煤质对锅炉设备运行的影响

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２ ０ １ ３年第 ｌ ２ 期
王
平， 等： 煤质对锅炉设备运行的影响
２ ０ １ ３年 １ ２月
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计值 ２ 倍～ ４ 倍 ，垢下腐蚀的速度也大大提升 ，此种 腐蚀对于受热面管子的寿命影响大 ，而且面积分布广 泛 ，已深入 内圈管排 。 近年来设备 抢修增加 ，每次抢修材 料费用为 ５ Ｘ １ ０ 元左右 ，每年抢修费用增加 ５ ０ ｘ １ ０ 元之多。近年来每 次小 修费 用 由原来 的 １ ５×１ ０ 元 １ ６ Ｘ １ ０ 元 升至 ２ ５ Ｘ １ ０ 元 ２ ６×１ ０ 元 ，每年小修费用增加 ６ ０ Ｘ １ ０ 元之多 。
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数 明显增多 ，其 中与煤质有关的约 占 １ ／ ３ 。大多数机 组 的运行 接 近 和 超 过 １ ０ ０ ０ ０ ０ ｈ ，炉管 趋 于 老 化 不 可 近年来 ，由于外部煤炭市场形势变化 ，兴泰发 电 避免。但 由于煤质变化较大 ，造成燃烧状况恶化 ，加 有 限责任 公 司锅 炉燃煤 采 购 出现 了较 大 的波 动 ，为此 速 了炉 管 的老化 进程 ，增 加 了炉管 泄漏 次数 。 由于近年来人炉煤热量低 、挥发分低 、灰分高 ， 燃煤 品质也发生 了较大 的变 化 ，如灰分高 、挥发分 低 、硫 分 高 、热 量 低 等 等 。锅 炉 的 设 计 煤 种 是 一 定 导致 的结 果 就是 煤 粉 在 锅炉 内的着火 推迟 ，炉 膛 出 口 烟气温度升高 ， 但水平烟道后部和尾部受热面处烟温偏 的 ，受热面 的布置型式 、大小 、管子壁厚余 量 的选 取 、燃烧器的型式以及燃烧室的高度 、宽度 、深度 的 低 ，吸热量不足 ，再 热汽温 上不去 。为了调整汽温 ，必 选 取 均取 决 于煤 种 。锅炉 对 于煤 种 的适 应程 度 和 范 围 须加大燃煤的投入量，为此又进一步使前部受热面壁温 是有限的 ， 偏离设计煤种就会造成设备健康水平的降 超温 ，形成恶性循 环 。机组 在大负荷运 行或是 负荷大 幅 低 ，以及设备维护费用的增加。近年来 由于煤炭供应 度调节及制粉 系统的启停操 作 中 ，受 热面存在 不同程度 受热面从原来的局部过热发展向高度、深 紧张 ，煤 质 变化 较 大 ，煤 质 的好 坏 直接 影 响到 锅 炉燃 的过热现象 ， 烧 的稳定性与经济性 ，同时也对输煤和锅炉设备的安 度 、宽度 全 面过 热 。主要 表 现 形式 有 ：高度 向顶 棚 发 全性和可靠性带来很大影 响。通过分析煤质不 同成分 展，主要为高过 、高再，宽度也由原来的对流热段向对 对锅炉燃烧的影响 ，提出了在煤质发生变化 时的应对 流冷段发展 ，深度 由外圈向内圈发展 。 由于燃煤的灰分高 ，热量低 ，使锅炉的耗煤量增 措施 ，来保证机组安全平稳运行。 加 ；煤中带有大量石头 ，使灰的硬度增加 。高灰分 、 ２ 煤质对锅炉设备影响分析 大流量的煤 以及高硬度 的灰 ，不仅造成尾部烟道受热 面磨损加剧 ，而且造成水平烟道受热面磨损现象 ，磨 ２ ． １ 煤质 对锅 炉承 压部 件泄 漏 的影响 近年来 ，兴泰发电有限责任公司锅炉四管泄漏次 损有从尾部受热面向水平烟道受热面移动的趋势。 煤 中的硫分在高温下形成 ｓ Ｏ 气体 ，该 酸性气体
３ 应 对 措 施
针对 目前煤 炭供 应 的紧 张形 势 和煤 质变 化 ，在实 际 的运行 过 程 中 ，积极 试 验 和摸 索 ，制 定相 应 的 可操 作性强的应对措施 ，切实做好燃煤的掺配工作 ，努力 调 整好 锅炉 的燃 烧 运行 工 作 ，以保 证 整个 机 组 工作 的 安全 、平稳 、经济运行 。上述分析只是建立在煤质常 规试验上的，要达到更好的掺配效果还需要进行掺烧 试 验 ，对 煤 种化 验煤 、灰特 性 ，对 不 同比例 的混 煤 进 行燃烧试验和结渣性评价 ，在高 、低负荷时对锅炉进 行热效率试验 ，找出对制粉系统 和燃烧 的影响 ，从而 制 定 相 应 措 施 ，在 经 济 、安 全 的前 提 下 确 定 混 煤 比 例 。建议 采 取如 下应 对措 施 。 ３ ． １ 加 强燃料 管 理 由于煤炭本身存在偏析现象 ，即使 同一批来煤也 存在允许差 ，需提高煤质检验人员的业务水平 ，强化 人员责任心 ，保证人厂煤和炉前检验的准确性 ，为配 煤和燃烧提供依据 。由于火车或汽车进来的煤需采样 化验才知道数据 ，而化验单又不能及时出来 ，又因锅
２ ． ２ ． ３ 煤 中灰 分对 飞灰 可燃 物 的影响
为保证制粉系统 的运行 ， 公 司有关部 门做了大量 的工作 ：如派专人对上煤各环节进行监控 ，拣出煤 中 杂物 ，防止铁块 、木块 、石块等进入磨煤机 ；在各原 煤 仓 来 煤 口均 加 装 了 篦 子 ，并 严 格 控 制 篦 子 网 格 尺 寸 ，防止 大块 进 入磨 煤 机 ，造成 磨 煤机 的损 坏 ；对磨 煤机装载钢球量进行技改 ，减少制粉单耗 ，延长钢球 的使用时间等等 。
１ 选题背景
收 稿 日期 ：２ ０ １ ３ － １ ０ — １ ５
第一作者简 介 ：王 平 ，１ ９ ６ ４年生 ，男 ，河北邢 台人 ，１ ９ ９ ３年 毕业于河北广播 电视大学电力 系统专业 ，煤质主管工程师。
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对受热面金属直接产生腐蚀 ，此腐蚀气体混合于熔融 的灰分中 ，形成垢下腐蚀。 目前 ，燃煤的硫分超过设
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约１ ５ ０Ｘ １ ０ 元 ～３ ０ ０Ｘ １ ０ 元。
煤粉在燃烧过程中，挥发分析出后剩余的主要是 焦炭 。固定碳含量较高的燃煤 ，在燃烧过程中煤粉颗 粒周 围助燃 的空气 量 相对 较少 、燃烧 时间 长 、燃 尽 程 度差 、火焰 中心上移 ，飞灰可燃物相应升高。燃煤 中 固定碳的指标对飞灰可燃物的影响也较大 ，飞灰可燃 物随固定碳的降低相应降低 ，当同定碳接近设计值 时 （ 不一定低于设计值） ，飞灰可燃物低 于较低水平 。
２ ． ２ ． ２ 固定碳 对 飞灰 可燃 物 的影响
ｌ ％其 对设备 的磨 损就减少 １ ％，设 备可靠性 就增加 １ ％。也可减少锅炉 因 “ 四管 ”磨损泄漏所造成 的频 繁启停 ，提高机组的使用寿命 。由于灰分增加造成受 热面积灰 ，预热器堵塞等 ，使传热效果变差 ，排烟温 度升高 。排烟温度每升高 ｌ ０ ℃，锅炉效率下降 １ ％， 影响机组煤耗升高 ２ ｇ ／ （ ｋ Ｗ・ ｈ ） ～ ４ ｇ ／ （ ｋ Ｗ・ ｈ ） 。 ２ ＿ ３ 煤质 对 制粉 设 备及单 耗 的影 响 由于入炉煤热值低 、灰分大 ，造成燃烧困难使原 煤消耗量增加 ，只有采取降低煤粉细度值 Ｒ ９ ０的方法 来提高煤粉的燃尽程度 ，从而达到降低飞灰可燃物的 目的。由此也带来一系列 问题 。磨煤机 出力降低 ，导 致磨煤机长时间运行 ，加之高硬度 （ 包括石头） 、多 杂物 、大流量的煤造成制粉系统磨损加剧 ，钢球耗量 大大 增 加 ，磨 煤机 出人 口经 常 出现 漏粉 现 象 ，排 粉机 叶轮检修次数增加 、损坏严重 ，检修周期缩短 ，维护 费用增加 。每年加钢球 ４ ０ ０ ｔ ～ ７ ０ ０ ｔ（ 包括小修 、技 改及 正 常维 护 补 充 ） ，按 每 吨钢 球 ７ ０ ０ ０元 ，年 消 耗
（ 河北兴泰发 电有限责任公司，河北 邢 台 ０ ５ ４ ０ ０ ０ ）
摘
要： 近年 来，由于外部 煤炭市场形势 变化 ，兴泰发 电有 限责任 公 司锅 炉燃煤 采购 出现 了较 大的波动 ，为此燃煤 品
质也发生 了较 大的变化 。分析 了煤质 对锅 炉设备 的影响 ，提 出了在煤质发 生变化 时的应 对措施 ，以保证机 组的安全经济
运行。
关 键 词 ： 煤 质 ；锅 炉 ；发 热 量 ；挥 发 分 ；飞 灰 可 燃物 中图 分 类 号 ： Ｔ Ｋ ２ ２ ９ ． ６ 文献 标 识 码 ： Ａ 文章编号 ： ２ ０ ９ ５ — ０ ８ ０ ２ 一 （ ２ ０ １ ３ ） １ ２ — ０ １ ３ ６ — ０ ３
ｅ ｒ ｉ ｆ ｒ ｅ ｃ ｏ ａ ｌ ｏ ｆ Ｈｅ ｂ ｅ ｉ Ｘｉ ｎ ｇ ｔ ａ ｉ Ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ Ｇｅ ｎ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｃ ｏ ． ， Ｌ ｔ ｄ ． ，Ｓ Ｏ ｔ ｈ ｅ ｑ ｕ ａ ｌ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ ｃ ｏ ａ ］ｈ ａ ｓ ａ ｌ ｓ ｏ ｂ ｅ ｅ ｎ ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｅ ｄ ｇ ｒ ｅ ａ ｔ ｌ ｙ ． Ａｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｉ ｍｐ ａ ｃ ｔ
２ ． ２ 煤 质 变化 对飞 灰可 燃物 的 影响
２ ． ２ ． １ 挥 发分 对飞 灰 可燃物 的 影响
挥发 分 是 固体燃 料 的重 要 成 分之 一 ，对燃 料 的着 火和燃烧有很大影响。挥发分是可燃性气体 ，其着火 温度 低 ，易 于从 煤 中析 出。挥 发 分含 量 高 ，煤 中难燃 的焦炭相对含量少 ，当大量挥发分析 出着火后 ，燃烧 放 出热量 较 多 ，有助 于 焦炭 的迅速 着 火 和燃 烧 ，因此 挥 发分 高 的煤易 于燃 尽 。挥 发 分从 煤 粉颗 粒 内部析 出 后使煤粉颗粒具有孔 隙性 ，挥发分越多 ，煤粉颗粒 的 孔 隙越 多 ，与 助燃 空 气 接 触 面 越 大 ，因 而 易 于燃 尽 ， 燃 烧损 失 较小 。反之 ，挥 发 分低 的煤 较难 燃 尽 ，燃 烧 损 失较 大 。 由试 验可 以说 明飞灰 可 燃物 是 随 着煤 质 挥 发分 的升 高而呈 下 降趋势 的。
２ ０ １ ３年第 １ ２期 （ 总第 ９ ９期 ）
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２ ０ １ ３年 ｌ ２ 月
技术 研究
煤质对锅炉设备运行 的影 响
王 平 ，朱垠安 ，邓志军