哈密大南湖矿区高钠煤燃烧应用研究
走进国电哈密大南湖
走进国电哈密大南湖作者：王赵宾来源：《能源》2013年第09期在新疆荒凉的戈壁滩上，“疆电外送”工程正在悄然起步。
它们将成为这项工程的重要支撑点。
国电哈密大南湖煤电一体化2×660MW工程，是以煤电一体化坑口电站建设模式，是哈密南-郑州直流特高压输电工程的配套电源之一。
图为国电哈密项目汽机房A排柱基础第一罐混凝土浇筑。
7月中下旬，记者从哈密市区出发，沿235省道一路南行。
沿途目睹了从绿洲到荒原、再到戈壁滩的荒凉变化。
国电哈密煤电一体化2×660MW工程，就位于距离哈密市区近100公里的戈壁滩。
走出235省道后，由于周围都是戈壁滩，行车多少有些不便。
为此，隶属于国电新疆公司的国电哈密能源开发有限公司（下称，“国电哈密公司”）特意从百十公里外拉来新土，垫起了一条简易路。
为了防止路面的这层新土被风刮走，当地还专门安排了辆洒水车，但这辆洒水车所能覆盖的范围，几乎就是杯水车薪。
当日，天公作美能见度高，在很远的地方就能清晰看到国电哈密项目中施工的吊装设备，以及周围一片蓝色的房顶。
后来才知道，这一片蓝色的房顶下，全是国电哈密项目的办公室和职工宿舍。
据随行的国电哈密公司副总经理王立刚介绍，国电哈密大南湖煤电一体化2×660MW工程，是以煤电一体化坑口电站建设模式，是哈密南-郑州直流特高压输电工程的配套电源之一。
哈密市作为国家确定为千万千瓦级火电基地，是“疆电外送”的核心输出口和重要支撑点源。
作为哈密南—郑州±800千伏特高压直流输变电工程首批配套电源，除了国电集团之外、还有国家开发投资公司和神华集团两家大型央企牵头开展前期工作。
其中，国家开发投资公司为2台66万千瓦发电厂项目、神华集团为4台60万千瓦发电厂项目和国电集团2台66万千瓦发电厂项目。
据了解，哈密南-郑州特高压直流工程是“疆电外送”首个特高压项目，也是西北电网首个特高压项目工程。
起点在新疆哈密南部能源基地，落点河南郑州，途经新疆、甘肃、宁夏、陕西、山西、河南六省（区），线路全长2210公里，工程投资233.9亿元，预计2014年建成投运。
掺烧高碱金属煤的超超临界锅炉设计改进及运行优化
第37卷,总第215期2019年5月,第3期《节能技术》ENERGY CONSERVATION TECHNOLOGYVol.37,Sum.No.215May.2019,No.3 掺烧高碱金属煤的超超临界锅炉设计改进及运行优化李彩云,吕 洲(国电龙源电力技术工程有限责任公司,北京 100039)摘 要:国电新疆哈密大南湖煤电备选煤种有高钠(碱金属)含量的特点,在运行中容易产生结焦结渣问题,影响机组安全经济运行。
因此,需要依据煤种优化锅炉设计并给出合理的运行方法。
本文首先对备选煤种进行分析,获取不同煤种的燃烧特性,依据特性优化锅炉的选型设计以及后期运行过程中的参考准则,研究总结能够实现锅炉在燃烧高钠煤情况下安全经济环保稳定运行的最优综合解决方案。
最终机组投产后的运行情况显示,该方法明显改善了机组结焦结渣现象的发生,对高效经济安全利用新疆地区储量丰富的高钠高钾煤具有重要意义。
关键词:掺烧煤;碱金属;燃烧特性;超超临界锅炉;设计改进;运行优化中图分类号:TM621.2 文献标识码:A 文章编号:1002-6339(2019)03-0255-05Design Improvement and Operation Optimization of Ultra-supercritical Boiler for Mixed Firing with High-alkali Metallic CoalLI Cai-yun,LV Zhou(Guodian Longyuan Power Technology Engineering Co.,Ltd.,Beijing100039,China)Abstract:Alternative coal of Guodian Xinjiang Hami Dananhu power plant has the characteristics of high -sodium(alkali metal)content,which is prone to coke and slagging during operation.It could affect u⁃nit's safety and economy.Therefore,it is necessary to optimize boiler design based on coal type and give a reasonable operation method.This paper first analyzes alternative coal types and obtains the combustion characteristics of different coals.Then we optimize boiler's design and give the reference criteria in the latter operation process according to the characteristics.The operation of the unit after it is put into opera⁃tion shows that this method has improved the cooking and slagging phenomenon of the unit obviously.It can conclude that the boiler can be safe,economical and environmentally in the case of burning high-sodium coal.It is of great significance for the efficient and economical use of coal with high-sodium and high-potassium in Xinjiang.Key words:mixed-firing;alkali metal;combustion characteristics;ultra Supercritical Boiler;design refinement;operation optimization收稿日期 2019-03-11 修订稿日期 2019-05-10基金项目:国电集团科技项目(No.2016E1TP00300-001)作者简介:李彩云(1968~),男,本科,高级工程师,主要从事电力工程技术方面的工作。
燃用哈密高钠高氯煤的超临界锅炉设计和运行
燃用哈密高钠高氯煤的超临界锅炉设计和运行王彦林;郭前鑫;翟文东【摘要】新疆准东、哈密地区某些煤种碱金属、氯元素含量高,易引发锅炉严重沾污、结渣和腐蚀问题,影响设备安全运行.针对某在建660 MW超临界锅炉的设计煤种特点.在300 MW机组运行实践基础上以及通过3 MW煤粉燃烧试验台的煤种掺烧试验,提出设计、运行优化方案,如采取将炉膛“增高、放大”以控制炉膛出口烟温,增加吹灰器布置数量,煤种掺烧和燃烧调整等.采用这些措施后,预计某在建660 MW超临界锅炉可安全掺烧哈密某矿高碱金属煤种的比例达到60％,每年燃料成本将降低3000万元,因而可大大提高企业经济效益,更好体现西电东送的经济优势.【期刊名称】《中国电力》【年(卷),期】2014(047)004【总页数】5页(P60-64)【关键词】超临界锅炉;沾污;腐蚀;结渣;设计;运行【作者】王彦林;郭前鑫;翟文东【作者单位】神华潞新哈密发电有限责任公司,新疆哈密 839000;神华潞新哈密发电有限责任公司,新疆哈密 839000;神华潞新哈密发电有限责任公司,新疆哈密839000【正文语种】中文【中图分类】TK222;TK2270 引言新疆维吾尔自治区煤炭预测资源量为2.19万亿t，占全国煤炭资源总量的40.6%，位居全国之首。
按照自治区“煤从空中走，电送全中国”的发展规划，为进一步将煤资源优势转化为经济优势，一批大容量、高参数燃煤机组正在陆续建设。
从2009年开始，新疆部分电厂在掺烧准东煤过程中发现锅炉受热面沾污严重，受热面附有大量未熔融灰颗粒，经分析研究认为准东、哈密地区煤质碱金属含量高是造成锅炉严重结渣、沾污的原因。
哈密地区某矿原煤中除碱金属含量较高外，煤中氯元素含量远高于准东煤，具有很强的腐蚀倾向。
目前该煤种在国内电站锅炉尚无长期应用先例，解决该煤种的锅炉安全燃烧问题，对促进当地经济发展有着重要意义。
1 煤质特性试验研究新疆准东、哈密地区已规划和在建一批煤电一体化项目，为了保证机组安全、经济运行，针对哈密地区煤种强结渣、强沾污且伴有高温腐蚀的特性，某660 MW发电机组建设单位联合科研单位、制造厂家对作为设计煤种的哈密某矿的煤质特性进行了试验研究。
新疆哈密大南湖煤田地质勘探技术应用研究
新疆哈密大南湖煤田地质勘探技术应用研究众所周知，我国能源资源主要就是以煤炭石油为主，而煤炭更是我国经济发展的关键。
因此，要加强对于煤炭资源的开发与利用，就要引进新的勘探技术手段，使我国煤炭产业健康发展。
本文从我国煤田地质发展状况进行阐述，分析了相关的研究技术，并且以新疆哈密大南湖煤田为例进行研究，开发、融合新技术，促进我国煤田勘探技术的发展。
标签：新疆哈密大南湖煤田地质勘探技术应用研究1煤田地质勘探现状1.1地质勘探的定义地质也就是所谓的地质学，主要是研究地球及其成因以及发展历史。
地质勘探就是通过各种不同的手段、技术对地质进行勘察探测的过程，在勘探过程中确定地质的基础类型，计算出基础参数，使相关人员更多了解地质的构成以及发展状态。
地质勘探在矿产普查中能够发现有工业意义的矿床，可以查明矿床的质量，利用相关的技术条件对矿山建设中需要的地质资料等进行研究调查，最终确定某一地区内的岩石、矿产以及水文地貌等地质情况，实现对其的调查研究工作的目的，促进煤田地质勘探工作的顺利进行。
1.2常用地质勘探技术1.2.1遥感地质调查遥感地质调查可以分为被动遥感和主动遥感两大类。
被动遥感主要是利用飞机或者是卫星运载的传感仪器，通过接受地面的反射或者是电磁波等方式，以便于获得想要研究的对象的图像以及数据的信息内容。
而主动遥感则是通过利用飞机或者卫星向地面进行反射电磁波，实现接收研究对象的反射信息。
1.2.2地质填图地质填图主要是指应用地质学的理论结合相关技术方法对煤田进行地质调查研究，并利用所获得的信息对地形图进行填绘，例如岩层的填绘、断层的填绘以及煤层的填绘等等，最终形成地质图。
1.2.3坑探工程坑探工程主要是利用表土覆盖薄的地区进行人工揭露含有煤质的底层，来进行地质观察研究：首先进行挖槽，注意要垂直地层挖一条槽沟。
其次进行探井，也是需要垂直于地面进行挖掘，揭露地层倾斜角度较小的地层和煤层。
最后还要进行探巷，也就是在勘探的后期，研究煤层以及采集煤样而进行的巷道的挖掘。
RB在哈密大南湖热电厂2X300MW工程2号机组的应用
RB在哈密大南湖热电厂2X300MW工程2号机组的应用摘要：runback(快速减负荷)功能是指机组的重要辅机出现异常和故障情况下负荷指令和燃料量快速反应，以保证机组继续安全运行。
rb试验的目的在于考核机组正常运行时，某一重要大型辅机发生故障，即runback工况（以下简称rb），机组通过mcs系统快速将机组负荷降到辅机最大出力所能承受的安全范围内。
关键词：协调控制 rb一、系统介绍新疆哈密大南湖电厂一期2×300mw工程二号机组锅炉由哈尔滨锅炉（集团）股份有限公司生产，型号hg-1038/18.34-hm35。
锅炉为亚临界参数、一次中间再热、自然循环汽包炉，采用平衡通风、四角切圆燃烧方式，双层等离子无油点火，设计燃烧为褐煤。
汽轮机由北京北重汽轮电机有限责任公司生产，型号nck—17.75/540/1.0/0.45。
汽轮机为亚临界参数、中间一次再热、三缸双排汽、单轴、直接空冷抽汽冷凝式汽轮机。
发电机为北京北重汽轮电机有限责任公司生产的自并励静止励磁、水氢氢冷却方式的300 mw 发电机，型号：t255-460/310。
dcs控制系统由山东鲁能控制工程有限公司提供，采用基于windows2000平台的ln2000控制系统；deh控制系统的逻辑组态由上海新华控制技术有限公司提供，采用基于microsoft windows xp 平台的xdps—400e操作系统。
二、rb功能原理哈密大南湖电厂dcs采用鲁能公司的ln2000控制系统，rb功能是协调控制系统的一部分，主要包括以下6部分。
(1)rb产生条件rb在哈密大南湖电厂共设计了5种工况 (图1)，即：磨煤机rb、引风机rb、送风机rb、一次风机rb、电动给水泵rb。
它们的触发条件如下：a:磨煤机rb：当机组处于协调方式且该机组电负荷大于160mw的情况下，磨煤机跳闸，发生磨煤机rb。
b：引风机rb：当机组处于协调方式且该机组电负荷大于195mw 的情况下，引风机跳闸，触发引风机rb。
大南湖二矿煤沾污因素分析及煤质控制技术
大南湖二矿煤沾污因素分析及煤质控制技术张广超;刘勇;张继卫;李超【摘要】为了降低大南湖二矿煤对电厂锅炉的沾污,通过采样化验,分析了煤沾污的主要原因.分别利用煤样化验数据、地质勘探报告中的相关数据,研究了大南湖二矿生产原煤中氧化钠含量变化趋势,分析了生产原煤的灰分与氧化钠关系,拟合出了灰分与氧化钠之间的函数关系,对比分析了煤与矸石的氧化钠含量.从生产工艺、生产设计等方面提出了相应的煤质控制技术.【期刊名称】《露天采矿技术》【年(卷),期】2016(031)002【总页数】5页(P86-89,93)【关键词】露天煤矿;高钠煤;沾污;控制技术【作者】张广超;刘勇;张继卫;李超【作者单位】神华新疆能源有限责任公司大南湖二号煤矿,新疆哈密839000;神华新疆能源有限责任公司大南湖二号煤矿,新疆哈密839000;神华新疆能源有限责任公司大南湖二号煤矿,新疆哈密839000;神华新疆能源有限责任公司大南湖二号煤矿,新疆哈密839000【正文语种】中文【中图分类】TD921+.6大南湖二矿位于新疆吐哈煤田“疆电外送”、“疆煤东运”基地大南湖矿区西区，新疆哈密市西南，属于哈密市南湖乡管辖，距哈密市约84 km，距南湖乡45 km。
处于矿区西北部，与大南湖一号矿井相邻，走向长6.21 km，倾斜宽6.19～6.88 km，面积40.52 km2。
地理坐标：东经92°53′30″～92°58′01″，北纬42°20′17″～42°24′00″，中心坐标：东经92°55′46″，北纬42°22′00″。
目前新疆重要的运输干线兰新铁路从矿区东北部38 km处通过。
312国道从矿区东北部48 km处通过，该公路为二级公路，沥青路面，路况较好，矿区交通十分便利。
大南湖二号煤矿委托相关设计单位在矿田前期勘探报告基础上编制了《大南湖二号煤矿的可行性研究报告》。
由于二号煤矿南部不在勘探报告范围内，暂将大南湖二号煤矿南部作为二号煤矿后备区，露天矿开采境界内工业资源储量827.94 Mt，可采地质煤量765.79 Mt，各煤层总体以不具粘结性的长焰煤为主，其次为褐煤、不粘煤。
大南湖煤矿3_煤层自燃特性实验研究_曹旭光
收稿日期：2013－01－24*基金项目：国家自然科学基金（51204135）；陕西省自然科学基金（2011JY018）作者简介：曹旭光（1985—），男，河北石家庄人，西安科技大学安全技术及工程专业在读硕士。
大南湖煤矿3#煤层自燃特性实验研究*曹旭光1，2，王伟峰1，2，李珍宝1，2（1．西安科技大学能源学院，陕西西安710054；2．西部矿井开采及灾害防治教育部重点实验室，西部煤矿安全教育部工程研究中心，陕西西安710054）摘要：为了掌握煤自燃特性参数，对大南湖煤矿3#煤层不同粒径的煤样进行了程序升温实验，测定了不同粒径的煤样在不同温度下产生的CO 、CO 2、CH 4等气体的浓度。
根据气体浓度变化规律，得出了不同条件下的气体产生率、耗氧速度等自燃特性参数。
通过计算分析，得出了大南湖煤矿的煤自燃临界温度和裂解温度，以及不同粒径对煤自燃的影响，为大南湖煤矿煤自燃的预防提供了基础数据和理论依据。
关键词：煤自燃;程序升温;自燃特性中图分类号：TD75+2．2文献标识码：A 文章编号：1671－749X （2013）04－0005－040引言煤自燃是一个极其复杂的物理化学变化过程，其中化学变化包含煤表面分子中各种活性结构与氧发生化学吸附和化学反应，生成各种含氧基团及产生多种气体，同时伴随着热效应（放热和吸热）［1］，即煤氧复合过程［2］，该过程中的自燃特性与温度、煤样孔隙率以及与空气接触的表面积等［3］。
本实验通过对大南湖煤矿不同粒度的煤样进行程序升温，在不同温度情况下，测试不同粒度煤样的耗氧速度，CO 、CO 2、C 2H 2、C 2H 4、C 2H 6等气体的变化规律［4］，对煤自燃的预测具有重要的指导意义。
1实验装置原理及实验过程条件1．1实验装置及原理本实验利用程序升温氧化油浴实验装置，实验装置是由智能温控油浴系统、供气系统、冷却降温系统、气体采集及分析系统组成。
实验原理：在两个直径10cm ，长25cm 的钢管中，分别装入煤样1kg 左右，上下两端分别留有2cm 左右自由空间（采用100目铜丝网托住煤样），然后置于利用可控硅控制温度的程序升温箱内加热，并送入定量预热空气，然后测定分析煤样温度和气体成份。
大南湖二矿煤层在线温度监测系统在防灭火工作中的运用
181中国设备工程C h i n a P l a n t E n g i n e e r i ng中国设备工程 2021.01 （上）大南湖二矿位于国家大型煤炭基地新疆基地吐哈区东部，新疆哈密市西南，属哈密市南湖乡管辖，距哈密市区约84km，距南湖乡约45km。
哈密市位于中纬度亚欧大陆腹地，由于天山山脉橫亘于北部，加之山南多为荒漠戈壁，本地区具有很强的大陆性温带干旱气候特点。
因此，矿区所在哈密盆地气候分区为暖温带极干旱区，为典型的大陆温带极干旱气候区，该区全年日照时数在3350h 以上，是全国日照最充裕地区之一，常年云稀雨少，光照时间长，全年太阳总辐射量6397.35MJ/m 2，居全疆之首。
哈密地区是全国最少降水地区之一，全年降水量不足50mm，降水日数不足25天，但年际变化较大，降水量多的年份较降水量少的年份，竟有6倍之差。
夏季气候炎热，5月中旬进入夏季，9月中旬气温下降，开始转入秋季，夏季高温持续时间较长。
根据《煤矿安全规程》中煤的自燃倾向性等级(三级)划分标准评价，采用了色谱吸氧鉴定法(MT/T707—1997)，测试结果显示：煤层均易自燃，自燃发火期30～45天，加之极端气候条件下，该矿煤层极易发生高温、自燃。
1 煤炭自燃的危害浪费煤炭资源。
煤炭自燃不仅会降低煤炭质量，还造成了资源浪费，减少了矿山可采储量。
该矿处理煤炭自燃需要大南湖二矿煤层在线温度监测系统在防灭火工作中的运用张伟（国家能源集团大南湖二矿，新疆 哈密 839000）摘要：大南湖二矿地处新疆哈密市，气候干燥、常年高温，并时常伴有8级以上大风天气，且该矿煤层均易自燃，自燃发火期30～45天，所以在露天煤矿开采过程中，自燃已成为煤矿生产过程中的主要自然灾害，不仅导致煤炭资源的浪费，还严重威胁露天矿的安全生产，影响变坡稳定，造成严重的经济损失，为更好地解决自燃发火的问题，该矿安装了煤层在线温度监测系统，用于监测煤层的自燃发火隐患，及早发现、及时处理，并取得了良好的效果。
新疆哈密市大南湖煤田火烧区特征浅析_徐晓天
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2014 年第 6 期
图 1 火烧区地表特征 为中高幅值的尖峰状［2］（ 图 2） 。
到降水量的 65 倍以上，蒸发强烈，区内异常干燥，相对 湿度小，也为煤层自燃提供了“温床”。
（ 2） 埋藏因素 在覆盖层较薄的区域，煤层容易受风化，风化裂隙 和孔隙的扩展，使煤受到割裂，形成碎角砾状，甚至成 粉状，粉煤表面积大，吸氧量多，因此较块煤易氧化，如 果粉、块煤混杂堆放，不但与氧接触面积大，且氧化产 生的热量不易散发，更容易引起自燃。 （ 3） 煤质因素 根据《煤矿安全规程》中煤的自燃倾向性等级（ 三 级） 划分评价标准和已有煤质资料分析，煤田内绝大多 数煤层自燃倾向等级为 I 和 II 级。煤层自燃主要由丝 炭化组分、甲烷、磷、硫等成分决定。西山窑组煤层主 要以丝炭化组分为主，且含量极高［5］。在大南湖煤田 露头煤层含有大量丝炭，丝炭化组分孔隙高，易通风氧 化，受氧化的丝炭更易碎成细粒，从而进一步加大了与 氧的接触面，最终使得氧化作用加剧导致自燃。
田勘探和开发提供依据。
关键词大南湖煤田 火烧区 烧变岩
中图分类号 P618． 11
文献标识码 A
doi： 10. 3969 / j． issn． 1005 － 2801. 2014. 06. 62
Characteristic of Burning Area In Dananhu Coalfield At Hami，Xinjiang Uigur Autonomous Ｒegion Xu Xiao － tian，Huang Chun － hui ，Zhang Hu
（ Shandong Provincial Ｒesearch Institute Of Coal Geology Planning And Explorer，Taian 27100）
国网能源哈密煤电有限公司大南湖
国网能源哈密煤电有限公司大南湖电厂1#机组超低排放改造项目评估监测新疆维吾尔自治区环境监测总站二零一七年三月项目名称：国网能源哈密煤电有限公司大南湖电厂1#机组超低排放改造项目评估监测建设单位：国网能源哈密煤电有限公司大南湖电厂承担单位：新疆维吾尔自治区环境监测总站承担单位负责人：杨春项目负责人：邱连勇报告编写：苏前报告审核：房昕报告审定：申旭辉新疆维吾尔自治区环境监测总站电话：（0991）3822309、3838941传真：（0991）3838410邮编：830011地址：新疆乌鲁木齐市北京南路科学一街428号前言.................................... 错误!未定义书签。
一、评估依据 ............................ 错误!未定义书签。
1.1 环境保护法律法规及有关文件........ 错误!未定义书签。
1.2 评估相关技术文件.................. 错误!未定义书签。
二、超低排放改造工程情况 (5)2.1 企业概况 (5)2.2 脱硝超低排放改造 (6)2.3 除尘超低排放改造 (6)2.4 脱硫超低排放改造 (7)2.5 CEMS改造 (7)三、监测内容 (7)3..1超低排放指标 (7)3.2 运行工况 (7)3.3 监测项目及频次 (8)四、评估结果 (8)4.1 环境监测期间煤质资料 (8)4.2 采样与监测方法 (8)4.3 监测质量保证和质量控制 (8)4.4 测试结果 (9)五、评估结论 (9)六、评估建议 (10)前言为落实国务院大气污染防治行动计划，依据《煤电节能减排升级与改造行动计划（2014-2020年）》（发改能源[2014]2095号）和《关于印发全面实施燃煤电厂超低排放和节能改造工作方案的通知》（环发[2015]164号），以及自治区环保厅《新疆维吾尔自治区全面实施燃煤电厂超低排放和节能改造工作实施方案》（新环发[2016]379号）有关要求，进一步提高煤电机组环保水平，促进煤电行业清洁发展，国网能源哈密煤电有限公司大南湖电厂于2014年启动1#机组超低排放技术改造工程。
燃用高钠煤对锅炉受热面的影响
燃 料灰 分 中碱 金 属 的氧 化 物 在燃 烧 时升 华 ，
［ ａＯ］＝（ ａＯ＋ ．５Ｋ Ｏ）×Ａ／ ０ ％ Ｎ２ Ｎ ２ ０６ ９ ２ ｄ１０
木垒煤中当量 ［ ａ ＝ ．４ ， Ｎ Ｏ］ ０ ９３ 属于沾污程
Ｕ ｏ ｅｆ ｔｒ ａ ａ ｓ ｆ ｉ ｐ ｎｔ ａ ｅ ｎ ｙｉ ｏ ｇ ｈ ｅ ｕ ｌ ｓ ｈ ｈ—ｓｄｕ ｏｌ ｎＸ ｎｉ ｇ ｅ ｃ ｎ ｒｃｕｉ ｓａｅｓｕ ｈ ｆ ｅ ｏ ｉｍ ｃａ ｉ ｉｊ ｎ ，ｆ ｉ ｔ ｅａｔ ｎ ｒ ｏ ｇ ｔｏ ｒ— ａ ｉ ｆ ｅ ｐ ｏ ｒ
第 ４期
２１ ０ ２年 ７月
锅
炉
制
造
Ｎｏ ４ ．
Ｂ０Ｉ ＬＥＲ ＭＡＮＵＦ ＡＣＴＵＲＩ ＮＧ
Ｊ １２ ２ ｕ． ０１
文 章 编 号 ：Ｎ ３—１４ （ ０２ ０ Ｃ２ ２ ９ ２ １ ）４—００ ０ ０４— ３
燃 用 高钠 煤 对锅 炉 受 热面 的影 响
于 强 ， 健 强 张
（ 尔滨锅 炉厂有限责任 公司， 哈 黑龙 江 哈 尔滨 １０４ ） ５ ０ ６ 摘 要： 由于新疆 燃煤火力发 电机组 的大规模 发展 ， 电厂受地域和运输的影响 ， 部分 电厂开始掺烧 高钠煤 ， 因
此带来锅炉受热面的结焦、 沾污 、 积灰和高 温腐蚀等 问题。通过对 新疆地 区高钠煤 的特性 分析 ， 针对 结焦特 性、 沾污机理等方 面的课题研究 ， 寻求 有效 的预防措施 。 关键词 ： 高钠煤 ； 结焦 ； 沾污 ； 积灰 ； 腐蚀
６ ９ ９ ２ ８ ２ ９
水 冷壁结 焦 严 重 。水 冷 壁有 明显 霜 状 结 焦 ，
高钠煤燃烧利用现状_张守玉
出来。 阐明了高钠煤燃烧利用过程中的沾污机理： 释放到烟 气中的钠冷凝在换热面管壁上， 并与烟气中物质化合形成硫 酸盐， 由此造成的沾污是黏结性积灰和高温腐蚀综合作用的 结果。最后，结合高钠煤沾污的特点，概述了高钠煤燃烧利 用过程中防止沾污与积灰的方法， 并讨论潜在的高钠煤提质 技术。 关键词：高钠煤；燃烧；沾污；积灰
0 引言
高钠煤是指煤中钠含量(以灰分计)大于 2%的 煤种，在中国、澳大利亚、美国、德国等地都有一 定的储量。我国的高钠煤主要分布在新疆准东，广 西也有少部分储量。新疆准东是煤炭资源储量非常 富集的区域，预测储量达 3.91011t，目前累计探 明煤炭资源储量为 2.1361011t ，煤田成煤面积 1.4104km2，是我国目前最大的整装煤田[1]。以我 国现在煤炭年产量计算，一个准东煤田就能够全国 使用 100 年。 新疆准东煤储量巨大，开采成本低，煤反应性 好，容易燃尽。但是，由于成煤历史和当地特殊的 自然地理环境，准东煤中钠的含量总体都在 2%以 上， 远高于其他地区动力用煤(中国国内动力煤氧化 钠 Na2O 的含量都在 1%以下)，有的矿区产煤甚至 高达 10%以上。而煤中钠是煤在锅炉燃烧过程中造 成换热面沾污的一个重要因素，因此，高钠煤的燃 烧利用受到了极大地限制。目前对准东高钠煤的利 用主要采用掺烧沾污性弱的煤种的方法，但这种控 制方法只能减缓沾污，无法从根本上解决问题。因
(1．上海理工大学能源与动力工程学院，上海市 杨浦区 200093；2．上海机易电站设备有限公司， 上海市 虹口区 200437；3．清华大学热科学与动力工程教育部重点实验室，北京市 海淀区 100084)
新疆哈密大南湖煤矿煤质特征分析
新疆哈密大南湖煤矿煤质特征分析
樊君平;梁开华
【期刊名称】《能源与环保》
【年(卷),期】2022(44)12
【摘要】大南湖煤矿位于新疆哈密市南吐哈煤田,区内煤炭资源极为丰富。
煤层的化学性质是煤科学中的一个重要前提,是优化现有煤炭资源加工、转化工艺的前提与基础。
通过对新疆哈密大南湖煤矿开展煤质特征的分析研究,针对不同煤层深度的差异,对煤层的水分、灰分、挥发分、全硫、透光率、发热量、焦油含量、腐殖酸、碳含量、视密度及回收率等煤质特征进行统计。
研究结果显示,本区煤质以长焰煤为主,褐煤与不黏煤次之。
对于煤层灰分,除26煤层为特低灰煤外,其他煤层均为低灰煤。
对于煤层挥发分的研究显示,矿区范围内14—29煤层均表现为高挥发分煤。
对于煤层中硫的研究结果显示,22、22下、29煤层为低硫煤,其余各煤层均表现为特低硫煤。
综合煤质特征,认为大南湖煤矿14—29煤层表现为化学反应性强、弱结渣性、易磨等特征,可用于动力用煤、气化用煤。
对于部分焦油含量高的煤层可用作液化用煤或发电用煤等。
【总页数】7页(P284-290)
【作者】樊君平;梁开华
【作者单位】国家能源集团国源电力(神东电力)有限公司;山东省煤田地质规划勘察研究院;山东省深部冲击地压灾害评估工程实验室
【正文语种】中文
【中图分类】P62
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哈密煤炭调研报告
哈密煤炭调研报告1. 调研背景及目的本次调研旨在深入了解哈密地区煤炭产业的现状和发展趋势，为进一步制定相关政策和发展规划提供参考。
调研主要围绕哈密地区煤炭资源储量、开采技术、市场需求、环境影响等方面展开。
2. 哈密地区煤炭资源储量根据相关统计数据，哈密地区煤炭资源储量较为丰富。
其中，主要煤种为无烟煤和褐煤，总储量约为XXX亿吨。
此外，还存在一定量的煤矸石资源可供综合利用。
3. 煤炭开采技术与产量哈密地区的煤炭开采主要采用露天开采和地下采煤两种方式。
露天开采主要适用于褐煤，地下采煤则适用于无烟煤。
根据最新数据，哈密地区煤炭年产量约为XXX万吨。
同时，随着技术的进步，煤炭开采效率和安全性也有所提升。
4. 哈密煤炭市场需求与价格哈密地区的煤炭市场需求主要来自于当地的工矿企业和居民生活。
由于哈密地区的工业化程度不高，且距离主要工业中心较远，煤炭市场需求整体较为稳定。
目前，煤炭价格处于相对平稳的状态，受供需关系和交通运输成本等多种因素影响。
5. 煤炭产业对环境的影响及治理措施煤炭开采和利用过程中，排放的废气、废水和固体废弃物对环境造成一定影响。
为保护生态环境，哈密地区已采取一系列治理措施，包括提升煤炭清洁利用技术、加强环境监测和限制煤炭开采规模等。
6. 哈密煤炭产业发展前景与建议哈密地区煤炭产业在当前形势下仍具有一定的发展潜力。
为推动煤炭产业可持续发展，建议加强科技创新，提升煤炭开采和利用技术；积极引入资本和技术，促进煤炭产业转型升级；加强环境保护和治理，减少对生态环境的影响。
7. 结论哈密地区煤炭产业在资源储量、开采技术和市场需求方面具备一定优势，但也面临着环境污染和技术升级等方面的挑战。
只有通过加强科技创新、综合治理等措施，才能实现煤炭产业的可持续发展，为地区经济繁荣做出贡献。
新疆大南湖北露天勘探区煤层自燃因素初探
新疆大南湖北露天勘探区煤层自燃因素初探摘要煤层自燃是一个复杂的物理、化学和环境作用过程,是多种内在原因和外在条件综合作用的结果。
本文探讨了新疆哈密市大南湖北露天勘探区,煤层自燃发火的各种内在和外在原因。
这些因素主要包括日照时间长,露天开采,水分散失快,氧化过快。
煤的自燃,影响其开采,存储和运输,并可能造成不必要的生命及财产损失,应引起足够重视。
关键词新疆哈密;露天;自燃1 国内煤矿煤层自燃情况据不完全统计,目前我国国有大中型煤矿,自然发火危险矿井已经占到60%,因煤自燃导致的经济损失达42亿以上。
煤的自燃,不仅浪费煤炭资源,还严重污染环境,破坏生态平衡。
煤层自燃释放的大量有害气体,污染大气,影响生命健康。
煤矿火灾中,自燃发火要占到70%以上,国内一些自燃发火严重的矿区,如抚顺、鹤岗、窑街、义马、淮南、六枝等地均在80%~90%以上。
2 研究区煤层的自燃倾向性等级测定研究区位于新疆哈密市西南,距哈密市区约84km。
区内煤炭资源丰富,煤层埋藏较浅、剥采比较小、开发条件优越,适宜露天开采。
哈密鲁能煤电化开发有限公司近期将对该区展开露天煤矿的规划、建设工作,设计能力为2 000万t/a,首采区位于井田东部,面积5.48km2,生产剥采比3.75m3/t,均衡期20年。
在北露天勘探中,为查明区内煤层的自然发火等级,共采取煤样134件进行煤的自燃倾向性实验。
煤的自燃倾向性,即煤在常温下氧化能力的内在属性。
吸氧量是指煤在常温、常压下,每克干煤吸附流态氧的量,是判断煤层自燃倾向性的主要指标。
样品实验采用色谱吸氧鉴定法(MT/T707—1997)[3],测试结果显示:各主要煤层所测样点的吸氧量两极值变化在0.32ml/g~1.11ml/g,根据煤的自燃倾向性等级划分标准,各煤层均为I、II类容易自燃~自燃发火煤层,见表1所示。
3 影响煤层自燃的主要因素3.1 煤层自燃是由其化学组成及结构决定的煤层自燃主要是因为煤在常温下吸附空气中的氧分子并与其发生氧化作用,产生热量的一种地质现象。
吐哈盆地大南湖矿区煤岩煤质特征及成煤环境分析_
孔资料显示主要地层包括:新白垩系 古近系鄯善群
(
K２ E)、侏罗系中统西山窑组 (
J２x)、石炭系上统
梧桐窝子组 (
C２wt).侏罗系中统西山窑组是该区的
决定了煤的不同加工转化工艺和工业用途,煤相的研
究有助于掌握区域内的成煤条件、成煤过程及成煤物
质等特征[３],通过对煤质化学性质综合性能的深入研
主要含煤地层,根据岩性特征,可分为上段、中段、
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４７~１４３
３９m,可采煤层 ２３ 层,其中 １５
区,区域煤炭 资 源 丰 富,是 我 国 重 要 的 煤 炭 资 源 基
地[４].大南湖矿区位于吐哈盆地南缘大南湖凹陷内,
目前已有的研究主要集中于古生物、煤层对比和水文
地质等方面[５－６],对于大南湖煤质、煤岩特征及煤相
分析研究得相对较少.为此,笔者以大南湖煤矿 ２
新疆高钠煤掺烧技术运用问题及策略分析
新疆高钠煤掺烧技术运用问题及策略分析作者：陈玉胜来源：《中国科技纵横》2020年第03期摘; 要：掺烧技术，是提升煤炭能源转换效率，降低煤炭燃烧对环境造成污染的重要方式。
由于国内当前依旧以煤炭作为城市发展的主导动力，做好掺烧技术的优化调节与相关要点的科学分析，在国内能源产业结构优化期间起到了重要作用。
基于此，本文以深圳能源集团股份有限公司燃料分公司为例，着重从掺烧资源特征分析、掺烧设备优化等方面，寻求新疆高钠煤掺烧技术运用方案，以达到明晰技术要点，提升社会资源运用率的目的。
关键词：煤掺烧技术;节能生产;应对方案中图分类号：TQ534; ; 文献标识码：A ; ; ; 文章编号：1671-2064（2020）03-0000-000引言煤炭，是社会生产能源供应的主要资源，与社会工业、社会公共服务等方面均有一定的联系。
随着社会发展水平逐步提升，煤炭应用逐步向着绿色化、可持续化的趋向发生转变，因而，针对当前煤炭运用中的问题进行总结和梳理，为未来社会资源创新开发奠定了条件基础。
1煤掺烧技术概述煤掺烧技术，是指煤炭在锅炉中燃烧时，将若干不同种类、不同性质的煤炭，按照一定比例搭配后所完成的发电过程[1]。
更细化的对这一技术进行解释，煤掺烧技术，就是按照煤炭所产生热量的不同，科学进行混合搭配式燃烧，以提高煤炭整体燃烧率，降低能源损耗比的过程。
国内煤掺烧技术早在上世纪70、80年代就已经出现，发展至今已经成为较完善的能源转换运用形式，结合当前技术运用的基本种类，大致可将煤掺烧技术分为周期性煤掺烧、预备性混合、以及分散性混合三种形式。
2新疆高钠煤掺烧技术运用问题新疆高钠煤掺烧技术的灵活运用，是实现地区资源高效率转换的技术条件。
文章结合具体案例对技术运用状况加以分析：2017年末，XXX发电有限公司进行了2×350MW机组实现双投，但燃煤供应问题也随之而来，严重制约了公司的生产能力，企业被迫停机已迫在眉睫，同时企业资源運营生产也影响到当地居民供热等民生问题，公司面临巨大的生产经营压力。
新疆哈密大南湖煤田煤层对比与研究
新疆哈密大南湖煤田煤层对比与研究
孔凡顺;张景考;段喜国;张国庆
【期刊名称】《西部探矿工程》
【年(卷),期】2005(017)0z1
【摘要】利用测井曲线对大南湖煤田煤层进行对比研究,确定出29层煤层层位,进行了可靠性分析,对赋存状况及其变化规律进行研究,取得了较好的地质效果.
【总页数】2页(P116-117)
【作者】孔凡顺;张景考;段喜国;张国庆
【作者单位】山东煤炭地质工程勘察研究院,山东,泰安,271000;山东煤炭地质工程勘察研究院,山东,泰安,271000;新疆煤田地质局,新疆,乌鲁木齐,830091;新疆煤田地质局,新疆,乌鲁木齐,830091
【正文语种】中文
【中图分类】P618.102
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哈密大南湖矿区高钠煤燃烧应用研究
哈密大南湖矿区高钠煤燃烧应用研究程友良;施宏波;张宁;史亚骏【摘要】In order to optimize the boiler operation coditionusing high sodium coal and improve the safety and economy of boiler,as well as reduce the slagging formation,a 660 MW supercritical unit was used to test the the adaptability of boiler to high sodium coal,and the design features and operation characteristics of 600 MW class tower type boiler that the first time to use high sodium coal was analyzed.The experiment was carried out to study the influence of separator baffle,the ratio of air to coal,the SOFA (separated over-fire air),excess air coefficient,surrounding air,air distribution mode,deviated air,variable style of blending to related parameters and slagging studied.The optimal value was determined by considering the boiler efficiency,slagging,NOx and otherfactors.Accordingly,experiments with a high proportion of blending(75％) Dananhu high sodium were conducted to show that there was less severe slagging.%为了优化高钠煤条件下的锅炉运行,提高锅炉安全性与经济性,降低结渣沾污的形成,以660MW超临界机组为研究对象,通过分析国内首台燃用高钠煤的600 MW容量级塔式锅炉的设计特点与运行特性,分析660 MW机组锅炉对高钠煤的适应性,通过试验分析分离器挡板、风煤比、SOFA风、过量空气系数、周界风、配风方式,偏置风及变掺烧方式对相关参数和结渣情况的影响,考虑锅炉效率、结渣、NOx排放量等因素选择最优值,在此基础上进行大南湖高钠煤的高比例掺烧试验,得出在75％情况下不存在严重结渣情况.【期刊名称】《洁净煤技术》【年(卷),期】2017(023)005【总页数】8页(P32-39)【关键词】高钠煤;660 MW机组;煤种适应性;运行优化;掺烧【作者】程友良;施宏波;张宁;史亚骏【作者单位】华北电力大学电站设备状态监测与控制教育部重点试验室,河北保定071003;华北电力大学电站设备状态监测与控制教育部重点试验室,河北保定071003;华北电力大学电站设备状态监测与控制教育部重点试验室,河北保定071003;华北电力大学电站设备状态监测与控制教育部重点试验室,河北保定071003【正文语种】中文【中图分类】TK16新疆蕴藏着大量煤炭资源，预测资源总量达2.19万亿t，占中国预测煤炭资源总量的40%。
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㊀第23卷第5期洁净煤技术Vol．23㊀No．5㊀㊀2017年9月Clean Coal TechnologySep.㊀2017㊀哈密大南湖矿区高钠煤燃烧应用研究程友良,施宏波,张㊀宁,史亚骏(华北电力大学电站设备状态监测与控制教育部重点试验室,河北保定㊀071003)摘㊀要:为了优化高钠煤条件下的锅炉运行,提高锅炉安全性与经济性,降低结渣沾污的形成,以660MW 超临界机组为研究对象,通过分析国内首台燃用高钠煤的600MW 容量级塔式锅炉的设计特点与运行特性,分析660MW 机组锅炉对高钠煤的适应性,通过试验分析分离器挡板㊁风煤比㊁SOFA 风㊁过量空气系数㊁周界风㊁配风方式,偏置风及变掺烧方式对相关参数和结渣情况的影响,考虑锅炉效率㊁结渣㊁NO x 排放量等因素选择最优值,在此基础上进行大南湖高钠煤的高比例掺烧试验,得出在75%情况下不存在严重结渣情况㊂关键词:高钠煤;660MW 机组;煤种适应性;运行优化;掺烧中图分类号:TK16㊀㊀㊀文献标志码:A㊀㊀㊀文章编号:1006-6772(2017)05-0032-08Practical research of Dananhu high sodium coal combustion in Hami miningCHENG Youliang,SHI Hongbo,ZHANG Ning,SHI Yajun(MOE 's Key Laboratory of Condition Monitoring and Control for Power Plant Equipment ,North China Electric Power University ,Baoding ㊀071003,China )Abstract :In order to optimize the boiler operation coditionusing high sodium coal and improve the safety and economy of boiler,as well as reduce the slagging formation,a 660MW supercritical unit was used to test the the adaptability of boiler to high sodium coal,and the de-sign features and operation characteristics of 600MW class tower type boiler that the first time to use high sodium coal was analyzed.The experiment was carried out to study the influence of separator baffle,the ratio of air to coal,the SOFA(separated over -fire air),excess aircoefficient,surrounding air,air distribution mode,deviated air,variable style of blending to related parameters and slagging studied.The op-timal value was determined by considering the boiler efficiency,slagging,NO x and other factors.Accordingly,experiments with a high pro-portion of blending(75%)Dananhu high sodium were conducted to show that there was less severe slagging.Key words :high sodium coal;660MW unit;coal adaptability;operation optimization;mix -burner收稿日期:2017-04-30;责任编辑:孙淑君㊀㊀DOI :10.13226/j.issn.1006-6772.2017.05.007基金项目:中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2016MS154)作者简介:程友良(1963 ),男,湖北荆州人,教授,博士生导师,从事流体动力学及流体设备与节能方面的研究㊂E -mail :ylcheng001@163．com ㊂通讯作者:施宏波,E -mail :2653534978@qq．com引用格式:程友良,施宏波,张宁,等.哈密大南湖矿区高钠煤燃烧应用研究[J].洁净煤技术,2017,23(5):32-39.CHENG Youliang,SHI Hongbo,ZHANG Ning,et al.Practical research of Dananhu high sodium coal combustion in Hami mining[J].Clean Coal Technology,2017,23(5):32-39.0㊀引㊀㊀言新疆蕴藏着大量煤炭资源,预测资源总量达2．19万亿t,占中国预测煤炭资源总量的40%㊂其中准噶尔盆地和吐哈-巴里坤盆地分布最多,共储有近1．5亿t 的煤炭,其中很多都属于高钠煤㊂高钠煤中碱金属含量非常高,整体含量在2%以上,有些甚至达到了10%,远大于其他地区动力煤㊂煤中的Na 2O 等碱金属氧化物都属于易挥发物质,遇高温燃烧后部分会形成蒸气,伴随着烟气的流程进行流动,在流动过程中易凝结在受热面上形成烧结或黏结的灰沉积,并形成结渣源[1]㊂傅勇强等[2]对某电厂燃用准东煤时炉内各部位渣样的形貌以及矿物质的组成特征进行了研究,表明炉内各部位渣样都含有复杂的钠矿物成分;在炉内高温换热面所取渣样中含有大量的非晶组分,而在低温换热面所取渣样多为积灰和沾污样,其晶形矿物含量较多㊂正是由于高钠煤中的碱金属含量较高,使得在高钠煤应用的初期,部分新疆电厂在掺烧高钠煤时,出现了严重的沾污㊁结渣㊁积灰及高温腐蚀等问题[3-4]㊂杨忠23程友良等:哈密大南湖矿区高钠煤燃烧应用研究2017年第5期灿等[5]研究发现降低炉膛热负荷参数,优化吹灰可提高锅炉对高钠煤的适应性㊂通过降低炉膛热负荷参数,增加燃烧器区域及水平烟道吹灰器,新疆300MW等级机组准东高钠煤燃用比例达到80%左右,但仍未能做到全烧高钠煤[6]㊂准东地区新建600MW等级机组采用了更低的炉膛热负荷参数,吹灰器布置也更多,但目前还未有机组投运,其对高钠煤的适应性还有待进一步观察㊂王礼鹏等[7]采集了新疆某电厂燃用75%准东煤时锅炉各部位的灰渣样,并对灰渣样进行了系统分析㊂随着新疆地区煤种研究的深入,准东高钠煤已经可以作为发电用煤,但将哈密大南湖矿区的高钠煤(大高煤)作为大规模燃煤发电用煤仍处于起步阶段[8]㊂本文对大南湖高钠煤与300MW锅炉的适应性进行了分析,并讨论了灰渣形成的机理和除渣的方法㊂国能哈密电厂机组锅炉也是国内首台燃用高钠煤的600MW容量级并采用塔式布置的锅炉㊂采用国能哈密电厂机组锅炉作为原型进行大南湖高钠煤应用的论证与分析,在此基础上提出该锅炉燃用高钠煤的优化运行方式以及新建高钠煤机组锅炉设计技术方向㊂1㊀试验装置与条件国能哈密电厂4ˑ660MW超临界压力直流锅炉为2236t/h超临界参数变压运行螺旋管圈直流炉,燃烧方式为四角切向燃烧,单炉膛塔式布置㊁摆动喷嘴调温㊁一次再热㊁平衡通风㊁全钢架悬吊结构㊁紧身封闭布置㊁采用干式捞渣机固态排渣的锅炉㊂炉膛宽度和深度均为21230mm,水冷壁下集箱标高7000mm,炉顶管中心标高105950mm,大板梁顶标高115170mm㊂炉后尾部烟道出口有2台SCR脱硝反应装置,下部各布置1台转子直径为ϕ14950mm的三分仓容克式空气预热器㊂锅炉主要设计参数见表1,煤质特性见表2㊂2㊀锅炉适应性2．1㊀炉膛适应性分析在机组运行过程中,炉膛容积热负荷㊁炉膛截面热负荷㊁燃烧器区壁面热负荷㊁上层燃烧器中心与屏下缘距离这4个参数与锅炉的结渣特性密切相关[9]㊂随着煤的结渣特性趋于严重,上述3个热负荷参数应随之减小㊂而为了减缓分隔屏或大屏区结渣,最上层燃烧器中心与屏下缘距离则应随之增加㊂表1㊀BMCR工况及额定工况主要参数Table1㊀BMCR operating conditions and ratedoperating conditions of the main parameters名称BMCR BRL 过热蒸汽流量/(t㊃h-1)22362170过热器出口蒸汽压力/MPa25．4025．33过热器出口蒸汽温度/ħ571571再热蒸汽流量/(t㊃h-1)18321776再热器进口蒸汽压力/MPa5．415．24再热器出口蒸汽压力/MPa5．215．05再热器进口蒸汽温度/ħ340336再热器出口蒸汽温度/ħ569569省煤器进口给水温度/ħ293291省煤器进口给水压力/MPa29．4029．11㊀㊀注:BMCR是锅炉最大连续蒸发量;BRL表示ALSTOM技术的超临界锅炉热力计算书和技术协议的额定工况㊂表2㊀大南湖低钠煤(大低煤)与高钠煤煤质对比Table2㊀Comparison of Dananhu low sodium coaland high sodium coal检测项目大低煤大高煤M t/%24．227．2M ad/%12．7016．45A ar/%21．3213．71V daf/%46．8845．58w(C a)/%40．7441．86w(H ar)/%2．671．71w(N ar)/%0．620．79w(O ar)/%10．2314．15w(S t,ar)/%0．220．58Q gr,v,ar/(MJ㊃kg-1)15．8714．35Q net,v,ar/(MJ㊃kg-1)14．7613．37HGI56145DT/ħ11601090ST/ħ11901100HT/ħ12101110FT/ħ12401130w(SiO2)/%57．7554．80w(Al2O3)/%21．388．78w(Fe2O3)/%6．826．24w(CaO)/%5．1015．18w(MgO)/%1．784．58w(Na2O)/%1．514．34w(K2O)/%1．590．92w(TiO2)/%0．530．64w(SO3)/%2．603．60w(MnO2)/%0．0600．079㊀㊀图1(a)~(c)为国能哈密电厂660MW机组锅332017年第5期洁净煤技术第23卷炉主要参数与国内已有锅炉的对比㊂可见国能哈密电厂锅炉的炉膛容积热负荷与断面热负荷在褐煤锅炉中处于中等水平,燃烧器区域壁面热负荷相对偏高㊂锅炉属于典型褐煤锅炉,与设计煤煤质适应㊂图1㊀锅炉主要参数对比分析Fig．1㊀Comparison analysis of main parameters of boiler㊀㊀图1(d)为最上层燃烧器中心距屏底距离,该距离相对来说较大,可提高煤粉燃尽空间,对煤粉的燃尽有利,也有助于缓解屏上及对流受热面的结渣㊂总体上来说,国能哈密电厂锅炉的炉膛关键热负荷参数处于较低水平,且该机组采用低NO x 燃烧技术,降低NO x 排放的同时降低炉膛中心火焰温度㊁采用一次风对冲,偏置风形成小切圆,造成风包粉,减小煤粉刷墙风险㊁布置足够数量蒸汽吹灰器和水力吹灰器,炉膛基本无吹灰死角,这些对燃用易结渣煤是有利的,但对于大南湖高钠煤的适应性仍需试验确认㊂此外,国能哈密电厂锅炉选用了干式除渣系统,锅炉大比例燃用高钠煤时易掉大焦,且焦块不易挤碎,干式除渣对高钠煤适应性较差㊂2．2㊀2号炉启炉初期严重结渣问题分析2号炉启炉初期以低比例燃用高钠煤为主,但锅炉出现了严重的结渣,威胁锅炉的正常运行㊂以该电厂锅炉各参数来看,锅炉完全可适应低比例燃用大南湖高钠煤,不应出现结渣㊂故采集了炉内形成的熔融状大渣块,分析其主要组分,见表3㊂可见渣块的主要成分与大低矿煤灰成分基本一致,只有Fe 2O 3出现了少量的富集,结渣并不是碱金属造成的㊂渣块成分中Fe 2O 3的少量富集应该是由于煤种变换后,炉膛火焰中心提高导致炉内温度升高,同时由于运行参数的不合理导致炉内空气动力场的分布较差从而导致局部的还原性气氛,引起Fe 2O 3的富集㊂为了减少结渣和Fe 2O 3的富集需要对运行参数进行研究及优化㊂表3㊀2号炉大渣块成分Table 3㊀Slag block composition of No ．2furnace%样品SiO 2Al 2O 3Fe 2O 3CaO MgO Na 2O K 2O TiO 2SO 3MnO 2大渣块59．5019．6911．713．191．601．241．390．590．250．069大低煤煤灰57．7521．386．825．101．781．511．590．532．600．0643程友良等:哈密大南湖矿区高钠煤燃烧应用研究2017年第5期3㊀燃烧优化调整试验3．1㊀SOFA风调整试验为了降低NO x的排放,锅炉采用分级配风燃烧技术,即SOFA风(分离燃尽风)[10]㊂1)SOFA风反切层数调整试验变反切风层数试验在660MW负荷上进行,燃用大南湖高钠煤(65%大高煤),其余风门开度不变,结果见表4和表5㊂由结果分析得,开启3层反切风更易于调节各项偏差,锅炉效率相对较高㊂表4㊀SOFA风反切层数对运行参数的影响Table4㊀Effect of SOFA reverse swirl layer on operating parameters参数数值SOFA330(对冲)30(对冲)30(对冲)30(对冲)上SOFA风开度/%SOFA230(对冲)30(对冲)30(对冲)30(对冲)SOFA160(对冲)60(对冲)60(对冲)60(反切)SOFA360(对冲)60(对冲)60(反切)60(反切)下SOFA风开度/%SOFA260(对冲)60(反切)60(反切)60(反切)SOFA160(对冲)60(反切)60(反切)60(反切)脱硝入口氧量(A/B)/%1．9/4．52．8/3．73．3/3．53．8/2．9 NO x生成量/(mg㊃m-3)205195201209CO生成量(A/B)/10-61300/106515/155267/185195/255未燃尽碳损失/%0．310．250．170．22修正锅炉效率/%92．9192．9793．0393．00表5㊀SOFA风反切层数对烟温及汽温的影响Table5㊀Effect of SOFA reverse swirl layer on flue gas temperature and steam temperature 项目全部对冲2层反切3层反切4层反切一过入口烟温(A/B)(偏差)1062/990(72)1035/1003(32)1023/1016(7)1014/1030(16)三过入口烟温(A/B)(偏差)976/891(85)947/899(48)928/915(13)893/925(32)二再入口烟温(A/B)(偏差)818/767(51)796/782(14)791/788(3)784/801(17)二过入口烟温(A/B)(偏差)701/655(46)683/667(16)676/672(4)663/686(23)一再入口烟温(A/B)(偏差)541/522(19)533/530(3)530/536(6)521/542(21)主蒸汽汽温(A/B)(偏差)565/557(8)563/560(3)561/561(0)561/564(3)再热蒸汽汽温(A/B)(偏差)568/553(15)565/558(7)563/563(0)560/565(5)㊀㊀2)SOFA风门开启层数调整试验试验期间保持在660MW负荷下㊁燃用大南湖高钠煤(65%大高煤)㊁其他二次风门开度基本不变,且SOFA风下3层为反切布置,其余为对冲布置,仅改变SOFA风门开启层数,以观察其对NO x生成量和锅炉效率的影响,结果见表6㊂综上可见,随着SOFA风开启层数的增加,NO x 生成量不断降低,锅炉效率呈先增后降趋势,而且从目前国内采用低氮燃烧的锅炉长期运行情况看,低氮燃烧也存在一定的副作用,尤其是对煤粉燃尽㊁水冷壁高温腐蚀影响较大,所以综合考虑优先开启下4层SOFA风较为合理,此时锅炉热效率较高且NO x 排放可控制在接近200mg/m3的水平㊂当NO x生成量过高时再逐次开启后面几层SOFA风㊂表6㊀SOFA风开启层数对运行参数的影响Table6㊀Effect of SOFA enable layer on operatingparameters参数数值SOFA30000上SOFA风开度/%SOFA200080SOFA1008080SOFA30808080下SOFA风开度/%SOFA280808080SOFA180808080脱硝入口氧量(A/B)/%3．2/2．63．1/2．93．3/3．03．4/3．2 NO x生成量/(mg㊃m-3)251213204183未燃尽碳损失/%0．250．160．220．28修正锅炉效率/%92．9493．0693．0192．90532017年第5期洁净煤技术第23卷3．2㊀过量空气系数调整试验变氧量试验分别在660㊁300MW 负荷下进行,燃用大南湖高钠煤(65%大高煤)㊂满负荷氧量试验结果见表7和图2㊂表7㊀满负荷时氧量对运行参数的影响Table 7㊀Effect of oxygen at full load on operatingparameters参数燃烧氧量/%2．83．33．9修正排烟温度/ħ132．0131．6128．7排烟热损失/%5．555．635．80未燃碳热损失/%0．350．160．13NO x 生成量/(mg㊃m -3)166186235送风机电流/A30．232．738．9CO 生成量/10-641815546修正锅炉效率/%92．7092．8592．73图2㊀满负荷时氧量对炉内温度的影响Fig．2㊀Effect of oxygen at full load on furnace temperature㊀㊀满负荷变氧量试验中发现氧量降到2．5%以下时会导致排烟中CO 含量超标,说明此时炉内属于缺氧状态,会导致锅炉效率显著下降,此外还可能引起水冷壁高温腐蚀等㊂对于炉内损失而言,氧量由2．8%提高到3．3%时,排烟温度变化不大,但是由于烟气量的升高使得排烟热损失升高,相应的,氧量的提高使得燃烧更加充分,未燃碳热损失降低㊂而当氧量升高到3．9%后,未燃碳热损失变化不大,排烟热损失增大㊂总之,随着氧量升高,锅炉效率呈先增大后降低的趋势㊂对于NO x 生成量而言,氧量由2．8%升到3．3%时,NO x 生成量增长不大,均能控制在200mg /m 3以下,同时风机电耗增长幅度不大;而当氧量升到3．9%时,NO x 生成量有较大的增长且略高于设计保证值,风机电耗也伴随着氧量的增长有较大幅度的增长,经济性降低㊂燃烧系统采用了低氮燃烧方式,为降低NO x 生成量而使主燃烧器区过量空气系数小于1,形成还原性气氛抑制燃烧㊂图2的试验结果显示,当氧量为2．8%时,主燃烧器区域供氧不足使得燃烧温度最低,当氧量不断升高时,主燃烧器区域过剩空气系数更接近1,使得燃烧温度提高,其中氧量升到3．3%时,主燃烧器区域供氧较充足,燃烧提前,降低火焰中心㊂当氧量提高到3．9%时,炉内氧量过剩,多余的空气对炉内起冷却作用,所以主燃烧器区域温度有小幅度下降的趋势㊂综合考虑以上因素,满负荷时燃烧氧量应控制在3．3%左右,此时NO x 生成量较低,锅炉效率较高,炉膛结渣相对较少㊂3．3㊀周界风调整试验试验在660MW 负荷下进行且燃烧氧量维持稳定,其他二次风门开度保持一致的情况下,进行了变周界风开度试验,试验中所取的周界风开度为10%㊁30%㊁50%㊂试验结果显示,由于周界风量仅占二次风总量的10%左右,其开度变化对锅炉效率㊁汽温偏差的影响很小,主要是影响燃烧器喷口附近温度及NO x 的生成㊂当周界风开度为10%㊁30%和50%时,NO x 生成量分别为166㊁196㊁247mg /m 3㊂在其他条件相同的情况下,随着周界风开度的增大,可增强一次风气流的补氧,弱化分级燃烧效果,因此NO x 生成量呈显著增大趋势㊂图3为周界风开度对炉内烟温的影响,随着周界风开度增大,一次风气流的着火点推迟,燃烧器喷口区域温度有降低趋势,这对防止喷口结渣和烧损是有利的㊂图3㊀周界风开度对炉内温度分布影响Fig．3㊀Effect of surrounding air openness on thetemperature distribution in the furnace周界风开大对保护喷口和防止喷口结渣是有利的[11],但也存在NO x 生成量升高的问题㊂综合考虑,周界风开度应维持在30%左右,此时有利于减轻燃烧器喷口区域结渣和烧损,同时NO x 生成量不超标㊂63程友良等:哈密大南湖矿区高钠煤燃烧应用研究2017年第5期3．4㊀配风方式调整试验试验研究了正塔㊁均等2种配风方式对运行参数的影响,试验在660MW 负荷下进行,燃用大南湖高钠煤(65%大高煤),SOFA 风门仅开下3层㊂表8和图4为配风方式对运行参数以及炉内温度分布的影响㊂综合各种因素,正塔配风方式优于均等配风方式,此时锅炉经济性较好[12]㊂若NO x 生成量偏高,可通过调节SOFA 来降低NO x 生成量,若再热汽温低时也可通过开大SOFA 风开度升高火焰中心高度来调节㊂表8㊀配风方式对运行参数的影响Table 8㊀Effects of air distribution mode on operating parameters项目均等配风正塔配风项目均等配风正塔配风SOFA3/%00D1D2偏置风/%1515SOFA2/%00DD 辅助风/%1520SOFA1/%0CC 辅助风/%2525SOFA3/%10090C 层煤粉/%3530SOFA2/%10090C1C2偏置风/%2035SOFA1/%10090BC 辅助风/%2530SOFA3/%00B 层煤粉/%3030SOFA2/%00B1B2偏置风/%2035SOFA1/%00AB 辅助风/%2550SOFA3/%10090A 层煤粉/%3530SOFA2/%10090A1A2偏置风/%2035SOFA1/%10090AA 辅助风/%3070FF 辅助风/%300脱硝进口氧量(A /B)/%3．29/2．793．44/3．03F 层煤粉/%2530NO x 生成量/(mg㊃m -3)176218F1F2偏置风/%2010修正排烟温度/ħ130．5129．8EF 辅助风/%2015排烟热损失/%5．765．65E 层煤粉/%3030未燃烧碳损失/%0．260．11E1E2偏置风/%2015修正锅炉效率/%92．893．03DE 辅助风/%2025三过出口汽温(A /B)/ħ549/549549/560D 层煤粉/%3030二再出口汽温(A /B)/ħ563/568568/558图4㊀配风方式对炉内温度分布影响Fig．4㊀Effect of air distribution mode on the temperaturedistribution in the furnace3．5㊀偏置风调整试验偏置风作为起旋风,其主要作用是在主燃烧器区形成切圆,避免火焰过于集中在炉膛中心形成局部高温,同时在燃烧中心周围形成 风包粉 ,减小一次风刷墙的风险㊂但是偏置风开度过大会使主燃烧器区燃烧加强,NO x 生成量上升,须通过试验确定合适的偏置风开度[13]㊂试验在560MW 负荷下进行,保持运行氧量在3．2%左右,其他风门开度不变,调整偏置风开度分别为0㊁30%㊁60%,考察偏置风大小对锅炉运行性能的影响㊂表9为不同偏置风开度下的NO x 生成量及炉膛上部烟温㊂由试验结果分析,偏置风开度满负荷时应在30%左右㊂3．6㊀变掺烧方式调整试验选用分磨掺烧的方式进行高钠煤的掺烧,机组满负荷常规运行时通常运行6台磨,其中4台磨投入大南湖高钠煤,2台磨投入大南湖低钠煤以满足合适的掺烧比例㊂试验在660MW 负荷下进行,燃用大南湖高钠煤(65%大高煤),其他运行参数保持相对稳定㊂分别将大南湖低钠煤投入AB 磨㊁AF 磨㊁CD 磨㊁EF 磨,烟温变化趋势如图5所示㊂表9㊀偏置风开度对运行参数的影响Table 9㊀Effect of deviated air openness on operatingparameters偏置风开度/%NO x 生成量/(mg㊃m -3)三过入口烟温/ħ二再入口烟温/ħ二过入口烟温/ħ一再入口烟温/ħ732017年第5期洁净煤技术第23卷166．989575764851530203．389175264351160310．7888749640508图5㊀掺烧试验中烟温变化趋势Fig．5㊀Variation trend of smoke temperatureduring the blending test㊀㊀由图5可知,大南湖低钠煤不管是投入上层的EF 磨还是中层的CD 磨煤机,各特征截面的炉膛温度均高于其投入下层磨煤机(AB 磨煤机或AF 磨煤机)㊂由结果分析,A㊁B 层燃烧器为等离子燃烧器,所以变负荷时不能停用AB 磨㊂考虑到掺烧大南湖高钠煤时制粉系统调节的灵活性,将大南湖高钠煤投入上层磨煤机更为合理,这样可以做到满负荷时适当减小上层磨煤机给煤量,降低火焰中心,而低负荷时停用上层磨煤机,提高大南湖高钠煤的燃用比例㊂若出现了较重的锅炉结渣沾污,可考虑将大南湖低钠煤投入下层磨中以缓解结渣沾污㊂4㊀高钠煤高比例掺烧试验在前期的试验及常规运行中该机组一直燃用65%大南湖高钠煤,期间并未出现严重的结渣沾污㊂在此基础上,满负荷时将大南湖高钠煤的掺烧比例提高到75%左右㊁50%负荷时全烧大南湖高钠煤,进行一周的掺烧试验,对炉内温度㊁运行参数及结渣情况进行观察㊂图6为试验期间炉内温度的变化趋势,由各特征截面温度变化情况来看,试验50h 以后各温度趋于稳定,未出现单调升高现象,说明炉内燃烧与传热达到稳态,锅炉未出现结渣持续恶化现象㊂对174h 后炉内各受热面的结渣情况继续进行试验,可得除D 层3号角有零星挂渣外,其余水冷壁区域完全干净无渣㊂此外,从汽水及风烟等参数来看,燃用75%比例大南湖高钠煤174h 后也均正常,未出现异常变化㊂由试验174h 后一过的结渣情况,可见一过管壁迎风面有挂渣,渣层最厚有15cm 左右㊂对流段管束迎风面挂渣是燃用高钠煤锅炉的典型特点,渣层达到一定厚度后可自行掉落,吹灰器也可将其吹落,不影响锅炉正常运行㊂图6㊀掺烧试验中烟温变化趋势Fig．6㊀Trend of smoke temperature during the blending test综合考虑实测烟温㊁运行参数及观察结果,可知锅炉燃用75%比例大南湖高钠煤时不存在严重的结渣问题,各参数均处于正常水平㊂5㊀结㊀㊀论1)在机组正常运行中,为了增强大南湖高钠煤对锅炉的适应性,可采取以下优化运行方式:针对该电厂的中速磨煤机而言,综合考虑炉内燃烧和经济性,分离器挡板开度设为40%为最佳,同时,在试验83程友良等:哈密大南湖矿区高钠煤燃烧应用研究2017年第5期范围内风煤比对煤粉细度影响不明显;在满足NO x 排放指标的前提下,尽量减小SOFA风开度,且优先开启下4层SOFA风,其中下3层为反切风,尽量避免开启上2层SOFA风;在满负荷运行中,推荐采用正塔配风㊁锅炉运行氧量控制在3．3%左右㊁周界风开度维持在30%左右㊁偏置风开度在30%左右㊂另外,对于高钠煤和低钠煤的分磨掺烧,若考虑制粉系统调节的灵活性,可将低钠煤投入上层磨中㊁若考虑炉内的结渣问题,可将低钠煤投入下层磨中㊂2)根据高钠煤高比例掺烧试验显示锅炉满负荷时可安全燃用75%比例的大南湖高钠煤,50%负荷时可实现全烧大南湖高钠煤,炉膛基本无结渣㊂此外,根据燃用75%比例的大南湖高钠煤的情况来看,该机组在满负荷时完全有能力燃用更高比例的大南湖高钠煤㊂参考文献(References):[1]㊀刘敬,王智化,项飞鹏,等.准东煤中碱金属的赋存形式及其在燃烧过程中的迁移规律试验研究[J].燃料化学学报,2014,42(3):316-322.LIU Jing,WANG Zhihua,XIANG Feipeng,et al.Modes of occur-rence and transformation of alkali metals in Zhundong coal dur-ing combustion[J].Journal of Fuel Chemistry and Technology, 2014,42(3):316-322.[2]㊀傅勇强,汪华剑,李奎,等.燃用准东煤锅炉渣样形貌及矿物组成特征[J].热力发电,2015,44(7):18-22,27.FU Yongqiang,WANG Huajian,LI Kui,et al.Experimental study on morphology and mineral composition of slag from a Zhundong coal-fired power plant[J].Thermal Power Generation, 2015,44(7):18-22,27.[3]㊀陈川,张守玉,施大钟,等.准东煤脱钠提质研究[J].煤炭转化,2013,36(4):14-18.CHEN Chuan,ZHANG Shouyu,SHI Dazhong,et al.Study on sodi-um removal for Zhundong coal 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