300MW機(jī)組鍋爐試燒俄羅斯煤分析

摘要：隨著我國電力行業(yè)的快速發(fā)展，電力用煤供應(yīng)偏緊現(xiàn)狀短期內(nèi)無法解決，為適應(yīng)目前電煤市場(chǎng)的變化，提升企業(yè)經(jīng)濟(jì)性、提高企業(yè)效益，積極尋求更加合適的新煤源，通過積極和經(jīng)濟(jì)的技術(shù)改造適應(yīng)煤質(zhì)變化，進(jìn)一步降低燃煤成本。結(jié)合茂名臻能熱電有限公司300MW機(jī)組摻燒俄羅斯煤的情況，從運(yùn)行實(shí)際出發(fā)，分析解決了由于煤質(zhì)偏離設(shè)計(jì)煤質(zhì)對(duì)鍋爐的正常運(yùn)行帶來的綜合影響，從而有效地提高了鍋爐運(yùn)行的安全性及經(jīng)濟(jì)性。

關(guān)鍵詞：300MW機(jī)組；摻燒；俄羅斯煤；試驗(yàn)；分析

引言

中國電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)指出，改革開放以來，中國電力工業(yè)快速發(fā)展，電力裝機(jī)容量和發(fā)電量年均增速分別超過9.2%和9.1%；截至2012年底，全口徑發(fā)電裝機(jī)達(dá)11.47億千瓦，年發(fā)電量達(dá)到4.99萬億千瓦時(shí)；目前我國電網(wǎng)規(guī)模、年發(fā)電量已居世界第一。2013年底全國發(fā)電設(shè)備容量將達(dá)到12.3億千瓦左右，有望成為世界上發(fā)電裝機(jī)規(guī)模最大的國家。目前，我國火電裝機(jī)容量所占比例為70%左右，而煤炭資源又分布不均勻，我國東部及南部地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)用電量高，然而這些地區(qū)煤炭資源嚴(yán)重匱乏，火電機(jī)組煤炭供應(yīng)很不穩(wěn)定。該地區(qū)的火電機(jī)組實(shí)際燃用的煤質(zhì)指標(biāo)往往與鍋爐設(shè)計(jì)煤種的煤質(zhì)指標(biāo)差距很大，或者由于鍋爐設(shè)計(jì)上的缺陷，鍋爐對(duì)煤種的適應(yīng)性差等原因，均會(huì)對(duì)鍋爐的安全穩(wěn)定運(yùn)行構(gòu)成了嚴(yán)重威脅[1]。本文結(jié)合茂名臻能熱電有限公司300MW機(jī)組摻燒俄羅斯煤的情況從運(yùn)行實(shí)際出發(fā)，分析解決了由于煤質(zhì)偏離設(shè)計(jì)煤質(zhì)對(duì)鍋爐的正常運(yùn)行帶來的綜合影響，從而有效地提高了鍋爐運(yùn)行的安全性及經(jīng)濟(jì)性。

1 設(shè)備概況

茂名臻能熱電有限公司#6機(jī)組為300MW機(jī)組，#6鍋爐為東方鍋爐廠生產(chǎn)的DG1025/18.2-Ⅱ4型鍋爐，為亞臨界參數(shù)、四角切圓燃燒方式、自然循環(huán)汽包爐，單爐膛п型布置，設(shè)計(jì)燃用煙煤，一次再熱，平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣，全鋼架、全懸吊結(jié)構(gòu)。該機(jī)組于2007年5月投入商業(yè)運(yùn)行，投運(yùn)后主要燃用神華動(dòng)力煤。

2 制粉系統(tǒng)

制粉系統(tǒng)為中速磨正壓直吹式，6臺(tái)ZGM95N型磨煤機(jī)對(duì)應(yīng)6層燃燒器，下三層燃燒器為一組，上三層燃燒器為二組，均可上下擺動(dòng)30°。

ZGM95N型輥式磨煤機(jī)為北京電力設(shè)備總廠制造。廠家提供的標(biāo)準(zhǔn)研磨出力為33.3t/h，額定電功率為400KW，通風(fēng)阻力小于5.74kPa額定空氣流量16.45kg/s，磨盤轉(zhuǎn)速26.4r/min，100%出力時(shí)磨煤電耗為8kw.h/t。

廠家提出的煤種適應(yīng)范圍如下：

煤種：煙煤，部門貧煤和褐煤

發(fā)熱量：16～31MJ/kg

表面水分：<18%

可磨系數(shù)HGI：40～80

無水無灰基揮發(fā)分Vdaf：16～40%

原煤粒度：0～40mm

煤粉細(xì)度R90：15～40%

3 煤種資料對(duì)比

4 試燒過程

根據(jù)廠部安排，2013年1月7日9：00開始上俄羅斯煤至#6鍋爐E磨煤機(jī)爐前原煤倉，約第二天早上8：00俄羅斯煤實(shí)際進(jìn)入爐內(nèi)燃燒，根據(jù)該煤種揮發(fā)分高、易著火的特點(diǎn)，要求運(yùn)行人員控制磨煤機(jī)出口溫度在70℃（設(shè)計(jì)出口溫度77℃，實(shí)際運(yùn)行在75℃左右），并注意觀察實(shí)際著火情況，調(diào)整好燃燒，保證設(shè)備安全。1月8日下午3：00，現(xiàn)場(chǎng)觀察爐內(nèi)的燃燒情況，各角燃燒器著火正常、燃燒穩(wěn)定，無回火、無結(jié)焦等惡劣情況，聯(lián)系煤場(chǎng)開始上俄羅斯煤至#6爐C磨煤機(jī)爐前原煤倉。因1月11日進(jìn)行#6機(jī)組的驗(yàn)收工作，廠部要求在此之前暫按此方式穩(wěn)定運(yùn)行。

2013年1月12日19：28，觀察、總結(jié)鍋爐的燃燒情況正常后，聯(lián)系煤場(chǎng)上俄羅斯煤至#6鍋爐ABC磨煤機(jī)爐前原煤倉，其它磨煤機(jī)上神華動(dòng)力煤，13日15：30，觀察鍋爐的燃燒情況無異常后，聯(lián)系煤場(chǎng)上俄羅斯煤至#6鍋爐E磨煤機(jī)爐前原煤倉，投ABCE磨煤機(jī)運(yùn)行，至此，鍋爐全燒俄羅斯煤運(yùn)行。1月15日早上，煤場(chǎng)通知俄羅斯煤已上完，試燒結(jié)束。

5 總結(jié)

根據(jù)摻燒工作安排，#6鍋爐從2013年1月7日至1月15日完成了試全燒俄羅斯煤的工作，在試燒過程中鍋爐燃燒穩(wěn)定、無結(jié)焦現(xiàn)象，主蒸汽/再熱蒸汽溫度、壓力和汽包水位、爐膛壓力、各受熱面壁溫等主要運(yùn)行參數(shù)均正常。

下面就幾個(gè)變化較大或主要的參數(shù)逐個(gè)分析說明：

5.1 飛灰及爐渣可燃物

試燒俄羅斯煤后，飛灰可燃物明顯下降，爐渣可燃物變化不明顯，見表2，表3。飛灰可燃物每班取樣分析一次，表中數(shù)據(jù)是每天四個(gè)班的平均值。爐渣可燃物每天取樣分析一次，隨機(jī)性較大，因此數(shù)據(jù)波動(dòng)較大。從飛灰可燃物的分析數(shù)據(jù)看，俄羅斯煤的燃燒效率很高，可以通過調(diào)整磨煤機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)一步降低制粉電耗，提高鍋爐的凈效率。

5.2 煙氣含硫量

因俄羅斯煤的含硫量較低，全燒后煙氣含硫量大幅下降，見表4。煙氣含硫量下降后可減輕鍋爐尾部受熱面的低溫腐蝕，降低脫硫系統(tǒng)石灰粉的消耗量，提高機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。

5.3 排煙溫度及主/再熱蒸汽溫度

因這段時(shí)間環(huán)境溫度差異較大，鍋爐排煙溫度不具有很好的可比性。從鍋爐減溫水量、燃燒器擺角的變化情況來看，爐內(nèi)火焰中心明顯下降，主/再熱蒸汽溫度偏低，見表4。（說明：燃燒器擺角開度指示0～100%對(duì)應(yīng)實(shí)際角度+30°～-30°，在試燒期間上組C角燃燒器因執(zhí)行機(jī)構(gòu)故障一直處于+30°的狀態(tài)。）

5.4 著火情況

鍋爐全燒俄羅斯煤后現(xiàn)場(chǎng)觀察爐內(nèi)燃燒情況，無發(fā)現(xiàn)回火現(xiàn)象、著火穩(wěn)定，爐內(nèi)燃燒明亮。

5.5 排渣情況

鍋爐排渣情況未發(fā)現(xiàn)明顯的、大塊的熔融狀的焦渣，綜合過熱器減溫水量減少的情況，見表4，說明爐內(nèi)沒有結(jié)焦的情況。

6 結(jié)論

1. 俄羅斯煤的到廠標(biāo)煤價(jià)格比之前的神華動(dòng)力煤便宜，所以摻燒印尼煤后機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性得到提高。

2. 試燒俄羅斯煤后，飛灰可燃物明顯下降，鍋爐的凈效率提高。

3. 試燒俄羅斯煤后，煙氣含硫量大幅下降，降低脫硫系統(tǒng)石灰粉的消耗量，提高機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。

4. #6鍋爐全燒俄羅斯煤時(shí)，著火正常、燃燒穩(wěn)定，無回火、無結(jié)焦等惡劣情況不影響機(jī)組安全運(yùn)行。

5. 試燒俄羅斯煤后，鍋爐無結(jié)焦情況，爐內(nèi)火焰中心明顯降低，制粉系統(tǒng)經(jīng)過運(yùn)行實(shí)際觀察，未發(fā)現(xiàn)任何異常情況，燃燒器著火情況可控、安全。

綜上所述，#6鍋爐可以全燒俄羅斯煤安全運(yùn)行，經(jīng)濟(jì)性相對(duì)之前已燒過的煤種更好。

參考文獻(xiàn)：

[1] 應(yīng)明良，戴成峰，屠小寶，胡偉鋒.火電廠煤種摻燒試驗(yàn)研究[J] 中國人口·資源與環(huán)境，2008（第18卷）：748～749.

[2] 趙虹，王紅巖，翁善勇等.鍋爐飛灰含碳量異常偏高的試驗(yàn) 研究[J].動(dòng)力工程，2004，24（6）：785～788.

[3] 祝立英.大型電站鍋爐多煤種混燒技術(shù)探討.電力技術(shù)，2010，1：32～35.

[4] 孫志宏，柳曉，束文亮.燃煤摻配摻燒技術(shù)探討[J].華電技術(shù)，2008，（08）：27-29.doi：10.3969/j.issn.1674-1951.2008.08.008

[5] 武廣富，黃素華，陳海峰等.摻燒俄羅斯煤的運(yùn)行特性與優(yōu)化[J].電站系統(tǒng)工程，2011，27（5）：25-27.DOI：10.3969/j.issn.1005 -006X.2011.05.009.

作者簡(jiǎn)介：

李開璽（1981-），男，廣東汕尾人，茂名臻能熱電有限公司集控值班員，助理工程師，工學(xué)學(xué)士，從事火力發(fā)電廠集控運(yùn)行工作。