淺談高揮發(fā)分褐煤摻燒的影響及對策

周敬

【摘? 要】本文分析了電廠常用高揮發(fā)分褐煤的特點(diǎn)，以及摻燒高揮發(fā)分褐煤以后給制粉系統(tǒng)帶來的影響，側(cè)重分析摻燒高揮發(fā)分褐煤種關(guān)鍵技術(shù)及相關(guān)危險(xiǎn)點(diǎn)預(yù)控，制定了電廠高揮發(fā)分褐煤摻燒辦法和燃用高揮發(fā)分褐煤運(yùn)行控制措施，對將來我廠1、2號機(jī)投產(chǎn)以后摻燒高揮發(fā)分褐煤具有較大的參考價(jià)值和借鑒意義。

【關(guān)鍵詞】超超臨界機(jī)組;鍋爐;摻燒;高揮發(fā)分褐煤;預(yù)控;

一、概述

某火力發(fā)電廠 一期2*1000MW燃煤汽輪發(fā)電機(jī)組的鍋爐主設(shè)備由哈爾濱鍋爐廠有限責(zé)任公司制造，三菱重工業(yè)株式會(huì)社提供技術(shù)支持，鍋爐型號：HG3100/28.25-YM4型，鍋爐是超超臨界變壓運(yùn)行直流爐、采用П 型布置、單爐膛、低 NOX PM 主燃燒器和 MACT 燃燒技術(shù)、反向雙切圓燃燒方式，爐膛采用內(nèi)螺紋管垂直上升膜式水冷壁、一次中間再熱、調(diào)溫方式除煤/水比外還采用煙氣分配擋板、燃燒器擺動(dòng)、噴水等方式。鍋爐采用平衡通風(fēng)、露天布置、固態(tài)排渣、全鋼構(gòu)架、全懸吊結(jié)構(gòu)。制粉系統(tǒng)配置6臺(tái)北京電力制造總廠生產(chǎn)ZGM123-II型磨煤機(jī)，最大出力為93t/h。

高揮發(fā)分褐煤因其有可觀的價(jià)格優(yōu)勢，已成為我國東南沿海地區(qū)火電廠燃用的重要煤種之一。所以，目前許多沿海電廠機(jī)組投入商業(yè)運(yùn)行以來，大部分時(shí)間鍋爐摻燒高揮發(fā)分褐煤種，面對高揮發(fā)分褐煤的揮發(fā)份高、水份高、粘度大、熱值變化大等系列極端特性，制粉系統(tǒng)時(shí)刻處于一種是高危險(xiǎn)工況。通過對同類型機(jī)組的調(diào)研發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過長期實(shí)踐，已經(jīng)摸索出一套詳細(xì)的、切實(shí)可行的預(yù)控技術(shù)，來確保鍋爐的安全、穩(wěn)定、高效運(yùn)行，將來為我廠高揮發(fā)分褐煤的摻燒工作順利實(shí)施提供技術(shù)保障。

二、煤種特性

高揮發(fā)分褐煤具備以下特性：揮發(fā)份高、水份高、熱值高偏差大（發(fā)熱量偏差較大）、著火點(diǎn)低、粘度高、可磨性低。

三、高揮發(fā)分褐煤摻燒以后對制粉系統(tǒng)的影響及應(yīng)對措施

摻燒高揮發(fā)分褐煤以后制粉系統(tǒng)出現(xiàn)的問題有制粉系統(tǒng)的堵煤、自燃、著火、爆炸、空預(yù)器排煙溫度高等，通過對沿海同類型電廠的調(diào)研，總結(jié)了幾個(gè)方面的問題。

1.制粉系統(tǒng)發(fā)生堵煤

1.1原因分析：

1）雨季，露天煤倉，煤濕，在原煤倉給煤機(jī)進(jìn)口或給煤機(jī)落煤管堵煤。

2）原煤粘度大，給煤機(jī)給煤量大，在給煤機(jī)落煤管堵煤。

3）由于原煤較濕，在給煤機(jī)內(nèi)部容易造成局部積煤，出現(xiàn)給煤機(jī)皮帶卡澀、打滑的現(xiàn)象。

4）原煤水份高，磨煤機(jī)出力未達(dá)最大，但磨一次風(fēng)量不足或一次風(fēng)壓低，容易造成磨煤機(jī)堵煤。

5）燃用高揮發(fā)分褐煤的制粉系統(tǒng)，建議長時(shí)間運(yùn)行，防止水分大容易造成給煤機(jī)入口管道堵煤。

1.2制粉系統(tǒng)堵煤的應(yīng)對措施

1）及時(shí)掌握上煤煤質(zhì)情況，對于雨季，要做好運(yùn)行方式的調(diào)整，做好斷煤的事故預(yù)想;上煤采取分堆方法：依據(jù)現(xiàn)場煤堆情況，對不同煤倉盡可能地上不同堆的煤，對于大雨天，要挑選干煤上1～2個(gè)煤倉，確保至少一個(gè)原煤倉有干煤，煤場原煤含水嚴(yán)重時(shí)，特殊情況可以采用煤船直接向原煤倉上煤的方式，但要注意大煤塊的消除;控制上煤的濕度。雨天原煤倉空氣炮正常備用，要專人不定時(shí)對煤倉打空氣炮，空氣炮用不了的，要有專人用大錘敲打煤倉，防止煤倉堵煤。

2）制粉系統(tǒng)必須有專人檢查，重點(diǎn)檢查給煤機(jī)下煤情況（給煤機(jī)觀察孔必須清晰），發(fā)現(xiàn)原煤較濕，降低磨煤機(jī)給煤率;如果機(jī)組出力不足可增投磨煤機(jī);適當(dāng)加大磨煤機(jī)一次風(fēng)量;監(jiān)視磨煤機(jī)磨碗差壓在正常范圍內(nèi);加強(qiáng)給煤機(jī)和磨煤機(jī)工況的監(jiān)視;適當(dāng)提高磨煤機(jī)出口溫度運(yùn)行;盡可能的保持每臺(tái)磨煤機(jī)煤量一致;加強(qiáng)磨煤機(jī)石子煤的排放。

3）加強(qiáng)運(yùn)行磨煤機(jī)的監(jiān)視，發(fā)現(xiàn)磨煤機(jī)電流快速下降、風(fēng)量降低、出口溫度上漲、主汽壓下降說明給煤機(jī)可能堵煤，應(yīng)立即采取措施。可停運(yùn)給煤機(jī)，并派人至就地檢查，防止落煤管、磨煤機(jī)等嚴(yán)重堵煤;如果一臺(tái)磨煤機(jī)堵煤而跳閘，應(yīng)加強(qiáng)其他磨煤機(jī)煤量的監(jiān)視，防止煤量過多而堵煤;如果原煤帶水較多，機(jī)組帶不上負(fù)荷，應(yīng)降低負(fù)荷運(yùn)行直至磨煤機(jī)能正常運(yùn)行為止。堵煤處理過程注意事項(xiàng)：堵煤磨煤機(jī)隨時(shí)都有吹干的可能，吹干時(shí)應(yīng)及時(shí)調(diào)整磨煤機(jī)出口溫度，同時(shí)也要注意主汽壓和汽溫的調(diào)整，防止鍋爐超壓和超溫。

2.制粉系統(tǒng)自燃、著火、爆炸

2.1原因分析：

1）磨煤機(jī)停磨過程中由于吹掃風(fēng)量不夠或吹掃時(shí)間不足。

2）磨煤機(jī)停磨過程，磨出口門未關(guān)閉時(shí)，冷風(fēng)和熱風(fēng)門關(guān)閉太快，導(dǎo)致煤粉管回火。

3）磨煤機(jī)石子煤著火，沒有及時(shí)處理，石子煤排放不暢導(dǎo)致刮板碰磨以后引發(fā)火災(zāi)。

4）磨煤機(jī)跳閘后，由于吹掃不徹底導(dǎo)致?lián)]發(fā)份積聚在磨內(nèi)部，重新啟動(dòng)前沒通蒸汽吹掃，當(dāng)微油槍點(diǎn)火或者開啟磨出口門后引發(fā)自燃爆炸。

2.2制粉系統(tǒng)自燃、著火、爆炸的應(yīng)對措施

1）磨煤機(jī)啟動(dòng)前必須測量煤倉溫度<40℃，并作好相應(yīng)的臺(tái)賬記錄;啟動(dòng)和停止磨煤機(jī)，要保證足夠的一次風(fēng)量，停止磨煤機(jī)前要將磨內(nèi)的原煤吹盡直至煤火檢沒有為止，對于煤粉管道偏長或有死角的磨煤機(jī)，要加長吹掃時(shí)間，加大吹掃風(fēng)量;禁止在停磨過程中將冷風(fēng)調(diào)節(jié)門或熱風(fēng)調(diào)節(jié)門快速關(guān)閉，避免對制粉系統(tǒng)產(chǎn)生較大的擾動(dòng);跳閘后的磨煤機(jī)如果需要再次啟動(dòng)，則應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行先通消防蒸汽3-5分鐘→開磨煤機(jī)出口門→開冷風(fēng)門的操作，防止開出口門時(shí)爐內(nèi)高溫?zé)煔庖l(fā)磨煤機(jī)內(nèi)高揮發(fā)份爆炸事故。

2）燃用高揮發(fā)分煤種時(shí)，要嚴(yán)格控制磨出口溫度不能超限（詳見曲線），當(dāng)揮發(fā)份大于45%及以上高揮發(fā)分褐煤種要特別注意;對于運(yùn)行中的磨煤機(jī)應(yīng)該加強(qiáng)石子煤的排放和監(jiān)督工作，防止石子煤著火;

嚴(yán)格控制磨煤機(jī)的風(fēng)煤比，盡量避免低風(fēng)量、低一次風(fēng)速長期運(yùn)行，通過電科院做實(shí)驗(yàn)時(shí)對磨煤機(jī)的入口風(fēng)量測點(diǎn)和一次風(fēng)速的測點(diǎn)進(jìn)行檢查核對其測量值的準(zhǔn)確性;如果發(fā)生因石子煤著火引起的運(yùn)行中的磨煤機(jī)跳閘，要立即投入消防蒸汽進(jìn)行滅火;運(yùn)行中的磨煤機(jī)應(yīng)該嚴(yán)格控制磨進(jìn)口一次風(fēng)溫度，禁止入口一次風(fēng)溫>250℃、出口溫度>70℃，防止煤粉在磨內(nèi)爆炸。

3.空預(yù)器排煙溫度高的原因分析

為了防止磨煤機(jī)著火，通過開大冷風(fēng)、關(guān)小熱風(fēng)的辦法抑制磨煤機(jī)的進(jìn)出口溫度，這樣就造成了通過空預(yù)器的熱一次風(fēng)量的減少，冷一次風(fēng)量的增加，空預(yù)器整體換熱效果減弱，排煙溫度的上升，影響機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性。

四、摻燒高揮發(fā)分褐煤的建議和措施

摻燒高揮發(fā)分褐煤工作，是一項(xiàng)長期而又繁雜的工作里面涉及到的東西包括了很多，通過對其他兄弟電廠的調(diào)研和大家結(jié)合以前的工作經(jīng)驗(yàn)總結(jié)中提出了很多建設(shè)性的意見，我們歸納為煤場部分、輸煤部分、制粉部分、附屬系統(tǒng)部分四大類。

1.煤場部分

高揮發(fā)分褐煤在煤場的存儲(chǔ)時(shí)間不宜過長，當(dāng)環(huán)境溫度較高且積存超過10天時(shí)，應(yīng)有防止自燃的措施，每班應(yīng)定期檢查煤堆內(nèi)的溫度，并做好相應(yīng)的臺(tái)賬記錄，當(dāng)溫度升高到60℃以上時(shí)，及時(shí)查明原因并采取措施;組堆完畢后，應(yīng)建立組堆檔案，寫明堆號、進(jìn)廠時(shí)間和監(jiān)測溫度等;當(dāng)儲(chǔ)煤場發(fā)生積煤自燃應(yīng)立即滅火，對于大面積自燃，采用推土機(jī)處理時(shí)，應(yīng)防止堆煤塌方和推土機(jī)滑坡情況的發(fā)生;在基建期要注意嚴(yán)禁在儲(chǔ)煤場的地下敷設(shè)電纜、蒸汽管道，易燃、可燃液體及可燃?xì)怏w管道。

2.輸煤部分

輸煤系統(tǒng)應(yīng)配備足夠的消防設(shè)施和除塵裝置，除塵后環(huán)境的粉塵濃度應(yīng)達(dá)到防爆要求，輸煤皮帶采用阻燃皮帶;對于易積粉的電纜部位，應(yīng)采取相應(yīng)的隔離措施;對除塵系統(tǒng)和通風(fēng)裝置、火災(zāi)報(bào)警裝置檢查形成定期工作，皮帶著火后應(yīng)立即停止皮帶運(yùn)行，用滅火器或水從著火兩端逐漸撲滅;若上煤時(shí)發(fā)生自燃，應(yīng)采用消防水撲滅火種后再上煤;上煤時(shí)應(yīng)及時(shí)清除煤中攜帶的草、木材、油脂、雷管等易燃易爆物。

3.制粉部分

3.1原煤倉

在基建期應(yīng)該檢查原煤倉的內(nèi)壁應(yīng)完整光滑，以保證將來煤流的通暢，操作中應(yīng)注意磨煤機(jī)冷、熱風(fēng)門及給煤機(jī)出口插板門應(yīng)關(guān)閉嚴(yán)密，每個(gè)原煤倉設(shè)置煤位監(jiān)測裝置不得少于2點(diǎn)，且應(yīng)裝設(shè)高、低煤位信號，原煤倉有存煤的備用磨煤機(jī)最好在48h內(nèi)切換一次，計(jì)劃停爐時(shí)間超過1周時(shí)，應(yīng)將原煤倉內(nèi)積煤燒凈，定期檢測原煤倉外殼溫度，不得超過60℃，否則應(yīng)通入惰性氣體，當(dāng)發(fā)現(xiàn)原煤倉內(nèi)出現(xiàn)煤粉自燃或燃燒時(shí)，應(yīng)立即進(jìn)行惰化或滅火。

3.2給煤機(jī)

運(yùn)行人員應(yīng)定期用紅外測溫儀檢查給煤機(jī)外殼溫度有無異常變化，給煤機(jī)箱體溫度最高不得超過70℃。制粉系統(tǒng)正常停運(yùn)時(shí)，應(yīng)將給煤機(jī)內(nèi)存煤轉(zhuǎn)凈。當(dāng)給煤機(jī)故障停運(yùn)時(shí)，運(yùn)行人員應(yīng)增加檢查頻次，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)處理。給煤機(jī)清掃鏈應(yīng)運(yùn)行平穩(wěn)，無卡澀等異常現(xiàn)象，給煤機(jī)檢修前，應(yīng)隔離給煤機(jī)設(shè)備，并清理凈積煤、積粉。

3.3磨煤機(jī)

對于磨煤機(jī)而言在摻燒高揮發(fā)分褐煤之前應(yīng)該在入口熱一次風(fēng)管道宜裝設(shè)防爆門，一次風(fēng)管道上應(yīng)裝設(shè)快速關(guān)斷門，并保證關(guān)閉嚴(yán)密，在磨煤機(jī)的本體裝CO測點(diǎn)，在石子煤箱內(nèi)應(yīng)裝設(shè)溫度測點(diǎn)，制粉系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)，應(yīng)注意測量儀表、信號、保護(hù)、聯(lián)鎖、隔絕門、調(diào)節(jié)門以及供氣（汽）和供水閥門及滅火設(shè)施的完好性，磨煤機(jī)出口溫度應(yīng)控制在60℃～70℃，石子煤箱體溫度不得超過磨煤機(jī)入口混合風(fēng)溫度，磨煤機(jī)石子煤斗應(yīng)定期排放，嚴(yán)禁石子煤存留時(shí)間過長。當(dāng)發(fā)生斷煤時(shí)，應(yīng)采用關(guān)小熱風(fēng)門、開大冷風(fēng)門的方法，降低磨煤機(jī)出口溫度。在磨煤機(jī)檢修時(shí)應(yīng)該檢查石子煤刮板磨損情況，若磨損超標(biāo)，應(yīng)立即更換;對于制粉系統(tǒng)檢修工作票發(fā)出前前應(yīng)全面檢查，確認(rèn)無積粉和火源后，方可開始工作。

4.附屬系統(tǒng)

4.1電除塵器

啟爐前應(yīng)確保灰斗無存灰，并投入除灰系統(tǒng);停爐后應(yīng)及時(shí)將灰斗積灰排凈。在啟停爐、煤油混燒、長期低負(fù)荷運(yùn)行等情況下，嚴(yán)禁進(jìn)行灰斗人工放灰作業(yè)。當(dāng)倉泵溫度達(dá)到可作業(yè)溫度時(shí)，方可打開檢查孔進(jìn)行積灰清理及內(nèi)部檢查。

4.2干除渣渣倉

鍋爐點(diǎn)火期間，應(yīng)將渣倉內(nèi)的大渣及時(shí)排空。

五、總結(jié)

通過實(shí)施褐煤摻燒，并對生產(chǎn)過程中的危險(xiǎn)分析及時(shí)把控，通過一定的積累給企業(yè)帶來了相當(dāng)可觀的經(jīng)濟(jì)效益，為企業(yè)的創(chuàng)收增效提供了有力的保障。

（作者單位：神華（福州）羅源灣港電公司）