600 MW超超臨界鍋爐褐煤摻燒分析

夏學敏，王文東

(遼寧華電鐵嶺發電有限公司，遼寧 鐵嶺 112000)

0 引言

面對當前電煤資源緊張的形勢，為響應國家節能減排號召，實現扭虧和控虧，遼寧華電鐵嶺發電有限公司(以下簡稱鐵嶺發電公司)采用了褐煤摻燒的策略，雖然運用褐煤摻燒降低了發電成本，但鍋爐燃用煤質發生了較大的變化，明顯偏離了設計值，給鍋爐燃燒調整、機組出力和安全經濟運行帶來了一系列的不利影響。

1 褐煤摻燒存在的問題和潛在風險

火力發電廠采用褐煤摻燒為其經營管理減輕了不少壓力，但由于褐煤的特性，在摻燒環節上也存在不少問題和潛在風險。

(1)褐煤的灰熔點較低(比鐵法礦的煤低107～204℃)、揮發分高、易著火、熱量低、容易引起自燃，自摻燒以來，已多次發生煤場及原煤斗自燃現象。

(2)褐煤水分偏大，易導致磨煤機干燥出力不足及堵煤、壓磨，制粉系統大煤量運行時石子煤量較平時明顯偏大，磨煤機電流變大。

(3)針對褐煤水分大的特點，要求加大進入磨煤機的風量，可能造成磨煤機振動加大;風機原有出力無法滿足磨煤機干燥、輸送需要，容易引起一次風機喘振。

(4)褐煤黏性大，容易引起棚煤及給煤機卡塊、斷煤現象，由于鐵嶺發電公司煤場為露天煤場，雨季時曾出現1天棚煤、卡塊幾百次的現象，穩燃耗油上百噸，極大地降低了機組運行的穩定性。

(5)揮發分高，易著火，進入爐膛后著火提前，受熱面噴嘴受熱，容易結焦。

(6)大量摻燒褐煤，褐煤水分大造成煙氣量增加，造成爐內各受熱面吸熱量偏離設計值，影響主汽溫、再熱汽溫，使排煙損失增大;另外，摻燒不均勻容易引起機組運行工況大范圍波動，使燃燒調整工作量加大。

2 解決問題的方案和必要試驗

為使褐煤摻燒工作順利進行，避免生產過程中出現與其相關的問題，應加強褐煤摻燒的運行調整和試驗，應進行褐煤摻燒管理和褐煤摻燒技術的總結和事故預想并使其書面化和規范化。

2.1 加強制粉系統運行調整

對運行磨煤機電流、出口溫度、風量加強監視，嚴格控制磨煤機出口溫度在正常范圍內。磨煤機出口溫度正常維持在60℃以上，無特殊情況時，磨煤機出口溫度不允許低于55℃，防止出口溫度過低而造成一次粉管堵塞;磨煤機出口溫度較低時，保持一次風速不要過低，以防磨煤機堵煤、壓磨;褐煤黏性大，在引起棚煤、給煤機卡塊斷煤及給煤機皮帶打滑或皮帶跑偏、損壞等現象時，應該及時處理，嚴格控制磨煤機出口溫度。當出口溫度高于規定值時，應檢查磨煤機電流及冷風調整擋板開度是否正常，如無法控制應及時停止磨煤機運行并進行相關處理，以防磨煤機內著火;對備用磨煤機出口溫度也要加強監視，并要求相關人員定期對各磨煤機進行檢查。

2.2 進行制粉系統優化調整

進行制粉系統優化調整，保證制粉系統各風門靈活好用，各測定、測量準確，定量分析磨出口溫度、一次風壓、一次風量等參數變化對排煙溫度的影響，通過煤粉細度變化調整試驗，確定經濟煤粉細度與磨煤機的運行方式。經過試驗，鐵嶺發電公司將褐煤摻燒磨煤機出口擋板開大5°～10°，以減輕對燃燒和汽水系統的影響。

2.3 燃燒系統優化調整試驗

通過調整一次風、二次風配比及燃盡風(OFA)風量配比等，確定機組不同負荷下的最佳過剩空氣系數，實現合理配風。

2.4 鍋爐煤、水比調整

摻燒褐煤比例較大時，爐內溫度動力場會發生變化，因煙氣中的水蒸氣份額變化較大，使輻射換熱比例增加，引起不同受熱面之間吸熱量的變化，從而影響汽溫變化。要根據汽溫的趨勢及時調整燃燒或減溫水量，控制汽溫在規定范圍。

2.5 加強吹灰

由于褐煤灰熔點較低，著火距離短，容易燒損噴燃器，因此，摻燒比例應適當。運行中要加強檢查，若發現結焦，應及時投入吹灰器，若噴燃器附近結焦，要及時清除。

2.6 加強存放煤管理和煤場改造工作

由于褐煤的揮發分較高且容易引起自燃，所以，應加強制粉系統漏粉管理和治理工作。原煤斗內存煤的時間不宜過長，否則應采取措施防止發生自燃而燒損皮帶或造成其他設備損壞。針對雨季棚煤、堵煤嚴重的現象，鐵嶺發電公司決定進行煤場改造。

2.7 停磨煤機要進行鈍化

因褐煤的灰熔點較低，容易引起爆燃，要對停運磨煤機及其管道內殘余的煤粉進行排空處理(防止積粉自燃爆炸)，制粉系統必須采取防爆措施，蒸汽消防系統要能夠正常投入。在鍋爐運行過程中，要能夠在控制室啟動惰化程序。在下列情況下進行蒸汽惰化的時間:磨煤機啟動，手動投入蒸汽消防，惰化時間為30 s;磨煤機正常停止，手動投入蒸汽消防，惰化時間為30 s;磨煤機快速和緊急停止，連鎖自動開啟蒸汽消防，惰化時間為120 s。

2.8 摻燒比例及均勻度

加強煤質化驗和分析，并與運行人員及時進行溝通，加強輸煤、上煤管理，保持2條輸煤皮帶運行，保證褐煤摻燒均勻合理，避免機組運行工況大范圍波動而造成不利影響。經過安全性與經濟性分析，鐵嶺發電公司確定了A，F磨煤機全部上煙煤，B，C磨摻燒褐煤與煙煤比例為2∶1，D，E磨煤機全上褐煤的摻燒方式。

2.9 加強燃燒調整，控制好排煙溫度

針對褐煤水分偏大造成燃燒過程中煙氣量增加而使排煙損失增大的狀況，運行中要加強氧量的控制，避免因排煙溫度過高而導致排煙熱損失增多、脫硫系統不能投入或跳閘。大范圍加、減負荷或啟、停磨煤機期間，手動干預煙氣量的調整，實現煙氣量和排煙溫度的平穩變化。

2.10 加強石子煤系統監視與排放

加強石子煤系統監視與排放，防止石子煤堆積自燃;排放石子煤之前用紅外測溫儀測量石子煤箱溫度(不應超過90℃)，用紅外測溫儀檢查給煤機、磨煤機外殼溫度有無異常變化(每小時1次)，給煤機箱體溫度最高不應超過70℃。

2.11 加強爐底除渣系統監視調整

褐煤熔點低，爐底渣量明顯增大且有大焦塊增多的現象。所以，要加強爐底除渣系統的監視和調整，以防止撈渣機憋跳或碎渣機卡塊而產生事故。

3 結論

當前電煤煤源高度緊張，電煤價格一路攀升，引進褐煤摻燒技術勢在必行。加強褐煤摻燒技術培訓和褐煤摻燒管理是保證機組安全、經濟運行必不可少的條件，只要摻燒合理，扭虧、控虧是可以實現的。

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