下粉連續、均勻。中間儲倉式制粉系統的煤粉倉若管理不善，煤粉發生結塊或粉位較低(0.5~1米)時，易造成給粉機下粉不連續、不均勻，威脅鍋爐燃燒的穩定。為此我們制定了“煤粉倉管理制度”，規定正常情況下，各粉倉粉位不低于1米;每天對四個粉倉中的一個進行一次有效降粉，降粉時最低粉位降到0米，以破壞松散的粉塊;機組長時間低負荷運行時，停用的給粉機進行定期切換;嚴格按規定開關粉倉吸潮閥，保持吸潮管道的通暢，防止水蒸汽長時間滯留煤粉倉產生凝結造成煤粉結塊，有效

　　地防止了煤粉的結塊。

　　4.5保持穩燃油槍的可靠性。每日白班對穩燃油槍進行試投，確保進、退自如，油槍暢通;每周對油槍霧化片進行檢查，保證其良好地霧化效果。充分發揮氣化小油槍的功能，在燃燒不穩時及時投入氣化小油槍穩定燃燒。

　　5.制定運行燃燒劣質煤技術措施

　　在實際運行中，制定運行燃燒劣質煤技術措施要求運行中正確執行，保證燃燒穩定。

　　5.1每值接班后,煤質檢驗中心應及時將本班要燃用的準確的煤質分析數據匯報值長。

　　5.2接班時單元長、主值應了解上個班燃煤情況，并就地檢查實際來煤接班后匯報值長,了解本班要燃用的煤種及煤質分析，隨時掌握煤質變化，摻燒比例，合理組織燃燒，如遇煤質差，煤潮等煤種時，各爐組搗煤工具齊全，輸粉機、燃油系統應處于正常良好備用狀態，并做好事故預想。

　　5.3應盡量保持高粉位運行,以利于給粉機下粉流暢.

　　5.4 因煤質原因,負荷帶不上，但給粉機出力均在額定值時，不能盲目加大給粉量，應匯報值長,申請降低機組負荷。

　　5.5下層給粉機是燃燒基礎，當燃劣質煤時,要切至手動方式運行,并保持適當的轉速。根據煤質，燃燒情況合理使用風量，下聯箱水封、大灰斗水封應正常。

　　5.6沖洗煤粉管道時應在機組帶75%額定負荷以上、燃燒穩定的情況下進行，一次只允許沖洗一根煤粉管道，略停若干分鐘后才能沖洗第二根。一次風擋板應逐漸緩慢開關。

　　5.7加強對制粉系統的監視與分析，對磨煤機進、出口壓差、磨后溫度、電流，排粉機出口風壓、電流來分析制粉工況，掌握下煤情況，以保證磨出口在60-65℃左右。換風操作必須做到：操作穩、調整穩、排粉機出口風壓的變化應控制在200Pa內幌動。當煤種突變，揮發份過低或給粉機故障影響燃燒，火檢、火焰電視圖象顯示著火不穩時，應迅速投油助燃。

　　5.8在燃劣質煤期間，單元長、主值應經常到就地觀察爐膛燃燒情況，必要時應投油穩燃。

　　6.結束語

　　通過對煤場的科學化管理，充分利用煤場對不同煤質分區域存放的有利條件，及時準確地掌握各煤場的燃煤質量，嚴格執行配煤和輸煤方案，加強對鍋爐燃燒設備的維護、調整，發揮燃燒設備的最佳效能，提高運行人員燃燒調整的技能，使劣質煤配燒工作規范化、標準化、制度化，目前廠配燒劣質煤工作進展順利，自去年實施該方案后，未發生燃燒不穩定、機組限制負荷等異常情況。事實證明，只要做到優化配制、混合摻燒，就能夠保證鍋爐燃燒的穩定，就能夠達到機組穩發、滿發、節能降耗之目的。