锅炉不同煤种掺烧的分析与讨论

锅炉不同煤种掺烧的分析与讨论
摘要：近年来火电行业受煤价上涨、电力市场化交易规模扩大等因素，经营
成本压力大。

为了控制燃煤成本，锅炉掺烧力度不断加大，锅炉实际燃烧的入炉
煤种参数和设计煤种偏差较大，对锅炉安全和经济运行带来较大挑战。

锅炉掺烧
经济煤种有显著经济效益，因此大力度掺烧经济煤种将成为今后锅炉运行常态。

本文结合广东粤西某电厂#6锅炉实际运行情况，对锅炉掺烧进行分析和讨论。

关键字:电厂；锅炉；印尼煤；掺烧
引言
广东粤西某电厂#6锅炉（下简称#6炉）由东方锅炉厂制造，型号为
DG1025/18.2-Ⅱ4，是亚临界参数、四角切圆燃烧、自然循环汽包锅炉，单炉膛
布置，一次中间再热，平衡通风、固态排渣。

#6炉制粉系统为一次风正压直吹式，配置有6台中速辊式磨煤机。

#6炉设计煤种为烟煤，掺烧过的典型煤种有印尼煤、高灰分煤、高硫分煤和低热值煤，现对掺烧上述煤种的实际情况进行分析，总结
经验。

1.不同煤种掺烧时的讨论
1.1印尼煤掺烧情况讨论
印尼煤有挥发分高、水分高、同时灰分低且灰熔点较低的特点。

因此掺烧印尼煤时首先要根据印尼煤特性调整磨煤机的运行方式和参数。

#6
锅炉掺烧方式为分磨炉内预混，即不同磨煤机对应的燃烧器燃用不同的煤种，使
不同煤种在炉内边燃烧边混合。

因为印尼煤挥发分高，容易着火，近些年#6炉也
发生过多次上印尼煤的磨煤机着火爆燃的事故，因此需要控制磨煤机出口温度相
对烟煤降低10度，按挥发分控制在60至70度之间，且需要做好防止磨煤机着
火的现象发生；印尼煤水分较高，受磨煤机干燥出力限制，磨煤机出力有所降低，煤湿度大，也容易在给煤机进、出口处堵煤，容易造成磨煤机断煤事故发生，特
别是每年夏天炎热煤场对煤进行喷淋降温防火和连续下雨天气入厂来煤已较湿时，磨煤机经常发生断煤事故，对机组运行燃烧工况造成了较大影响；印尼煤相对烟
煤及澳洲煤等比较容易碾磨，因此磨煤机进出口差压明显降低，磨煤机出力和煤
粉细度可以相应提高。

掺烧印尼煤时对炉内燃烧工况也有较大影响。

因挥发分较高，着火容易，印
尼煤灰熔点较低，一般在1000-1200度之间，更容易结焦，因此可以适当提高一
次风量和风速，延迟着火时间点，防止着火点离燃烧器太近，同时应做好火焰偏
斜冲刷水冷壁的现象，做好防止结焦的措施；印尼煤挥发分高，灰分低，因此火
焰中心相对较低，在#6炉掺烧印尼煤的过程中，往往减温水用量较少，再热汽温
相对较低，因此要调整好其他参数，防止汽温过低影响机组效率，但因为印尼煤
容易结焦，可能因炉膛结焦反而造成汽温上升，减温水用量增加，需及时调整；
#6炉掺烧过程中，脱硝入口NO X含量相对烟煤较低，因其硫分、灰分都偏低，因
此整体对于脱硝、脱硫、除尘器等环保设备适应性较好；印尼煤发热量较低，机
组协调运行情况下负荷响应较慢，磨煤机带负荷能力下降。

针对以上特点，#6炉
掺烧印尼煤时主要采取了以下措施，逐渐提高印尼煤掺烧比例至最高50%。

1.1.1运行值班员应全根据各层煤粉的着火情况适当调整周界风门的开度，
并就地检查各风门的实际开启情况，保持适当的着火距离，以确保燃烧器安全运行。

对进印尼煤的磨煤机，应适当提高风/煤比系数，以提高一次风速和刚性。

1.1.2由于印尼煤的灰熔点较低、易燃尽的特性，为防止锅炉严重结焦，应
尽量采用均等配风方式，运行人员每6小时均要通过炉膛看火孔对炉内着火、燃
烧情况和结焦情况的检查，并检查捞渣机的出渣情况，制定关于锅炉吹灰运行调
整的规定，#6炉过热器减温水总量或再热器减温水总量超过限值时，按要求进行
炉膛吹灰。

1.1.3保证磨煤机消防系统可随时投入，运行人员做好磨煤机着火的事故预想。

1.2高硫烟煤掺烧情况讨论
掺烧高硫煤的时候必然造成烟气SO2含量升高，使脱硫系统出力增加，甚至
超出脱硫设备额定出力从而造成机组负荷限高，因此通过调整高硫煤与低硫煤掺
烧比例使脱硫入口烟气SO2含量低于3000mg/Nm3时#6炉能带额定负荷运行，此时
入炉煤平均硫份控制在1.4%以下，各机组因根据自身脱硫设备出力相应做出调整。

同时需要注意的是煤硫分使SO2含量增加时，一方面将使脱硝后NH4HSO4生成量增加，加重空预器堵塞情况，因此需关注空预器差压，加强空预器吹灰；另一
方面脱硫系统出力升高使整体阻力增加，造成引风机全压升高，应注意控制引风
机在稳定区域运行。

1.3高灰分煤掺烧情况讨论
#6炉掺烧的煤种中灰分最高达到30%以上，接近设计煤种2倍数值，实际掺
烧时对机组运行带来很大影响。

首先表现在除尘、输灰设备负荷大，特别是22
年6月至8月#6机组长期带满负荷，燃用高灰分烟煤使得电除尘高压柜频繁短路
跳闸，布袋除尘器进出口差压明显增加，甚至出现机组被迫限低负荷至150MW的
情况，对机组安全、经济性造成较大影响。

其次燃用高灰分煤增加了粉煤灰副产
品产量，加之粉煤灰市场低迷，导致厂内灰库灰位长期高位，成为安全隐患。

另
外燃煤灰分不利于炉内燃烧，使着火点推后，火焰中心上移，导致减温水用量增加，排烟温度增加，降低了燃烧经济性。

如上所述然后高灰分煤种对锅炉运行带
来诸多不利影响，应在燃煤采购中尽量减少高灰分煤种份额，控制入炉煤平均灰分，从而提高锅炉安全、经济性。

2技术总结
2.1磨煤机参数调整
根据来煤挥发分适当调整磨煤机出口温度在60-80度，挥发分越高，则出口
温度应控制更低，并做好防止磨煤机着火的措施和事故预想；根据来煤可磨性系
数适当调整磨出口折向挡板、一次风量、磨煤机出力、加载压力等控制合适的煤
粉细度、磨煤机损耗。

2.2防止结焦
掺烧低灰熔点、高灰分的煤时，更容易发生结焦现象，应采取防止炉膛结焦的措施，加强炉内燃烧情况、结焦情况检查，加强炉膛吹灰。

燃用挥发分高的煤种时，应调整一/二次风配比，适当延缓着火时间，防止着火点离燃烧器太近造成燃烧器喷嘴结焦。

防止燃烧区缺氧运行造成水冷壁面的还原性气体加重结焦。

结焦是否严重还可以通过汽温、减温水量、排烟温度等参数判断。

2.3经济性调整
煤种参数大范围变化时对汽温、排烟温度影响较大，可以通过调整燃烧器摆角、二次风门配风、总风量等手段使锅炉损失最小。

当煤种挥发分较高，易燃尽时，可以提高煤粉细度，采用均等配风使燃烧初期氧量充足，燃烧充分；掺烧印尼煤等高挥发分、低灰分煤种时，汽温会偏低，可以尽量配置上层磨运行或增加上层磨煤量，提高燃烧器摆角，以提高汽温；煤种高灰分、高水分均会增加排烟温度，应注意控制炉膛出口温度，加强结焦检查和锅炉吹灰。

2.4脱硫、脱硝、粉尘等环保参数的调整
如今对环保参数控制要求越来越严格，防止污染物超标、降低排放也已经成为电厂生产中的一项主要工作。

燃煤中的硫份、灰分以及对NO X生成量的影响将作为锅炉掺烧过程中的重要考量。

即掺烧时要保证入炉平均硫份和灰分在机组脱硫、除尘设备处理范围之内，避免出现因环保参数超限造成机组被迫减出力的情况。

3.存在问题及展望
#6炉掺烧形式主要采用分磨炉内掺烧，掺烧高水分煤的磨煤机出口温度可能低于60度，影响锅炉经济性；也存在掺烧高挥发分的印尼煤时，控制好出口温度仍发生磨煤机着火爆炸的事故。

因此建议采用组合式的配煤掺烧方式，如在煤场堆煤或上煤时进行多煤种预混，从而继续提高掺烧比例。

参考文献
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