楊志斌 林兆寧 薄輝 李煥君 劉吉

摘要：加強鍋爐褐煤摻燒的研究是十分必要的。本文作者根據(jù)多年的工作經(jīng)驗，對鍋爐褐煤摻燒進行了研究，具有重要的參考意義。

關(guān)鍵詞：褐煤摻燒；熱值；燃燒調(diào)整

中圖分類號：TK223 文獻標識碼：A 文章編號：

1.引言

近年來，我國的電力工業(yè)得到了迅猛的發(fā)展。截止到 2007 年和 2008 年，中國電力總裝機容量已分別達到 7.13 億千瓦、7.92 億千瓦。據(jù)統(tǒng)計顯示，2010 年 1 月我國電力總裝機容量已經(jīng)達到 8.74 億千瓦，其中，火電裝機達 6.52 億千瓦，約占 74.6％。按照我國電力工業(yè)發(fā)展的總目標：2020 年發(fā)電裝機容量將達到 16 億千瓦，其中火力發(fā)電機組仍將占總裝機容量的 60％以上。因此，火力發(fā)電機組仍是我國電力行業(yè)的主力機組。中國是世界上最大的煤炭生產(chǎn)和消費國，也是當今世界上幾乎唯一以煤為主的能源消費大國。其中原煤占能源消費總量的 68%，電煤的煤消耗總量約占原煤的50%。然而由于我國煤炭資源的分配不均，以及電站的燃用煤種與設(shè)計煤種存在較大差異，鍋爐的燃燒效率會大幅度下降，致使我國燃煤電站的平均供電煤耗比日美等發(fā)達國家要高出 20%～30%。

我國現(xiàn)有火電機組設(shè)備總體技術(shù)水平落后，性能與世界先進水平相比有較大差距，發(fā)電煤耗高，能源利用率低。近幾年來，隨著我國電力工業(yè)的快速發(fā)展，火力電站的裝機容量越來越大，由于我國煤炭洗選率比較低，供應(yīng)能力和運輸能力不足，電煤供應(yīng)日趨緊張，各發(fā)電廠用煤的穩(wěn)定供應(yīng)都受到不同程度的影響。動力配煤是將不同性質(zhì)的煤經(jīng)過篩選、破碎后按照一定比例摻配出混合煤，以改變原有煤的化學組成、物理特性和燃燒特性，使之煤質(zhì)穩(wěn)定，提高燃燒效率，滿足各類用戶的要求。動力配煤能使混煤的綜合性能比單一原煤的性能更佳，達到煤質(zhì)互補，優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，適應(yīng)燃煤設(shè)備對煤質(zhì)的要求、達到提高燃燒效率和減少污染物排放的目的。

2存在的問題

某公司自2009年-09月開始摻燒褐煤，由于褐煤氣水分大、發(fā)熱量低，摻燒后實際燃用煤種偏離設(shè)計煤種較大。因此，出現(xiàn)很多技術(shù)難題。

2.1摻混比例不易掌控

由于沒有專門的摻混設(shè)備，主要采用爐前預混、爐內(nèi)摻燒方法。該公司現(xiàn)有2個煤場。舊煤場使用推煤車和裝載車配合小皮帶上煤，新煤場配2臺翻車機、2臺斗輪機，另接1條應(yīng)急小皮帶。由于缺乏混煤設(shè)施和充足的配煤場地，混煤只能通過皮帶上混合、煤場堆混分層取煤。 兩種混煤方式比較簡單，配煤比例較難掌控，摻配相對粗糙，無法提供準確的摻燒比例。

2.2摻燒比例低，經(jīng)濟性不高。褐煤摻燒初期，采用分磨制粉、爐內(nèi)摻燒的方式。由于褐煤水分大，大量摻燒導致磨煤機干燥出力不足，磨煤機出口溫度低于50 ℃，煤粉管經(jīng)常出現(xiàn)堵塞，鍋爐不能正常運行。后采用爐前預混、爐內(nèi)摻燒的方式，由于受制于磨煤機出口溫度低，褐煤摻燒比例也相對較低。

2.3儲存、上煤、制粉等系統(tǒng)運行不穩(wěn)定由于褐煤水分大、熱值低，褐煤的大量摻燒會給儲存、上煤、制粉、燃燒系統(tǒng)等設(shè)備帶來很多問題。

3處理措施

3.1調(diào)整上煤次數(shù)及褐煤摻燒量

根據(jù)蒙西電網(wǎng)網(wǎng)架的特殊性，及時了解風電負荷的變化和其他電廠帶負荷情況，適當增加上煤次數(shù)，及時增、減褐煤摻燒量。機組升負荷時，先提高高熱值的磨煤機出力，后提高摻燒褐煤的磨煤機出力；在機組負荷穩(wěn)定時，在滿足干燥出力的前提下將褐煤摻燒量加至最大，其他磨煤機在燃燒穩(wěn)定的情況下盡量降低出力，以確保在滿足調(diào)峰的要求下最大限度地提高褐煤摻燒比例。高熱值煤與褐煤摻燒應(yīng)控制入爐煤熱值為16.3～17.6 kJ/kg。

3.2根據(jù)電網(wǎng)負荷預測努力控制摻燒比例。為提高摻燒比例的準確性，該公司采取多項措施準確掌握入爐煤摻燒比例，努力控制入爐煤熱值差。

（1）通過入廠煤化驗報告及時了解來煤情況；按煤質(zhì)、煤種分區(qū)堆放來煤，及時繪制出煤場儲煤分布圖。

（2）掌握各煤種的熱值，以便調(diào)整摻燒比例。

（3）按照褐煤摻燒方案最大限度摻燒褐煤。

（4）積極協(xié)調(diào)煤源，增加煤場儲煤量，調(diào)整來煤結(jié)構(gòu)及來煤煤質(zhì)，以保證機組耗煤量及摻燒需求。

3.3進行褐煤與不同煤種的摻燒試驗

（1）褐煤采用爐前預混，其他煤種采用分磨制粉爐內(nèi)摻燒方式。主要原則是保證下層主力磨煤機以穩(wěn)燃為主且高熱值煤配燒占較大比例，其余磨煤機摻燒劣質(zhì)煤。根據(jù)來煤熱值和預測負荷按2~5臺磨煤機進行摻燒，控制入爐煤熱值在16.3～17.6 kJ/kg。

（2）機組升負荷時，應(yīng)先增加燃用高熱值的磨煤機出力，摻燒褐煤的磨煤機后增加出力；在機組負荷穩(wěn)定時，摻燒褐煤的磨煤機在滿足干燥出力的情況下褐煤摻燒量應(yīng)加至最大，其他基本煤的磨煤機在燃燒穩(wěn)定的情況下出力盡量降低，以確保最大限度地摻燒褐煤。

3.4加強燃燒調(diào)整

3.4.1燃燒調(diào)整措施

摻燒褐煤時首先應(yīng)保證鍋爐燃燒穩(wěn)定、不結(jié)焦。A磨煤機一般不摻燒褐煤，以保證主力磨有穩(wěn)定的出力，在爐膛的底部形成穩(wěn)定的高溫區(qū)，有利于上層磨煤機的穩(wěn)定燃燒。二周界風開度不低于40%，一次風速不低于29 m/s，防止風管堵塞和噴燃器燒壞。要加強吹灰，爐膛上午吹1次，晚上吹1次；空預器保證每班吹1次、1 天共4次，長吹和半長吹1天各1次。利用小修檢查鍋爐基本沒有結(jié)焦情況，噴燃器口也沒有結(jié)焦堵塞現(xiàn)象。

3.4.2需注意的問題

（1）褐煤摻燒的磨煤機不得長時間停運，若因故計劃檢修，煤倉褐煤必須置換為煙煤。在停運褐煤摻燒的磨煤機時，應(yīng)先關(guān)閉給煤機上閘板，給煤機走空后停運給煤機，將磨輥抬起后待磨煤機內(nèi)存煤清空、排渣箱排空后停運磨煤機，防止給煤機皮帶和磨煤機內(nèi)存煤自燃。制粉系統(tǒng)啟、停及正常運行過程中，嚴格控制磨煤機出口溫度在正常范圍內(nèi)。

（2）由于褐煤揮發(fā)分在40%以上，極易著火，故適當提高一次風率，防止燃燒器噴口結(jié)焦或被燒毀。為防止鍋爐受熱面結(jié)渣，運行中要保證氧的體積分數(shù)不低于3%。嚴密監(jiān)視摻燒褐煤的磨煤機出口溫度，不得持續(xù)低于50 ℃，一般控制在53 ℃以上，分離器出口溫度超過75 ℃應(yīng)立即停運磨煤機。

（3）褐煤摻燒的煤粉細度R90控制在30%左右。增加摻燒褐煤磨煤機的石子煤檢查次數(shù)，避免石子煤積存，經(jīng)常就地檢查磨煤機有無焦味、火星等異?，F(xiàn)象。在雨雪天煤濕時，因磨煤機干燥出力不足，應(yīng)降低褐煤摻燒比例或停止褐煤摻燒。

（4）啟動磨煤機時，利用測溫儀對磨筒、節(jié)流孔等易積粉部位進行測溫，緩慢暖磨，防止管內(nèi)積粉引起爆燃。當發(fā)現(xiàn)制粉著火后，立即進行磨煤機隔離，關(guān)閉冷熱風隔離門和磨煤機出口煤粉閘閥，并立即充入消防蒸汽進行滅火。保持磨煤機消防蒸汽系統(tǒng)備用，在緊急情況下能夠投入。

（5）在摻燒褐煤時，應(yīng)加強噴燃器溫度、一次風管彎頭、噴燃器風管結(jié)合面漏粉的檢查。定期標定磨煤機出口CO氣體含量監(jiān)測裝置。合理調(diào)整磨煤機運行方式，盡可能運行上層磨煤機，提高爐膛溫度。

（6）嚴格執(zhí)行吹灰器優(yōu)化調(diào)整措施，防止爐膛結(jié)焦。保持合適的大風箱與爐膛差壓，保證燃料和空氣的良好混合，避免局部高溫和局部還原性氣氛。運行中摻燒褐煤的磨煤機一旦發(fā)生斷煤、棚煤，應(yīng)立即停運制粉系統(tǒng)。

4經(jīng)濟性分析

目前燃用煤種中煙煤有神華烏海、神華包頭半精煤、神華包頭煨煤和蒙源褐煤5種。入廠煤熱值在18 kJ/kg左右時，褐煤摻燒比例達30%~40%；入廠煤熱值在20 kJ/kg左右時，褐煤摻燒比例可達50%。通過加大褐煤配煤摻燒力度，降低了燃煤成本。2010年全年該公司摻燒褐煤840kt，折合標煤357.7 kt，為公司帶來了較好的經(jīng)濟效益。

[參考文獻]

[1]吳景興，呂文良，李宏毅，等.1 025 t/h劣質(zhì)煙煤鍋爐摻燒褐煤改造方案[J].鍋爐技術(shù)，2009，40（3）：57-59.

[2]吳景興，李宏毅，李瑞芬.410 t/h鍋爐摻燒褐煤試驗研究[J].東北電力技術(shù)，2008，18（1）：18-22.