關(guān)于200MW汽輪發(fā)電機(jī)組鍋爐煤耗偏高的分析及措施

王桂華

（中國神華煤制油化工有限公司，內(nèi)蒙古 包頭 014051）

供電煤耗是火力發(fā)電廠主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)之一，有效地降低供電煤耗對提高機(jī)組效率、節(jié)能降耗具有重要意義。如何降低供電煤耗現(xiàn)已成為火力發(fā)電廠節(jié)能工作的重中之重。筆者結(jié)合自身運(yùn)行經(jīng)驗進(jìn)行分析，認(rèn)為該廠供電煤耗還有很大空間可以開發(fā)，主要從鍋爐方面提出解決辦法,大體分為提高鍋爐效率、提高制粉出力、再熱汽溫、變壓運(yùn)行等方面。

1 提高鍋爐效率，降低供電煤耗

如何提高機(jī)組效率，就鍋爐而言，大體分為兩個方面：一方面應(yīng)通過調(diào)整運(yùn)行方式和措施盡量減少各種損失；通過完善地檢修消除影響經(jīng)濟(jì)性的缺陷和問題。另一方面則應(yīng)提高蒸汽參數(shù)質(zhì)量，減少減溫水量和排污量。在所有損失中，排煙熱損失和機(jī)械未完全燃燒熱損失所占比重最大，因此有效地減少這些損失，將會大大地提高鍋爐效率。

1.1 降低鍋爐排煙熱損失

對排煙熱損失有影響的主要是排煙溫度和排煙量。一般來說，排煙溫度每上升10℃，排煙熱損失則增加0.6%～1%。排煙量主要由過剩空氣系數(shù)和燃料中的水分來決定，而燃料中的水分則由入爐煤成分來決定。主要包括：漏風(fēng)、受熱面積灰和結(jié)渣、外界因素等。

漏風(fēng)是指爐膛漏風(fēng)、制粉系統(tǒng)漏風(fēng)及煙道漏風(fēng)，是排煙溫度升高的主要原因之一，是與運(yùn)行管理、檢修以及設(shè)備結(jié)構(gòu)有關(guān)的問題。

（1）爐膛漏風(fēng)主要指爐頂密封、看火孔、入孔門及爐底密封水封槽處漏風(fēng)。在所有漏風(fēng)中，尤以爐底漏風(fēng)影響最大，當(dāng)爐底水封失去或者爐膛掉大焦破壞爐底水封時，將使大量冷風(fēng)從爐底漏入，嚴(yán)重影響鍋爐的經(jīng)濟(jì)性和安全運(yùn)行。

（2）制粉系統(tǒng)漏風(fēng)主要是從煤、粉管道漏入。制粉系統(tǒng)的漏風(fēng)一直較為嚴(yán)重，一是由于設(shè)計上的原因；二是由于制粉系統(tǒng)的防爆門破裂造成漏風(fēng)增大。因此要經(jīng)常檢查防爆門的鐵皮有無暴烈破損，及時進(jìn)行處理。

（3）煙道漏風(fēng)指氧量計前尾部煙道漏風(fēng)在氧量不變時，煙道漏風(fēng)也將排擠一，二次風(fēng)量，使排煙溫度上升。

影響排煙溫度的外界因素主要是環(huán)境溫度（即空預(yù)器入口溫度）和入爐煤的成分。環(huán)境溫度的變化將使空預(yù)器傳熱溫差跟隨變化，從而使排煙溫度也隨著季節(jié)變化。煤質(zhì)是影響排煙溫度的最大因素，煤成分的變化將使?fàn)t膛的燃燒工況發(fā)生變化，當(dāng)入爐煤的煤質(zhì)變差、發(fā)熱量低于設(shè)計值時將使給煤量和煙氣量增加，最終使排煙熱損失增大。

1.2 降低鍋爐未完全燃燒熱損失

未完全燃燒熱損失包括化學(xué)不完全燃燒熱損失和機(jī)械不完全燃燒熱損失兩種，對煤粉爐化學(xué)不完全燃燒熱損失較小，與煤的揮發(fā)分有關(guān)。對于煤粉爐機(jī)械不完全燃燒熱損失是僅次于排煙熱損失的一項熱損失，主要由灰渣中的可燃物和隨煙氣排出爐外飛灰中的可燃物組成。

煤質(zhì)的原因包括：煤粉水分過大、煤粉灰分高、煤粉揮發(fā)分低等。

由于原煤水分高，為了滿足制粉出力，必然增加制粉系統(tǒng)通風(fēng)量，引起煤粉細(xì)度增大。造成一次風(fēng)噴口的煤粉著火距離太遠(yuǎn)，從而引起著火、燃燒推遲，煤粉在來不及燃燒完全就離開爐膛。煤粉水分過高，著火熱也高。同時，由于一部分燃燒熱消耗在加熱水分上，使水分汽化、過熱，也降低了爐膛內(nèi)的煙氣溫度，使煤粉氣流卷吸的煙氣溫度降低，火焰對煤粉氣流的輻射熱也降低，這些因素對著火不利。

燃煤灰分高，由于燃料本身放熱量低，燃料消耗量大，加之灰分不但不放出熱量，而且還要吸收熱量，使?fàn)t膛內(nèi)煙氣溫度降低，煤粉氣流著火推遲，也使煤粉著火穩(wěn)定性降低。由于灰分的隔絕作用，煤的燃盡性能較差。

煤中揮發(fā)分低，煤粉氣流的著火溫度顯著提高，著火熱也隨之增大。也就是說，必須把煤粉氣流加熱到更高的溫度才能著火。因此，揮發(fā)分低的煤著火要困難些，達(dá)到著火所需的時間也更長些，著火點(diǎn)離開燃燒器的距離也自然拉得更長些。燃料中揮發(fā)分含量較高時，煤粉著火容易，同時燃燒過程穩(wěn)定，未完全燃燒熱損失也較小。

爐膛過剩空氣系數(shù)過小，會使燃料燃燒不完全，而且由于煙氣中未完全燃燒產(chǎn)物的存在，給鍋爐運(yùn)行帶來二次燃燒的威脅；爐膛過剩空氣系數(shù)過大，則排煙熱損失也大，達(dá)不到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的效果，同時導(dǎo)致排煙熱損失和風(fēng)機(jī)電耗增加。

2 提高制粉出力，降低制粉電耗將有效降低供電煤耗

制粉出力包括磨煤出力、干燥出力、通風(fēng)出力。制粉出力下降包括3個方面：①單位時間內(nèi)制備的煤粉量下降；②當(dāng)煤粉粒度過細(xì)和過度干燥時，消耗了部分系統(tǒng)制粉能力；③當(dāng)煤粉粒度過粗、煤粉顆粒的均勻性和水分超標(biāo)時，鍋爐著火、燃燒效率和穩(wěn)定性降低。

制粉系統(tǒng)出力下降會增加制粉系統(tǒng)運(yùn)行的小時數(shù)，造成較高的磨煤電耗、通風(fēng)電耗及鋼耗，廠用電增高、各種維護(hù)量和設(shè)備消耗增加，設(shè)備安全可用性下降，機(jī)組及制粉系統(tǒng)的綜合經(jīng)濟(jì)性難以保證。

2.1 給煤量不足

原煤倉內(nèi)落下雜物堵塞下煤口、原煤水分太多導(dǎo)致棚煤，會使下煤量不足，給煤機(jī)煤層厚度減小，球磨機(jī)載煤量達(dá)不到額定的最佳載煤量，致使球磨機(jī)出力下降。

2.2 球磨機(jī)磨煤出力下降

2.2.1 原煤質(zhì)差

當(dāng)原煤可磨性下降、雜物過多，特別是當(dāng)原煤水分過大時，致使球磨機(jī)磨煤能力下降。

2.2.2 襯瓦磨損

襯瓦的外形決定著鋼球的提升能力，隨著運(yùn)行時間的延長，襯瓦磨損量增大，襯瓦磨損超標(biāo)時，球磨機(jī)磨煤能力將無法滿足需要。鋼球與球磨機(jī)襯瓦硬度存在匹配關(guān)系，當(dāng)鋼球過硬時，導(dǎo)致襯瓦磨損速度加快，影響磨煤能力。

2.2.3 鋼球裝載量不符合要求

理論上，鋼球裝載量在最佳鋼球裝載量以下，當(dāng)煤種和原煤水分一定時，球磨機(jī)出力與鋼球裝量的0.6次方成正比。因此，鋼球裝載量不足會導(dǎo)致球磨機(jī)磨煤能力下降。

2.2.4 鋼球材質(zhì)不符合要求、小鋼球比例過高

一定比例的小鋼球可以填充大鋼球的間隙，使鋼球總的表面積和撞擊次數(shù)增加，與大鋼球一起達(dá)到磨煤的作用。但過量的小鋼球?qū)⑹骨蚰C(jī)磨煤能力下降。鋼球硬度和耐磨性不足，對煤的撞擊和擠壓研磨能力下降；鋼球沖擊韌性不足，鋼球破碎率過高，這樣就影響了球磨機(jī)的出力。二者都會導(dǎo)致球磨機(jī)內(nèi)小鋼球比例增加，出力下降。

2.3 球磨機(jī)通風(fēng)出力不足和系統(tǒng)漏風(fēng)

（1）球磨機(jī)通風(fēng)量不足，磨煤機(jī)中的通風(fēng)量難以帶出磨成的煤粉。原因有：原煤水分超標(biāo)、原煤干燥過度和系統(tǒng)漏風(fēng)。

（2）由于制粉系統(tǒng)為負(fù)壓系統(tǒng)，如管道和設(shè)備有不嚴(yán)密之處，冷空氣就由外界漏入系統(tǒng)，漏風(fēng)一般發(fā)生在給煤機(jī)、磨煤機(jī)進(jìn)出口、管道法蘭、系統(tǒng)檢查孔、防爆門等處。制粉系統(tǒng)漏風(fēng)對制粉量、煤粉粒度和耗電率等運(yùn)行指標(biāo)都有影響。漏風(fēng)的部位不同，其危害性亦不同，對于球磨機(jī)來說，漏點(diǎn)越靠近球磨機(jī)入口，危害越大，例如在球磨機(jī)進(jìn)口漏入冷空氣，將使進(jìn)入磨煤機(jī)的干燥介質(zhì)溫度降低，對燃料的干燥能力減小，因而使磨煤出力降低和磨煤單位耗電增大。

3 變壓運(yùn)行對降低供電煤耗具有實(shí)際意義

首先，通常低負(fù)荷下定壓運(yùn)行，大型鍋爐難于維持主蒸汽及再熱蒸汽溫度不降低，而變壓運(yùn)行時，鍋爐易保持額定的主蒸汽和再熱蒸汽溫度。當(dāng)變壓運(yùn)行主蒸汽壓力下降，溫度保持一定時，雖然蒸汽的過熱焓隨壓力的降低而降低，但由于飽和蒸汽焓上升較多，總焓明顯升高，這一點(diǎn)是變壓運(yùn)行取得經(jīng)濟(jì)性的重要因素。

其次，變壓運(yùn)行氣壓降低氣溫不變時，汽輪機(jī)各級容積流量、流速近似不變，能在低負(fù)荷時保持汽輪機(jī)內(nèi)效率不下降。

再次，變壓運(yùn)行，高壓缸各級包括高壓缸排汽溫度將有所升高，這就保證了再熱蒸汽溫度，有助于改善熱循環(huán)效率。

4 結(jié)論

牡丹江第二發(fā)電廠成為黑龍江電網(wǎng)的主力調(diào)峰電廠，近幾年來機(jī)組調(diào)峰次數(shù)逐年遞增，再加上入爐煤質(zhì)灰分大及入爐煤質(zhì)不均衡，造成鍋爐煤耗數(shù)值處于偏高不下。筆者通過分析以上原因在經(jīng)過多年運(yùn)行調(diào)整的經(jīng)驗，使發(fā)電煤耗有所下降，現(xiàn)在該廠5號爐的發(fā)電煤耗是372g/kWh、6號爐的發(fā)電煤耗是374g/kWh，以提高機(jī)組效率，節(jié)能降耗，降低運(yùn)行成本效果顯著。