150MW機(jī)組循環(huán)流化床鍋爐不同發(fā)熱量燃煤試燒實(shí)例分析

蘇明

摘 ?要：文章介紹、分析和總結(jié)了150MW機(jī)組循環(huán)流化床鍋爐燃燒的技術(shù)特點(diǎn)和在運(yùn)行中出現(xiàn)的煤種變化等問(wèn)題，并詳細(xì)闡述了在燃用不同煤質(zhì)時(shí)，鍋爐出現(xiàn)的實(shí)際特征，所采取的有效實(shí)例措施，為同類型電廠提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：不同煤種、應(yīng)用實(shí)例、燃燒特點(diǎn)、實(shí)例措施

前言

了解國(guó)內(nèi)主要發(fā)電設(shè)備（汽輪機(jī)、鍋爐、發(fā)電機(jī)）制造商的產(chǎn)品運(yùn)行使用性能、技術(shù)特點(diǎn)、質(zhì)量服務(wù)等方面的情況，了解產(chǎn)品在實(shí)際安裝、調(diào)試、運(yùn)行使用中的問(wèn)題和值得借鑒的經(jīng)驗(yàn)，了解制造執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)、履行合同信用情況等，可以為電力發(fā)展項(xiàng)目主設(shè)備選型和評(píng)標(biāo)提供依據(jù)，避免走彎路，在滿足技術(shù)要求的同時(shí)減少投資，做到項(xiàng)目投資的“技術(shù)算帳”。由于循環(huán)流化床鍋爐有其特有的環(huán)保和燃料適應(yīng)性廣等優(yōu)點(diǎn)，得到了國(guó)內(nèi)發(fā)電集團(tuán)的重視，使其迅猛發(fā)展，現(xiàn)對(duì)150MW機(jī)組循環(huán)流化床鍋爐其技術(shù)特點(diǎn)、實(shí)際燃用不同燃煤運(yùn)行問(wèn)題闡述如下。

一、鍋爐設(shè)備概況

新莊孜電廠#1、#2鍋爐為哈爾濱鍋爐廠生產(chǎn)的HG-478/14.1-L.MN33型型自然循環(huán)、單汽包、一次中間再熱、超高壓循環(huán)流化床鍋爐，島式半露天布置，與國(guó)產(chǎn)東方汽輪機(jī)廠 N150—13.2/535/535型汽輪機(jī)和山東濟(jì)南發(fā)電設(shè)備廠的WX21Z-073LLT型150MW密閉循環(huán)式空氣冷卻發(fā)電機(jī)配套。

二、實(shí)際運(yùn)行狀況

在運(yùn)行中，新莊孜電廠燃料改為了烘干煤泥，烘干煤是顆粒度非常細(xì)的煤粉和水的混合物，雖然經(jīng)過(guò)烘干后有一定的顆粒度，但經(jīng)過(guò)爐膛內(nèi)物料之間的機(jī)械摩擦和煤燃燒中的破裂，煤粒很容易就分裂成原來(lái)的非常細(xì)的煤粉狀態(tài)，實(shí)際上爐膛內(nèi)是細(xì)顆粒比例非常大的物料。鍋爐在實(shí)際運(yùn)行中，常常出現(xiàn)返料中斷、放渣管噴渣等異常現(xiàn)象，影響了鍋爐的安全穩(wěn)定運(yùn)行，這就對(duì)鍋爐的實(shí)際運(yùn)行提出了新的課題。

三、不同煤種試驗(yàn)

為了找出新莊孜電廠鍋爐運(yùn)行最佳經(jīng)濟(jì)煤種，新莊孜電廠在#2爐上對(duì)不同發(fā)熱量的煤種進(jìn)行了試燒，試燒共進(jìn)行了三個(gè)階段，分別是發(fā)熱量為4400、4100、3880大卡的煤，分析情況如下：

3、新莊孜電廠燃煤煤質(zhì)分析報(bào)表（表三）

對(duì)于同一種燃煤來(lái)說(shuō)，灰分越大，發(fā)熱量相對(duì)越低，容易導(dǎo)致著火困難和著火延遲;同時(shí)會(huì)顯著降低爐膛燃燒溫度，使燃煤的燃盡度變差，造成飛灰可燃物含量高;由表三可以看出4400卡燃煤灰分比4100卡燃煤基本持平，但是無(wú)論是3880卡、4100卡還是4400卡燃煤灰分，均比設(shè)計(jì)值29.93%高，基本高出10%。灰份含量增大，碳粒可能被灰層包裹，碳粒表面燃燒速率減少，火焰的傳播速度降低，造成燃燒不良;另外飛灰濃度越高，對(duì)鍋爐受熱面，特別是尾部的省煤器、空預(yù)器受熱面的磨損加劇;排灰量增加，使得除塵費(fèi)用及廠用電上升，同時(shí)飛灰和爐渣的熱物理?yè)p失變大，從而降低鍋爐的效率。

煤中的空氣干燥基水分在一定的含量限度內(nèi)與揮發(fā)份對(duì)燃煤的著火特性影響一致，少量水分對(duì)煤粉著火有利。從燃燒動(dòng)力學(xué)的角度看，在高溫火焰中水蒸氣對(duì)燃燒過(guò)程具有有效的催化作用，可以加速煤粉焦碳的氣化和燃燒;可以提高火焰溫度，加強(qiáng)燃燒室爐壁的輻射換熱，另外，水蒸氣分解時(shí)產(chǎn)生的氫分子及其氫氧根又可以提高火焰的熱傳導(dǎo)率。

碳是煤中最主要的元素，也是煤中最基本的成份。煤中含碳量在一定程度上決定了發(fā)熱量的多少。從表二中可以看出設(shè)計(jì)燃煤含碳量為47.53%，而我廠給煤含碳量最高為40.21%，相差7%。由于碳的燃燒性能決定了燃煤的燃燒時(shí)間，碳量越少，支持燃燒時(shí)間越短，這就影響了鍋爐總給煤量，使給煤量增大。間接的造成床壓升高，風(fēng)機(jī)出力增大，排渣量增大，增大廠用電。

發(fā)熱量是反映煤粉燃燒好壞的一個(gè)重要指標(biāo)，當(dāng)煤的發(fā)熱量下降到一定程度時(shí)，不僅會(huì)引起燃燒不穩(wěn)定、不完全，而且可能導(dǎo)致鍋爐滅火等故障。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，燃煤的低位發(fā)熱量下降1 MJ/Kg，廠用電率將提高0.5%。由表三可以看出4100卡燃煤低位發(fā)熱量比4400卡低1.2 MJ/Kg，而3880卡燃煤低位發(fā)熱量比4400卡低 2.2 MJ/Kg。燃煤發(fā)熱量下降對(duì)鍋爐機(jī)組的可用率影響較大，三者相比4400卡燃煤性能最好。P

四、總結(jié)

從循環(huán)流化床鍋爐綜合利用的角度來(lái)看，實(shí)際運(yùn)行燃煤發(fā)熱量要控制在允許的范圍，本文只是通過(guò)燃用不同發(fā)熱量的煤種試驗(yàn)，介紹了循環(huán)流化床鍋爐在實(shí)際運(yùn)行中的特點(diǎn)，為廣大從事循環(huán)流化床鍋爐研究、制造、調(diào)試以及運(yùn)行技術(shù)人員提供參考。通過(guò)上述試驗(yàn)，取得成果如下：

1、適當(dāng)控制燃煤粒徑，合理調(diào)節(jié)一、二次風(fēng)的配風(fēng)方式，降低火焰中心高度，消除不完全燃燒現(xiàn)象，減小排煙熱損失和防止返料中斷現(xiàn)象發(fā)生。

2、及時(shí)掌握入爐煤的煤質(zhì)情況，特別是入爐煤的揮發(fā)份、發(fā)熱量、灰份的含量，以便在控制鍋爐運(yùn)行時(shí)做到有的放矢。

3、加強(qiáng)設(shè)備運(yùn)行管理。檢修部門保證設(shè)備工作正常，出現(xiàn)缺陷及時(shí)消除，特別是與燃燒有關(guān)設(shè)備（磨煤機(jī)、給煤機(jī)、冷渣機(jī)、風(fēng)機(jī)）等。

4、加強(qiáng)機(jī)組有關(guān)熱控設(shè)備檢查維護(hù)，保證機(jī)組測(cè)點(diǎn)、聯(lián)鎖保護(hù)等系統(tǒng)工作正常。

5、根據(jù)現(xiàn)有設(shè)備特點(diǎn)、煤質(zhì)情況，提出可操作執(zhí)行的反事故措施，切實(shí)提高每位運(yùn)行人員的事故處理能力。

6、加強(qiáng)混煤或配煤工作，在現(xiàn)有的條件下，盡量使入爐煤質(zhì)均勻，并掌握其工業(yè)分析數(shù)據(jù)。混煤或配煤工作可提高劣質(zhì)煤的利用率，降低燃料成本，減少排放。對(duì)煤中礦物質(zhì)引起的鍋爐受熱面結(jié)渣、積灰、腐蝕、磨損等問(wèn)題，可以通過(guò)配煤來(lái)改善或解決。通過(guò)合理的將不同類、不同性質(zhì)的煤種，按照一定比例加工混合成混煤，在保證機(jī)組安全運(yùn)行的條件下，使混煤的價(jià)格最低，可以有效的降低發(fā)電成本。隨著廠網(wǎng)分開(kāi)，競(jìng)價(jià)上網(wǎng)的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，煤炭供應(yīng)的多樣化，配煤是穩(wěn)定煤質(zhì)保證電廠安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的好辦法。