褐煤掺烧的积极意义及其风险控制分析

褐煤掺烧的积极意义及其风险控制分析

1燃烧褐煤的积极意义

燃烧褐煤，最主要是为了控本增效,褐煤属于差煤，价钱便宜，它折算标煤后的煤价低于相对好煤折算标煤后的价格，例如,2011年初以来，5000Kcal/kg 的好煤按市场价折算成标煤的到厂平均价为1018元/吨，而我厂实际燃用的3500Kcal/kg的褐煤现价折算成标煤到厂平均价低于918元/吨。根据运行部试验及策划部测算，在一定范围内多燃烧褐会降低发电成本。其次，褐煤形成年代短，易于开采，煤源广,多燃烧这样的煤，扩大了购煤主动权。还有附加的客观有利之处是对社会的：因为电厂大型锅炉自动化程度高，燃烧效率高，增加了差煤的燃尽率，提高了能源有效利用率,又由于一般褐煤自身含硫量、含氮量较低，掺烧后有利于降低总SO和NO的排放量，减轻我厂脱硫系统的压力，含硫量的降低也有利于减轻炉膛高温腐蚀与尾部烟道的低温腐蚀。

2、燃烧褐煤的技术可行性分析

褐煤的挥发份高，发热量低，水分高，粘性大，灰熔点偏低。以下是其各种分析指标对电厂锅炉燃烧的影响：

①挥发分。是判别煤炭着火特性的首要指标。它和煤化的时间和所处位置的深浅有关，挥发分含量越高，着火越容易。根据锅炉设计要求，供煤挥发分值的变化不宜太大，否则会影响锅炉的正常运行。如原设计燃用低挥发分的煤而改烧高挥发分的煤后，会因火焰中心逼近喷燃器出口而烧坏喷燃器；若原设计燃用高挥发分的煤种而改烧低挥发分的煤，则会因着火过迟使燃烧不完全，甚至造成锅炉熄火事故。

②灰分。灰分含量高会使火焰传播速度下降，着火时间推迟，燃烧不稳定，炉温下降。各地区产褐煤的灰分不尽相同，但总体平均值偏低。

③水分。水分是燃烧过程中的有害物质之一，制粉及燃烧中需要吸受大量的热量，同时水份蒸发的过程中会带走大量的热量，对锅炉的影响相比灰分的影响大得多。水份高是褐煤最大特性和不利因素。

④发热量。发热量是锅炉设计的一个重要依据，总发热量会涉及到制粉系统出力和机组出力要求，因此要煤的发热量与锅炉设计要求大体相符。褐煤的发热量比较低，正是它价格便宜的主要原因。

⑤灰熔点。由于煤粉炉炉膛火焰中心温度多在1300C以上，在这样高温下, 煤灰大多呈软化或流体状态。若煤灰熔点的软化温低，则易结焦，造成炉内金属管壁过热、超温、爆管的后续影响。褐煤的灰熔点一般低于1200C，和我厂设计煤种相近。

⑥煤的可磨性系数。可磨系数越高则煤粉越容易达到过滤筛的通过率，磨煤机也越易于达到其额定出力，功耗越小。褐煤的可磨系统相对设计煤种偏大些，有的能达到

70%属于比较有利的。

⑦煤的硫分。硫是煤中有害杂质，虽对燃烧本身没有影响，但它的含量太高，而脱硫系统的脱硫能力不够效率不足时，对设备的腐蚀和环境的污染都相当严重，达不到考核要求还会被经济扣罚，因此，电厂燃用煤的硫分不能太高，褐煤的硫份一般不高。

表一是我厂锅炉的设计煤种和一般燃用的褐煤的有关数据。

表

项目单位

设计

煤劣质

煤

褐煤（平

均）

固定碳FC % 47.8 43.29 30 挥发份VM % 22.82 21.50 40 灰份A% 19.77 22.60 6

水份W% 9.61

22.4 ±212.61

40

13.8

±0

低位发热量LHV MJ/kg 120.3

.4

g Kcal/k

00

5360±5

4860

00

3300±1

咼位发热量HHV MJ/kg 23.4 21.3 17

g Kcal/k

5590 5099 4060

由此可见，褐煤和我厂设计煤种的偏差主要表现在发热量低和水份高。锅炉的布置，燃烧器的型式都是一定的，当燃煤偏离设计煤种，并超出一定范围时，会给锅炉的安全和经济性带来一定的影响，主要表现在：1.锅炉出力下降, 2.热损失增加，效率降低3.燃烧不稳，甚至熄火，燃尽程度差，4,结渣，受热面超温，腐蚀，磨损，和增加大气污染，5.燃料费用和发电成本的变化。实际中常见直接危害是结焦，超温，爆管，灭火。为减少参数偏差，我们采用了按一定比例将好煤和褐煤掺配燃烧方案。掺烧是为调节燃煤的品质，主要是调节：发热量，挥发份，灰分，硫分，解决和改善带负荷能力、燃烧质量，防止灭火，防止严重结渣、腐蚀、磨损等，在安全和经济之间找到一个合理的平衡点。

扎赉诺尔褐煤具有一般褐煤的通性，高水分、低热值，极易着火与燃尽，且灰熔点较低极易结渣，有一般褐煤的通性，我厂在小范围试烧掺配该煤种进行可控安全性进行评估后，采购了掺配煤设备，进行了掺烧扎赉诺尔褐煤的锅炉性能试验，试验结果显示：掺烧扎煤后机组的供电煤耗升高，且升高幅度随着掺烧比例的增加而增加，当掺烧比例为25%寸，供电煤耗增加了0.6g/kWh；当掺烧比例达到36%寸，供电煤耗增加了1.6g/kWh。从两个阶段掺烧后供电煤耗的变化值比较后确认：合理的掺烧比例应在25%-30%右。掺煤扎煤后炉膛上部烟气温度下降，炉膛出口烟温也略有下降。炉膛上部

烟气温度达到1300C 以上，高于扎煤的软化温度，存在结渣倾向。总体结果是满意的，后来对于其他地区褐煤四台机组均采用了这样的掺烧方案，直到目前，去年全年的供电煤耗为315.93g/kwh，而09年的供电煤耗是319.4 g/kwh，08年是323.87 g/kwh，而煤入炉平均热量分别是4927 Kcal/kg和5061 Kcal/kg，除去机组大修后性能提高因素，煤耗仍是有效下降的。由此确立了掺烧褐煤的经济和技术可行性。

3、掺烧褐煤的运行风险及控制

燃烧褐煤能增加经济性，但它并不是我厂锅炉的设计煤种，而且褐煤有高挥发份和低水份对燃烧安全影响较大的特性，如果不能正确合理地利用它，会影响到机组某些系统的安全运行，安全就是效益，只有确保安全的前提下才能去争取效益。燃烧褐煤实际上是将风险和困难转化成效益，因此需要全厂多个部门通力配合、认真对待，我们才能达到燃烧褐煤的初衷。

掺烧褐煤期间，为达到风险的最小化和经济的最大化，要根据负荷曲线进行不同时段的煤种选择不同比例和合理的磨组配合进行掺配，这是一个比较复杂并有一定运行技术含量的问题，对配煤人员提出了很高的要求。负荷低时是在以确保燃烧安全前提下控制掺配褐煤比例和磨组间的分配，负荷高时掺配原则是在确保磨煤机在煤量带足的情况下能保证负荷，主要考虑掺配后的平均热值，但这些都需要关注磨组的工况和启停计划，还要考虑脱硫效率能否达到要求。甚至一段时期内的存煤及来煤情况也是需要考虑的因素之一。

对于打煤进仓人员的要求则是严格按照配煤单要求打煤掺配、进仓，不能

打错煤，进错仓位，对于突发原因引起的需要改变配煤单要求时应及时通知相关岗位并得到允许。

而更多的要求是针对我们机组集控运行人员的，由于褐煤的参数偏离设计用煤参数，它高挥发份和低水份对燃烧安全影响较大的特性，决定了我们必须对制粉系统，燃烧系统的检查，操作，监视，调整，控制方面都要引起重视，要比对一般的煤种付出更多的关注。

首先，因为褐煤的水份高，又有一定粘滞性，因而在冬季易冻结成块，增加落煤管、给煤机堵塞进而造成磨煤机断煤的机率，这就要求我们巡检人员增加巡检次数、保证巡检质量。冻结严重煤块偏大时要及时通知更换煤种或减少褐煤的掺配比例，监盘人员也要多关注磨组运行工况，发现磨后温度上升，给煤机断煤，要及时发现，正确判断，果断处理，给煤机因皮带无煤跳闸时，该层油枪应该自投，否则手动投入该组油枪，同时派人就地查看给煤机，将机组改机踪运行方式，增加运行磨组的煤量至最高，（若原来是二磨运行时，则再增投一组油枪，并立即准备启动备用磨组。）将主汽压力跟踪实际压力往下设定，确保汽压，汽机调门开度不大幅度变化，以利于汽包水位自动