鍋爐變煤種運行的應對措施及經驗數據

于子東 王偉

[摘要]針對目前電煤市場的現狀，燃燒設計煤種是完全不可能的，取而代之的是一些偏離設計煤種的混煤。面對這種情況，許多發電廠都嘗試過改變設計煤種，選擇了性價比較合理的煤種來代替設計煤種。本文以電力公司變煤種運行的實際經驗淺談一下變煤種運行的可行性以及變煤種運行的應對措施，把取得的變煤種運行經驗介紹給同行，達到互相學習的目的。

[關鍵詞]燃煤鍋爐；變煤種運行；燃燒穩定；應對措施；經驗數據

前 言

近兩年來由于煤價的上漲給許多發電廠的經營帶來困難，曾經在一段時間內出現了煤炭供應不足或發電成本過高而被迫停機的情況，而勉強運行的發電廠也面臨著發電虧損的局面。為此各個發電廠為了確保安全經濟運行都在尋找合適的、價格合理的煤源，從而導致了入爐的煤種繁多，鍋爐因煤質頻繁變化而發生的各種不安全因素也日益增多，鍋爐的安全和經濟運行受到威脅，各種指標和參數偏離了設計值，受熱面結焦、積灰、爆管等事故發生的頻率逐漸增多。為此針對以上情況根據我公司的經驗淺談一下鍋爐變煤種運行的可行性以及運行中應采取的應對措施。

一、變煤種運行對鍋爐帶來的危害

如果設計燃燒煙煤的鍋爐改燒褐煤后，那么會導致以下后果：

由于褐煤的發熱量較低，制粉系統的出力不能滿足鍋爐帶滿負荷的要求，即機組達不到額定出力；

由于褐煤揮發分較高，煤粉在爐膛的燃燒速度加快，局部熱負荷過高，一次風噴口和水冷壁容易出現結焦現象；結焦會進一步導致鍋爐受熱面出現超溫和過熱，嚴重者會導致鍋爐停爐除焦、受熱面大面積爆管等現象；

如果是中間儲倉式制粉系統，煤粉倉溫度難以控制在正常范圍之內，粉倉容易出現自然或著火現象；

由于煤的揮發分升高，停運的制粉系統內部如果存在積粉，則在通風時容易導致煤粉爆炸。

因此，鍋爐變煤種運行有一定的局限性，當需要改變煤種時必須首先做各種煤比的摻燒試驗，根據試驗情況采取應對措施，確保鍋爐安全運行。

二、變煤種運行的摻燒試驗

褐煤與煙煤的摻燒比例為1：1。摻混后煤的低位發熱量為19MJ/kg，可燃基揮發分為41%左右。

第一階段：維持機組負荷在滿負荷進行燃燒調整。將二次風按照“倒塔式”配風布置好，一、二次風速分別保持在30米/秒和50米/秒左右。穩定60分鐘后，根據氣溫的高低和減溫水量的多少來調整火焰中心。一般情況下氣溫比較高，減溫水用量比較大，在這種情況下首先采取減少上排增大下排火嘴的給粉量來降低火焰中心，保持低氧燃燒（3%左右），穩定60分鐘后，如果減溫水總量減少了，排煙溫度下降了，而氣溫能維持在正常值，那么說調整達到目的了，否則繼續調整。

第二個階段：維持機組負荷70%。按照燃燒調整的原則，將負荷均勻地減到70%的額定負荷（此時配風不變），一、二次風速各減少3米/秒，觀察各項指標和參數的變化情況后，如果發現氣溫下降、排煙溫度下降，而爐膛燃燒基本穩定，那么把二次風調整為“束腰式”配風，煤粉細度保持不變，穩定60分鐘后，如果氣溫上升到正常值，其他參數如排煙溫度、煙氣氧量、飛灰可燃物等沒有超出正常范圍，就不要調整了，這一階段試驗主要以穩定燃燒為主，為下一階段試驗提供數據和經驗。

第三個階段：維持機組50%的額定負荷。在本階段試驗前，準備好4支助燃油槍，以防鍋爐滅火。首先適當減少風量，保持煙氣氧量在3%左右，再按照自上而下的順序減少給粉量，當負荷降至60%的額定負荷時穩定1小時，就地觀察：爐膛及噴口有無結焦現象，著火距離是否合適（一般200—300mm左右），氣溫是否正常。如果氣溫偏低，將配風方式改為“圓柱式”配風，降低一、二次風速（一般減少5米/秒左右），穩定1小時后如果氣溫回升，那么再把負荷緩慢減至50%的額定負荷，保持氧量5%左右，氣溫能維持在533℃左右即可，觀察爐膛燃燒是否穩定，著火距離維持在200mm左右，飛灰可燃物2%左右即可。如果達不到以上參數，可以再進行燃燒調整，實在不行說明在這個負荷下不適應，將負荷升高一些再進行調整，直到滿意為止。在摻燒煙煤時，鍋爐的各項指標比全燒褐煤時差一些，如果燃燒穩定安全，各項指標沒有大的偏離，那么就達到了摻燒的目的。

三、變煤種運行的可行性及應對措施

設計煤種為煙煤的鍋爐摻燒褐煤

1.磨煤機出口溫度保持在65℃以下；

2.保持粉倉溫度不超過60℃；

3.煤粉細度調整在R90=35%左右；

4.一次風速滿負荷時大于35米/秒，適當降低一次風溫，保持噴口著火距離大于250mm，否則有可能燒壞噴口和造成鍋爐結焦；

5.每個周檢查清除制粉系統的積粉，制粉系統備用不能超過8小時，制粉系統停運后通風抽粉時間延長5-8分鐘；

6.制粉系統停運后嚴格監視內部溫度變化情況，一旦發現有升高的跡象，立即投入蒸汽消防將整個系統充滿蒸汽，10分鐘后停止；

7.確保二次風速大于一次風速15米/秒以上，采用“倒塔式”配風，盡量降低火焰中心，防止超溫和結焦；

8.停用一次風管時要把存粉吹掃干凈，防止積粉自然而燒壞風管。

四、摻燒的經驗數據

鍋爐采取變煤種運行是在電煤市場的影響下出現的現象，是各個發電廠不得已而采取的舉措。鍋爐都是按照某一個煤種進行設計的，如果按照設計煤種運行，那么鍋爐的安全性和效率也最高。但是經過多次摻燒試驗發現，有些鍋爐在實際運行中適當偏離設計煤種只要應對措施得當是可行的，因此經過試驗得到了以下經驗數據，僅供同類機組參考：

設計煤種為煙煤的鍋爐摻燒褐煤時不能按照摻燒比例計算，必須用摻混后煤的發熱量和揮發分的多少來決定摻煤量，一般情況下摻混后煤的可燃基揮發分不超過38%，低位發熱量不低于19MJ/kg時比較安全。

在摻燒非設計煤種的燃煤時，如果負荷峰谷差較大，可以采用分層燃燒的辦法來達到高負荷能帶滿、低負荷燃燒穩定的目的。但這種方法對燃料上煤的時間和負荷的變化要求比較高，否則一旦發生錯誤鍋爐有滅火的危險。

（編輯/惠霞）