600 MW机组锅炉配煤掺烧及燃烧调整

600 MW机组锅炉配煤掺烧及燃烧调整
摘要：本文介绍了本厂600MW机组锅炉面对燃煤煤质偏离设计煤种，如何做好配煤掺烧以及拓宽锅炉对煤种的适应范围，探讨设计燃烧烟煤的煤粉锅炉掺烧印尼煤的可行性，最终为了确保安全的基础上，降低燃料成本，以适应市场的需要，发展生产。

关键词：配煤掺烧、调整、印尼煤
前言：当前，发电企业电煤供应多源化、电厂用煤的质量波动幅度增大、煤种复杂，煤种特性偏差大，对此，我厂应对如此局面的手段是根据各种来煤在特性上的差异进行组合，进行不同煤种的相互掺烧，发挥各个掺烧煤种的特性，掺配出综合性能较佳，性能相对稳定的“新煤种”，保证机组的安全运行的基础上兼顾经济效益。

1、设备概况
本厂#7炉型号为DG1920/25.4-Ⅱ2型，系东方锅炉厂为600MW 机组配套的超临界参数变压直流本生锅炉，一次再热、平衡通风、尾部双烟道结构，采用烟气挡板调节再热汽温，固态排渣，全钢构架、全悬吊结构，露天布置，前后墙对冲燃烧。

炉膛宽/深尺寸为22162.4×15456.8mm。

#7锅炉采用冷一次风正压直吹式制粉系统，磨煤机采用北京电力设备总厂生产的ZGM113型中速磨煤机，共配备6台，5台运行1台备用。

厂家提出的煤种适应范围如下：
煤种：烟煤，部分贫煤和褐煤
发热量：16～31MJ/kg
表面水分：<18％
可磨系数HGI: 40~80
无水无灰基挥发分Vdaf：15～40％
原煤粒度：0～40mm
煤粉细度R90：10～40％
2、燃料比较分析
基于经济效益考虑，印尼煤是我厂重要的燃料来源。

高挥发分和水分、低灰分、低灰熔点和低发热量是印尼煤的特点，其具有极易着火、极易燃尽和严重结渣的特性。

印尼煤的特性决定了其一般都需经混配煤后才能在燃用烟煤锅炉上使用。

本厂面对现有煤种及设计煤种主要指标对比分析，现将煤场堆存的国产烟煤、印尼煤和设计煤种的主要指标对比分析如下：
3、配煤掺烧的技术思路
从上表可以看出，与设计煤种比较，现有的燃煤有如下特点：
1、挥发分均高于设计煤种，特别是印尼煤，其干燥无灰基挥发分Vdaf高达48.4%，远高于设计煤种28%的数值，且已超出磨煤机厂家推荐的应用范围。

因此，掺烧印尼煤对制粉系统和燃烧器均构成较大威胁。

2、水分差异较大。

根据#7锅炉磨煤机热风调节门漏风量较大的实际情况，烧水分较低的烟煤时，在负荷较低的情况下难以控制磨煤机出口温度。

3、现有的烟煤灰分均高于设计煤种，但亦均低于校核煤种，因此对除尘及输灰系统不会造成不良影响。

4、现有烟煤、印尼煤的收到基低位发热量与设计煤种偏差在10%以内，且均高于校核煤种，因此不会影响机组出力。

5、现有烟煤的灰熔点远高于设计煤种，印尼煤与设计煤种相当，根据以往掺烧经验，混煤的灰熔点一般较最低煤种有所提高，但也有降低的特殊情况，准确数据可开始掺烧前进行试验确定。

6、硫分差别较大，但因为#7机组脱硫系统是按照入炉煤硫分2.0%进行设计的，现有燃煤硫分均低于此数值，因此不会对脱硫系统造成不良影响。

7、根据以上数据分析可知，印尼煤具有高挥发分、高水分、低灰分的特点，属于很容易着火、燃尽的煤种，掺烧后应特别注意燃烧器的安全。

4、掺烧方式
根据本厂其他锅炉掺烧印尼煤的经验，综合考虑到印尼煤具有的挥发分高、固定碳含量低、灰分低、灰熔点低的特点，因此在烧该煤种时，可能会出现总煤量大、煤粉管道、磨煤机容易着火的情况，结合本厂常用的烟煤性质与印尼煤先进行1：1混合掺烧，受本厂场地限制，混煤可采取两条输煤皮带按相同煤量同时上煤至炉前煤仓的方式进行。

烟煤与印尼煤1:1混合后的主要参数如下：
因#7锅炉E层燃烧器（前墙最低层）安装了等离子点火装置，在等离子投入运行时烧低灰熔点的煤容易造成燃烧器结焦、堵塞，因此，E层燃烧器不进行掺烧印尼煤。

开始烟煤与印尼煤1：1混合掺烧后，观察制粉系统的适应能力、煤粉细度和着火、燃烧、炉膛结焦以及减温水用量、受热面壁温等情况，再决定进一步的掺烧量。

在混合掺烧安全的基础上进一步转为单台磨煤机全烧，在制粉系统及燃烧器安全的基础上再逐步转为全烧印
尼煤。

5、需要监测的参数
5.1 为便于分析掺烧对锅炉热力性能的影响，掺烧前后应进行热力试验。

5.2 为分析煤粉细度对燃尽情况的影响，应测量掺烧前的煤粉细度，掺烧过程中控制不同的煤粉细度运行工况，并分别测量相应工况下飞灰可燃物的情况，进行对比，总结最佳的煤粉细度。

5.3 根据掺烧后主/再蒸汽温度、减温水量、受热面壁温、飞灰可燃物等参数的变化请况，运行进行相应的配风调整，并注意记录相应的风门开度，总结最佳的配风方式和最佳过量空气系数。

5.4 由于煤种的变化，机组在运行中，需要对机组各参数加强监视，尤其是锅炉本体及其辅机参数，将参数及时控制在规定范围内，主要包括以下几方面
①、对主蒸汽流量、给水流量、总煤量、主汽压力、主汽温度、再热蒸汽温度、再热蒸汽压力等参数的监视及调整。

②、需要加强对送、引、一次风机的监视，防止风机过负荷、喘振，监视一次风的总量、维持一次风压力，保证一次风速不低于25m/s
③、加强对空预器电流、空预器入口烟温、出口烟温的监视。

防
止二次燃烧的事故发生。

6、针对掺烧的风险分析及控制技术措施
6.1 运行人员在掺烧印尼煤前应做好磨煤机着火的事故预想，做到能熟练处理磨煤机着火事故。

6.2 印尼煤高挥发分、低灰分的特点，很容易着火，因此，在开始掺烧前必须试验磨煤机消防系统可随时投入。

6.3 由于印尼煤挥发份高，若掺烧磨煤机出口温度过高会导致风粉混合物爆炸，如掺烧磨煤机出口温度过低，煤粉可能因为结露产生结块、沉积现象，造成煤粉在输粉管内堵塞，从而导致煤粉在粉管内局部燃烧，如果处理不及时，有可能使输粉管烧红、烧断，扩大事故，结合本厂其它锅炉掺烧印尼煤的运行经验，将掺烧印尼煤的磨煤机控制其出口温度在65±5℃运行，其它相应保护定值不变。

6.4 控制掺烧磨煤机的风粉比< 2.0，正常控制在1.7至1.8左右，以保证制粉系统内的氧量<16%，避免氧气含量过高而加快煤粉在制粉系统内的氧化速度，从而加速煤粉的热解，产生大量的可燃气体，对制粉系统的安全运行不利。

6.5 控制掺烧磨煤机的入口风温<275℃，通过调节磨煤机入口的冷热风比来达到目的，如果如磨得风温上升，可以进行进一步对煤
量的调整，调节磨煤机的出口温度。

6.6 掺烧过程中必须十分注意炉内的结焦情况，吹灰系统应能正常运行，按规定进行定期吹灰工作，加强炉膛结焦情况的检查和打焦工作，严防因结焦而造成灭火。

6.7 掺烧过程中应加强着火情况的检查，根据着火点的情况及时调整一次风量和中心风门，保证不发生回火情况，确保燃烧器安全。

6.8 正常运行中各燃烧器二次风门已调整好并固定，不需调节，二次风量的调整通过风箱两侧的二次风挡板进行。

但在采取了控制磨煤机出口温度、增加一次风量、开大中心风门等措施后仍发生着火点太近甚至回火时，应对燃烧器二次风门进行调整：关小内二次风、开大外二次风。

6.9 进行1：1的混合掺烧时，煤场值班员必须控制好上煤的方式和速度，尽量保证混合均匀，以保证炉内着火的稳定性。

6.10 掺烧或全烧印尼煤的磨煤机，在正常停磨时应尽量将炉前煤仓烧空，并将磨煤机彻底吹扫干净，停止给煤机后必须进行充分的吹扫才能停磨。

6.11 掺烧或全烧印尼煤的磨煤机，在发生事故紧急停磨时，若1天内未能再启动则应将磨煤机内的积煤清空。

6.12 掺烧或全烧p6.16 掺烧印尼煤过程中，严格注意监视磨煤
机的电流、振动、磨碗差压，磨出口与炉膛的差压等参数，如果出现异常，迅速处理。

7、掺烧的结果分析
在试烧过程中锅炉燃烧稳定、结焦现象不严重，主蒸汽/再热蒸汽温度、压力和、炉膛压力、各受热面壁温等主要运行参数均正常。

下面就几个主要的参数逐个分析说明：
7.1飞灰及炉渣可燃物
国产烟煤掺烧印尼煤后，飞灰及炉渣可燃物变化不明显，从飞灰可燃物的分析数据看，因掺烧印尼煤的量不多，对锅炉燃烧效率的影响很小。

从煤种分析资料看，印尼煤是容易燃尽的煤种，其燃烧效率应高于现烧煤种，这一点可以通过进一步全烧印尼煤进行考验。

7.2烟气含硫量
因印尼煤的含硫量与设计煤中差别不大，掺烧后烟气含硫量变化不大。

7.3过热汽温、再热汽温、减温水情况
在试验期间，制粉系统投运下层两台、中层两台、以及上层一台，通过减温水以及尾部烟气挡板的调节能满足过热汽温和再热汽温的要求，能达到额定的蒸汽温度565℃，主再热减温水的阀门开度在
40～70%，有一定的裕量。

7.4磨煤机运行及炉内着火情况
#7炉磨煤机掺烧印尼煤后，出口温度控制在565±5℃左右运行，加载力按设定的加载曲线，不设置偏置值，磨煤机运行情况良好，未发生堵煤、磨内着火等不安全情况。

7.5排渣情况
该锅炉掺烧印尼煤后，观察捞渣机的出渣情况，未发现明显的、大块的熔融状的焦渣。

8、结束语
我厂通过配煤掺烧实践的经验，花大力气做好配煤掺烧工作，满足锅炉燃烧稳定、可靠的基础上进行燃烧优化调整，避免出现锅炉结渣、灭火、受热面超温爆管等故障，以适应尽可能地提高锅炉效率，降低煤耗，达到锅炉节能减排、安全运行的效果。

通过配煤掺烧的手段，提高劣质煤的利用率，增加劣质煤的采购量，降低燃料的成本，提高电厂的经济效益。