HG—1025/17.5—YM36型煙煤鍋爐主燒褐煤的應用研究

摘 要 針對華電能源股份有限公司佳木斯熱電廠電煤緊張的問題，積極進行主燒褐煤的研究和試驗，在分析鍋爐各種工況、各種摻燒比例的試驗基礎上，探索煙煤鍋爐主燒褐煤摻燒的可行性和發展前景。

關鍵詞 主燒褐煤；經濟性

中圖分類號：TK2 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）14-0135-02

1 華電能源股份有限公司佳木斯熱電廠鍋爐現狀

華電能源股份有限公司佳木斯熱電廠鍋爐為HG-1025/17.5-YM36型，亞臨界參數、一次中間再熱、自然循環汽包爐，采用平衡通風，擺動式燃燒器四角布置切圓燃燒方式，配有冷一次風正壓直吹式制粉系統，型號為ZGM95N中速磨煤機，刮板式撈渣機連續固態排渣，設計燃用混合煙煤，低位發熱量5180大卡。鍋爐以最大連續負荷（即BMCR工況）為設計參數，鍋爐的最大連續蒸發量為1025 t/h。

2 主燒褐煤摻燒前的準備工作

1）為增強制粉系統防爆能力，有效地防止制粉系統的爆炸，增設防爆系統，完善褐煤摻燒安全技術措施，磨機加裝CO監測；保證制粉系統的消防處于隨時可投運狀態，按褐煤摻燒的防爆措施進行制粉系統的安全保護工作。

2）由于褐煤所含水分大，相對需要熱風風量較大，磨制褐煤時一次風出口風溫降低，影響磨煤機的出力。冬季一次風溫270℃左右，在熱風全開，冷風全關的情況下，為保持磨煤機出口溫度不低于50℃，限制了給煤量。#1、#2爐空氣預熱器旋轉方向為先經過二次風室，再經過一次風室。為提高一次風溫，利用機組A＼C修機會，將#1、#2爐空氣預熱器旋轉方向做了改動，改為先經過一次風室，再經過二次風室，一次風溫提高了13℃左右，達到了283℃左右，使磨煤機的干燥出力得到了提高，每臺磨煤機能增加2～3噸的給煤量，機組出力增加了20 MW左右。并且將一、二次風暖風器改造成旋轉式空氣預熱器，提高風溫，從而進一步提高冬季制粉系統干燥出力。

3）我廠ZGM95N型磨煤機存在噴環的噴口流速不均勻，流速低，壓力損失高等不足。經過改造動、靜噴嘴環，保證噴口流速均勻，流速高，壓力損失小，排渣量減小，提高燃料干燥能力，提高了煤粉的細度和煤粉的分配均勻性，磨煤機運行更加平穩，調節響應速度加快，增加磨機的出力2%～5%。

3 主燒褐煤調整方法

根據褐煤特點和設備特性在實際運行工作中，通過優化運行調整手段，實現了主燒褐煤，機組滿負荷安全、經濟運行。其主要調整方法如下。

3.1 燒褐煤時帶高負荷措施

1）機組要保證較高的真空。

2）針對褐煤水分大的特點，所以磨煤機運行時出口溫度不過低，可采用冷風門全關，熱風門全開，不要擔心磨煤機出口溫度過高，一般情況不會超過70℃。

3）當帶大負荷時，應先調風后加煤及加大一次風壓，，隨著煤量的增大一次風壓不會變化很大。可根據各磨出力的不同加大煤量，可先少加一些煤，煤加完后進入爐膛燃燒后，爐溫上升相應的煙溫也上升，在空預器內吸熱的一次風溫也會上升，經過一些時間磨的出口溫度就會上升，繼續這樣的循環，就會達到帶負荷的能力。如出口溫度不低時，磨的風量低，可適當開些冷風，增加磨的通風量，從而增加制粉系統出力。帶負荷時提高一次風壓也可增加磨的出力，但是給煤機密封風不宜過低，否則就可能造成煤粉與高溫風進入給煤機內熱工的表管中，造成表計錯誤嚴重時可能造成給煤機跳閘。五臺磨的調整也應根據各臺磨的出力來調整，各臺磨的出力是不同的，風量也不平衡，應根據磨的風速、電流、料位等參加數來判斷是否真的風量低。應該根據各臺磨煤機的特性來調整煤量，從而使每臺磨都達到最加出力，達到帶負荷的目的。

4）隨著給煤量的提高的同時加大磨的加載力。

5）判斷磨的最大出力，一定要根據磨煤機電流、入口風量、磨煤機差壓、磨煤機出口溫度等參數綜合分析，做到各磨不排煤，還得帶高負荷。

3.2 如何判斷磨煤機是否達到最大出力

1）看加載力是否可以繼續提高。一般不用高于12 MPa。

2）看通風出力也就是看一次風壓是否可以繼續提高及磨煤機風門開度是否開大，如果單一提高一次風壓而限制了風門的開度會使一次風機單耗增大。

3）觀看電流、一次風速、磨入口風量的變化，磨煤機出口溫度、磨煤機差壓、磨煤機原地料位的高低，來綜合判斷磨煤機煤是否過大。

3.3 如何防止結焦

由于燒褐煤，磨的出口溫度低，熱風一般是全開的，所以采用降低一次風壓力。燒料風應開一些，燒料風是一次風噴口的周界風，可防止噴口結焦，還能增加一次風的剛性。但不宜過大，過大會產生旋流，使燃燒的煤粉或軟化（熔化）的灰飛到水冷壁上造成結焦。運行中燃料風開度為10%～25%為宜，低負荷時少開些，高負荷時開大些。不運行的磨關至5%就可以了，不應關嚴，可起到冷卻一次風噴口的作用。結焦在吹灰器第二排到第三排負近，也就是燃燒的高溫區，說明調整的一次風壓太大，二次風剛性不足，煤質的灰熔點低造成的。所以必須控制適當的一次風壓力。爐膛結焦經常發生在燃燒器上部的高溫區，有時折焰角和屏式過熱器都會有大量結焦，吹灰時就會發現短吹二層、三層吹灰器吹灰效果比較明顯，吹長吹和折焰角附近時有大塊焦子掉落使燃燒不穩。這就說明現在火焰中心上移很利害，通過關小燃燒器上部二次風檔板開度，減小燃燒器上部二次風量，在總風量不變的情況下，主燃燒區域二次風量增加，燃燒器主燃燒區域處于“富氧”燃燒狀態，主燃燒區域溫度升高，燃料燃燒穩定，著火充分燃燒完全，防止結焦。

3.4 如何降低排煙溫度

1）加強鍋爐風量調整，降低火焰中心，降低爐膛出口溫度，提高鍋爐效率。而當負荷變化時，要及時調整過量空氣系數，調整燃燒工況，控制排煙溫度，在經濟排煙溫度下運行。在相同負荷下，盡可能提高磨煤機出力，減少磨煤機運行臺數，盡量不運行上層磨，降低火焰中心。在保證制粉系統安全前提下，盡可能提高磨煤機出口溫度，不僅能增加空預器換熱效果，還可以提高進入爐膛的風粉混合物溫度，有效的降低排煙溫度，提高鍋爐效率從而提高整個發電廠的經濟性。endprint

2）當水冷壁及這些受熱面一旦結焦，由于吸熱少，排煙溫度也會升高，所以經常要按規定吹灰，必要時增加吹灰次數。

3）當引風機電流增大，要分析是否是爐底水封水量小，造成爐膛漏風量大。

3.5 受熱面吹灰

排煙熱損失是鍋爐各項損失中最大的一項，一般為4%～8%，鍋爐的排煙溫度越高，排煙熱損失越大。排煙處的煙氣容積越大，排煙熱損失也越大。鍋爐運行中，受熱面上發生結渣或積灰時，受熱面的傳熱變差，排煙溫度升高。為了減少排煙損失，應經常保持鍋爐各受熱面的清潔，在鍋爐運行當中還應加強受熱面吹灰，但吹灰同時增加了工質損失及熱量損失，所以應按工況合理地進行吹灰次數的確定，并嚴格執行，以保證鍋爐在最佳工況下運行，使鍋爐效率提高，從而提高經濟性。

4 技術經濟性分析

2013年通過設備改造和燃燒調整優化的應用，100%燃用褐煤帶額定負荷得以實現，全年燃用褐煤126.8萬噸，同比增加61.1萬噸，入爐標煤單價同比下降11.9元。

我廠燃用的七臺河、雙鴨山、鶴崗礦煙煤，混煤可磨性指數為56，屬于難磨煤種。磨煤機運行4000小時后磨輥、磨盤磨損達20 mm以上，需要補焊，每臺次費用為8～10萬元。燃用褐煤后由于煤質軟磨煤機磨輥、磨盤磨損程度減小，需要補焊的運行時間延長至7000小時以上。

全部燃用褐煤帶額定負荷，需要五臺磨煤機全部運行，但由于褐煤易研磨，磨煤機加載力僅為磨制煙煤的40%，磨煤機單耗無明顯增加。并且，褐煤灰分低，可有效控制煙塵排放指標低于國家標準，利于環保。

通過設備治理和燃燒調整優化法的應用，實現煙煤鍋爐（5180大卡）100%燃用褐煤（3500-3600大卡）機組帶額定負荷，徹底解決了供熱期鍋爐原煤斗蓬煤造成機組運行穩定性下降，供熱質量不佳的難題，進一步降低了入爐標煤單價，并且實現鍋爐燃煤多元化，破除了煤炭價格制約企業盈利的瓶頸。

5 存在的困難和問題

1）主燒褐煤，機組要帶大負荷，必須5臺磨運行，無備用設備。從試驗情況看，燃燒器區域局部溫度太高，結焦傾向增大。

2）由于褐煤的水分比較大，磨制褐煤的干燥介質量也需要增多，這樣就使得風環噴嘴處的通風速度更高，而過高的風速會使該處的局部阻力損失過大，從而使一次風機的所需風壓和電耗增大，同時加速了風環的磨損，引起研磨出力降低，這就要求磨煤機的部件檢修率和配件的保有率都要有所提高，檢修工作量有所增加。

6 摻燒結論

1）目前摻燒的寶日希勒褐煤由于煤質的變化，結焦性的強弱與來煤有很大關系，結焦表現較強的煤質，降低負荷至270 MW區間（屏底溫度1160℃以下）能夠保證鍋爐正常運行，而結焦較弱的煤質，在300 MW負荷區間，保證吹灰器高負荷期間一班兩次的情況下，可以連續運行，需密切注意結焦狀態，如有結焦強烈趨勢，應及時降負荷運行。

2）鍋爐負荷除受褐煤結焦性的制約外，還受褐煤發熱量的影響，為保證高負荷出力，磨煤機磨煤量超過180 t/h，超出鍋爐原設計值近50噸，導致所需風量過大，鍋爐制粉系統、燃燒器、煙風道系統等磨損、阻力損失都相應增大，對鍋爐運行的經濟性有一定影響。

3）主燒褐煤時除及時觀察高溫區結焦情況外，還要保證爐膛出口溫度小于褐煤軟化溫度，需增設爐膛溫度檢測裝置，保障鍋爐安全運行。

4）經過近一年的實踐總結，我們對煙煤鍋爐主燒褐煤的方法已基本掌握，在運行中得知主燒褐煤是安全經濟的。我們將逐步細化燃燒調整的各個環節，合理組織、精心調整、認真分析、總結出更多的經驗數據。

參考文獻

[1]王文歡，潘衛國，任建興，等.350MW煤/氣混燒電站鍋爐運行特性的試驗研究[J].上海電力學院學報，2006（03）.

作者簡介

張虔（1972-），男，工程師，現任華電能源佳木斯熱電廠運行副總工程師。endprint