貴溪三期鍋爐配燒高硫煤研究與對策

劉近

（貴溪發電有限責任公司，江西 鷹潭 335400）

總體概述

江西貴溪發電有限責任公司位于江西省貴溪市，由于地理位置原因，與周邊區域對標燃料運輸成本相對偏高，當前燃料價格居高不下，如何降低燃料成本迫在眉睫，高硫煤種（指含硫量大于2.5%）具有一定的價格優勢，通過貴溪300MW機組與640MWW機組配燒高硫煤種試驗分析，確定合理的摻配方式，從而最大可能多耗價格相對偏低的高硫煤煤，降低燃料成本。

貴溪2×640MW超臨界鍋爐為一次中間再熱、超臨界壓力變壓運行帶內置式再循環泵啟動系統的直流鍋爐、單爐膛、平衡通風、固態排渣、全鋼架、全懸吊結構、露天布置的π型鍋爐，采用中速磨直吹制粉系統。

貴溪2×300MW燃煤發電機組，鍋爐型式為亞臨界參數、一次中間再熱、平衡通風、汽包爐自然循環、四角切圓燃燒、直吹式制粉系統、單爐膛π型露天布置、全鋼架結構、固態排渣煤粉爐。設計煤種與校核煤種特性如下表：

640MW鍋爐配燒高硫試驗分析

一、安全分析

（一）結焦性分析

貴溪公司兩臺640MW超臨界鍋爐設計煤種和校核煤種，軟化溫度均為1500℃，機組投產初期，由于燃用軟化溫度較低的煤種，造成鍋爐大面積結焦，2012年通過相關試驗，得出貴溪兩臺超臨界鍋爐配燒煤種軟化溫度應當大于1200℃為宜，因此燃用高硫煤種時，必須考慮燃煤軟化溫度，否則兩臺超臨界鍋爐很容易產生大面積結焦。

（二）水冷壁高溫腐蝕分析

貴溪公司等級檢修受熱面檢查時未發現高溫腐蝕現象。

二、環保分析

經過配煤摻燒試驗，貴溪兩臺超監界鍋爐燃用硫份大于2.5%以上煤種，當其他磨煤機配燒硫份1.0%以下煤種，一臺磨配燒2.5%以上高硫煤，脫硫吸收塔入口含硫量3000mg/Nm3左右，環保能夠滿足要求；兩臺磨配燒2.5%以上高硫煤，脫硫吸收塔入口含硫量超過4000mg/Nm3，最高達到4500mg/Nm3，脫硫漿液品質容易變差，SO2排放容易發生超標。當一臺磨配燒2.5%以上高硫煤，一臺磨配燒含硫量（1.5-1.8）%左右煤種，其余磨配燒含硫1.0%以下煤種，脫硫吸收塔入口含硫量超過3500mg/Nm3，最高達到4000mg/Nm3以上，環保參數控制也比較困難。試驗表明，配燒的原則為：所有磨煤機配燒煤種含硫加權總和不得大于8%，環保參數可以滿足要求。

三、經濟分析

燃用高硫煤種，相同負荷下脫硫電耗增加，同時脫硫系統阻力增加，引風機電耗也增加，當脫硫增啟一臺漿液循環泵時，系統阻力增加300Pa，兩側引風機電流分別增加10A。特別是夏季工況運行時，機組真空低，過多配燒高硫煤種，高負荷時需要增啟脫硫漿液循環泵，脫硫塔阻力明顯增加，引風機電耗明顯增加。通過在脫硫漿液中添加增效劑，在相同工況下，可以減少一臺漿液循環泵運行，大大節約引風機電耗。

四、試驗結論

通過以上分析，640MW機組每臺爐一臺磨配燒高硫煤，其余磨均配燒含硫1.0%煤種安全環保經濟性比較合理。為保證高硫煤種連續消耗，且安全性比較好，上層磨配燒比較合適，根據貴溪兩臺640MW鍋爐特性，一般情況下上層磨E磨可保持連續運行。按一臺磨平均出力40t/h計算，年利用小時數按5000小時計算，兩臺640MW鍋爐一年可消耗高硫煤種為40萬噸。

300MW鍋爐配燒高硫試驗分析

經與燃運溝通，高硫煤種在#5爐D倉進行試燒，理由有二：1）低谷時負荷一般采用BCD磨煤機運行，能夠保證連續摻燒量；2）D層磨是偏上層磨，可以滿足燃燒安全需要。現進行相關的試驗分析，主要通過下述幾個方面進行分析：

一、鍋爐結焦性分析：

通過多次配燒高硫煤試驗，貴溪發電公司300MW鍋爐沒有出現結焦現象。

二、鍋爐燃燒分析：

（一）經濟性分析

1.飛灰含炭量

通過DCS上飛灰含碳量在線儀表與就地取樣分析對比，飛灰含炭量在正常范圍。

2.排煙溫度分析

通過改變磨煤機運行方式試驗，檢驗配燒高硫煤對排煙溫度的影響，當D磨煤機配燒高硫煤時鍋爐排煙溫度正常。

（二）安全性分析

高硫煤配燒D磨，只要保證B、C磨是單一煤種，鍋爐燃燒穩定。若B、C磨煤機出現故障，可啟動A磨運行，燃燒穩定性方面可以得到保證。

三、D磨煤機運行分析

通過高硫煤磨煤機最大出力試驗，磨煤機出力正常，磨煤機排渣沒有夾帶原煤的現象。

四、脫硫運行分析

D倉配燒高硫煤，脫硫入口硫份在1600-2700mg/Nm3，硫脫漿液循環泵保持在3~4臺運行，一般來說，漿液循環泵4臺可用，1臺故障，脫硫入口硫份控制在3000mg/Nm3以下，可以滿足環保要求。若漿液循環泵5臺都是可用的，脫硫入口硫份控制在3500mg/Nm3以下，可以滿足環保要求。

從上述試驗可以看出，300MW機組可以一臺磨長期配燒高硫煤，從安全環保經濟等方面考慮，一般D磨配燒高硫煤為宜。按照磨煤機平均出力22t/h，300MW機組年利用小時數為3000小時計算，全年可耗高硫煤3000*2*22=13.2萬噸。

綜述

從以上分析可知，每臺爐一臺磨配燒高硫煤，鍋爐安全性、經濟性不會受到影響，環保參數可以滿足要求，貴溪發電公司二、三期全年可耗高硫煤為：40+13.2=53.2萬噸，按60元/噸左右的價差計算，全年配燒高硫煤可節約燃料成本53.2*60=3192萬元，經濟效益可觀。