某電廠300MW機(jī)組摻燒高揮發(fā)份高熱值煤種探討

唐萬廷

摘 ?要：某電廠300MW機(jī)組采用東方鍋爐廠中儲式、四角切圓燃煤鍋爐，這也是我國目前300MW機(jī)組的主要類型，中儲式制粉系統(tǒng)本身有很多優(yōu)點，如調(diào)節(jié)靈敏方便、鍋爐運(yùn)行燃料供應(yīng)可靠性高，但較為突出的缺點是系統(tǒng)復(fù)雜、有發(fā)生爆炸的危險性，尤其是在目前該煤源復(fù)雜的情況下，熱值及揮發(fā)份忽高忽低，使用高揮發(fā)份高熱值煤種極易造成粉倉溫度高，甚至引起制粉系統(tǒng)爆炸;煤粉揮發(fā)份高，燃燒提前，煤粉在燃燒器噴口內(nèi)部燃燒，容易燒壞火嘴。該文旨在討論如何控制摻燒高揮發(fā)份高熱值煤種產(chǎn)生的一系列問題，保證機(jī)組的安全可靠運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：300MW ?高揮發(fā)份 ?粉倉溫度

中圖分類號：TM31 ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2019）10（c）-0053-02

1 ?該電廠中儲式燃煤鍋爐的優(yōu)缺點及目前現(xiàn)狀

該電廠采用東方鍋爐廠中儲式、四角切圓燃煤鍋爐，配置A、B、C、D這4臺球磨機(jī)和A、B兩個粉倉，A、B制粉系統(tǒng)對應(yīng)A粉倉，C、D制粉系統(tǒng)制粉對應(yīng)B粉倉，通過齒索式輸粉機(jī)實現(xiàn)各制粉系統(tǒng)之間倒粉，每角燃燒器共有17層噴口，其中一次風(fēng)噴口5層（A、B、C、D、E），二次風(fēng)噴口9層（AA、AB、BC、CC、DD、DE、EF、GG及頂二次風(fēng)），其中3層（AB、BC、DE）二次風(fēng)噴口設(shè)有大流量油槍，B層燃燒器內(nèi)布置有點火用小油槍。長期低負(fù)荷運(yùn)行，僅投運(yùn)三層燃燒器。摻燒高揮發(fā)份高熱值煤種主要存在兩方面問題：一是粉倉溫度容易升高;二是火嘴著火提前，燒壞火嘴。該電廠300MW燃煤鍋爐設(shè)計煤種為干燥無灰基Vdaf約14.8%貧煤煤種，高揮發(fā)份高熱值煤種直接上倉極易造成制粉系統(tǒng)自燃，甚至爆炸，兼有燃燒提前，燒壞火嘴，按25項反措要求中儲式制粉系統(tǒng)不適用于干燥無灰基Vdaf超過25%煤種，未摻燒直接上倉，曾致使該電廠300MW機(jī)組出現(xiàn)粉倉溫度高，嚴(yán)重時粉倉溫度高達(dá)300℃，出現(xiàn)過粉倉吸潮管燒紅的現(xiàn)象，多個火嘴箱體燒紅、燒穿，如未及時發(fā)現(xiàn)處理，后果不堪設(shè)想。所以必須制定相應(yīng)措施，防止此類不安全事件的發(fā)生。

2 ?摻燒高揮發(fā)份高熱值煤種相關(guān)安全措施

（1）結(jié)合該電廠實際，為兼顧防止粉倉溫度高結(jié)塊和防止燃燒器噴口燒損，摻配高揮發(fā)份高熱值煤種優(yōu)先選用中低熱值（低位發(fā)熱量Qnet，ar<21000kJ/kg）高揮發(fā)份（Vdaf>30%）高揮發(fā)份高熱值煤種與該地?zé)熋夯蛘吲c中低熱值中低揮發(fā)份（Vdaf<26%）煤種搭配1∶1比例摻配，高揮發(fā)份煤種比例不超過50%。

（2）由于此煤種的特性，較其他煤種易結(jié)焦，為此制定規(guī)范的吹灰制度，嚴(yán)格按定期工作要求進(jìn)行受熱面吹灰防止結(jié)大焦、折焰角垮灰。隨時關(guān)注撈機(jī)內(nèi)出渣情況，出現(xiàn)掉大焦時要及時調(diào)整配風(fēng)，開大周界風(fēng)、輔助風(fēng)、燃盡風(fēng)，燃燒器保證四角切圓形成良好，保證低負(fù)荷燃燒穩(wěn)定。

（3）消除現(xiàn)場漏粉積粉火災(zāi)隱患。高揮發(fā)份意味著高自燃性，防止泄露自燃非常重要，當(dāng)出現(xiàn)燃燒器漏粉，盡快停運(yùn)燃燒器對應(yīng)給粉機(jī)關(guān)閉一次風(fēng)門，防止積粉自燃引發(fā)火災(zāi)事故。加強(qiáng)現(xiàn)場巡視，出現(xiàn)漏粉產(chǎn)生揚(yáng)塵時立即制止該區(qū)域的動火工作防止出現(xiàn)粉塵爆炸，同時要求作業(yè)人員要采取措施防止揚(yáng)塵措施。制粉系統(tǒng)啟停時先倒冷風(fēng)，操作熱風(fēng)門應(yīng)緩慢控制磨煤機(jī)出口溫度緩慢上升下降。制粉系統(tǒng)超過72h未運(yùn)行應(yīng)及時切換。加強(qiáng)原煤倉監(jiān)視，制粉系統(tǒng)各種消防及充惰設(shè)備隨時可靠備用。通過一系列措施，防止煤粉自燃發(fā)生。

3 ?摻配高揮發(fā)份高熱值煤種預(yù)防粉倉溫度高措施

（1）為防止粉倉溫度高，從源頭上控制粉倉溫度。首先磨煤機(jī)出口溫度控制在67℃～73℃之間，制粉系統(tǒng)停運(yùn)前將木塊分離器清理干凈，充分抽粉。其次停運(yùn)備用磨煤機(jī)出口溫度控制在50℃以下。對于摻配高揮發(fā)份煤種的制粉系統(tǒng)，在該煤種未用完前盡量保持運(yùn)行，避免高揮發(fā)份高熱值煤種在制粉系統(tǒng)內(nèi)部積存自燃。

（2）定期切換燃燒器，做到粉倉無大量煤粉長時間存留，積熱自燃，也是控制粉倉溫度升高的非常重要的措施。我們采取分時段有針對性地投運(yùn)未運(yùn)行的給粉機(jī)，低負(fù)荷時，火嘴投運(yùn)有限，在把握“高濃度集中燃燒”的原則下，根據(jù)火嘴對應(yīng)制粉系統(tǒng)的實際情況（見表1），白班切換至ABC層給粉機(jī)，保持B粉倉煤粉流動，中班投運(yùn)BCD層、E1、E2給粉機(jī)，早班投運(yùn) BCD層加E3、E4給粉機(jī)，如發(fā)生影響機(jī)組燃燒穩(wěn)定可短時將給粉機(jī)切換，制粉系統(tǒng)均勻切換運(yùn)行，保持各粉位平衡，相差不大，夜班粉倉降粉，有效合理地安排給粉機(jī)的運(yùn)行方式。

（3）粉位的平衡對于煤粉的流動性至關(guān)重要，這也能更好地維持燃燒穩(wěn)定，同時能使長時間積存的煤粉量降到最低。維持各粉倉粉位正常（2.0～3.0m），控制粉倉最高點溫度小于75℃，采取切換制粉系統(tǒng)、改變制粉系統(tǒng)運(yùn)行方式、申請加負(fù)荷多投給粉機(jī)等措施，粉倉溫度超過150℃，平穩(wěn)緩慢地充二氧化碳降溫，充二氧化碳時粉倉密閉。出現(xiàn)粉倉測點溫度超過80℃時切換給粉機(jī)至對應(yīng)測點區(qū)域的給粉機(jī)運(yùn)行，燒掉可能自燃的積粉。一般情況下粉倉溫度控制80℃，若過早的充二氧化碳降溫，會造成粉倉局部溫度低，煤粉板結(jié)，降低其流動性，給粉機(jī)不來粉或者卡澀，長時間積存，溫度易升高自燃，板結(jié)情況會繼續(xù)惡化，所以我們選擇在150℃時才對其充二氧化碳降溫。

4 ?摻配高揮發(fā)份高熱值煤種防止燃燒器燒壞的措施

（1）控制送粉風(fēng)溫，能更好地抑制著火提前。通過開啟空預(yù)器旁路冷風(fēng)門降低一次風(fēng)溫至220℃～240℃運(yùn)行，風(fēng)粉混合物溫度≯160℃，也可適當(dāng)提高一次風(fēng)壓（風(fēng)速）運(yùn)行，但優(yōu)先選擇降低風(fēng)溫運(yùn)行，運(yùn)行中加強(qiáng)粉管風(fēng)速、濃度、粉管溫度監(jiān)視，防止堵管。粉管風(fēng)速不低于20m/s，粉管濃度不高于0.5，控制粉管風(fēng)粉混合器后溫度150℃～160℃之間（根據(jù)該廠煤種實際情況，參考DL/T5145-2012《火力發(fā)電廠制粉系統(tǒng)設(shè)計計算技術(shù)規(guī)定》、JB/T 10440-2002《大型煤粉鍋爐爐膛及燃燒器設(shè)計性能規(guī)范》）。一旦運(yùn)行中個別燃燒器出現(xiàn)輕微噴火，應(yīng)降低給粉機(jī)轉(zhuǎn)速粉管煤粉濃度，甚至停運(yùn)給粉機(jī)吹管至不噴火為止，同時開大周界風(fēng)至100%。

（2）使用高揮發(fā)份高熱值煤種摻燒普通煙煤時，注意看火看焦看渣，根據(jù)看火、原煙氣硫份情況適時調(diào)整一次風(fēng)溫、風(fēng)速等參數(shù)。發(fā)現(xiàn)燃燒器噴口有結(jié)焦時及時清除、著火距離過近時進(jìn)一步開大甚至全開周界風(fēng)并提高一次風(fēng)速10%～20%，對于B層燃燒器可開大小油槍助燃風(fēng)門，防止燃燒器燒壞。

（3）鑒于火嘴溫度異常時伴有火檢燒壞的情況出現(xiàn)，采取加強(qiáng)火檢、燃燒器壁溫及火焰電監(jiān)視等措施，發(fā)現(xiàn)異常及時檢查處理，特別是出現(xiàn)給粉機(jī)失去火檢跳閘時要立即就地檢查燃燒器有無結(jié)焦及燒損情況。

5 ?結(jié)語

摻燒高揮發(fā)份高熱值煤，控制粉倉溫度和防止燃燒器燒壞至關(guān)重要，我們在采取相關(guān)措施時，結(jié)合該廠的實際情況，比如設(shè)備老化、粉倉吸潮管易堵塞，采取了相應(yīng)的措施，及時疏通，通過測量其溫度加強(qiáng)監(jiān)視等，旨在保證每個環(huán)節(jié)都安全可靠，最大限度地保證機(jī)組安全，通過上述一系列措施，該電廠300MW機(jī)組，在使用高揮發(fā)份高熱值煤種時，未出現(xiàn)粉倉溫度異常升高及燃燒器燒壞的情況。

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