印尼煤熱值校正的應用

羅 棟

（上海電力建設啟動調(diào)整試驗所有限公司，上海 200031）

0 引言

近年，為降低燃煤機組成本、調(diào)節(jié)燃煤品質(zhì)等原因，很多燃煤機組普遍應用配煤摻燒技術，以滿足鍋爐安全穩(wěn)定和機組經(jīng)濟運行[1]。印尼煤價格便宜，海運成本較低，近年來成為配煤摻燒技術的重點研究對象。印尼煤容易揮發(fā)、自燃、結(jié)渣[2]，燃煤機組單獨使用印尼煤有較大難度。

印尼煤是菲律賓Kauswagan 電廠（以下簡稱K 廠）的主要煤源。K 廠是4×150 MW 燃煤機組，配備卸煤碼頭、煤場及輸煤系統(tǒng)。為防止印尼煤在存儲、皮帶輸送過程中自燃，煤場設置噴淋系統(tǒng)，輸煤系統(tǒng)配備抑塵噴霧系統(tǒng)。鍋爐采用四角切圓的燃燒方式，直吹式制粉系統(tǒng)，配備5 臺磨煤機（4 用1 備，4 臺磨煤機可以達到鍋爐滿負荷）。

1 K 廠使用的印尼煤特性

燃煤品質(zhì)不穩(wěn)定，煤水比逐漸失衡，造成主蒸汽壓力擾動，導致機組負荷波動，造成機組自動發(fā)電控制AGC、一次調(diào)頻等功能達不到電網(wǎng)要求[3]。印尼煤容易揮發(fā)、自燃，其特性不太穩(wěn)定，見表1。因此，解決問題的關鍵就是使用BTU（British Thermal Unit，英熱單位）控制回路進行熱值校正，不對機組CCS 運行模式造成擾動[4]，從而實現(xiàn)鍋爐安全穩(wěn)定和機組經(jīng)濟運行。

2 試驗目標

機組在CCS 模式下正常運行，當煤的熱值發(fā)生變化時，導致機組負荷波動。為確保機組在CCS 模式下繼續(xù)安全穩(wěn)定運行，需要BTU 控制回路進行熱值校正。

當輔機故障RB 發(fā)生后，機組負荷將目標降到50%左右，此時保留運行的磨煤機中如果存在熱值低的煤，將導致機組不能滿足負荷帶載能力，造成煤水比失調(diào)，影響機組安全穩(wěn)定運行[5]。因此，試驗目標有以下4 點。

（1）當煤的熱值增加時，BTU值增加，校正后總煤量增加。因為機組負荷保持不變，因此通過降低給煤指令，從而達到平衡。

（2）當煤的熱值降低時，BTU 值降低，校正后總煤量降低。因為機組負荷保持不變，因此通過增加給煤指令，從而達到平衡。

表1 K 廠使用的印尼煤特性

（3）當機組負荷變化率過大時，BTU 保持當前值不變。

（4）BTU 投入后，不對機組CCS 模式運行造成擾動。

3 試驗思路

如圖1 所示，將5 臺磨煤機的給煤量反饋總和×BTU，得出校正后總煤量。通過校正后總煤量，修正所需空氣流量、氧含量和給水流量。通過當前主蒸汽流量得出當前所需理論總煤量。最終通過校正后總煤量、理論總煤量進行PID 調(diào)節(jié)，得出BTU 校正系數(shù)（BTU 設置上下限，防止波動過大）。BTU 的初值為人員手動輸入。

BTU 校正系數(shù)計算切到手動狀態(tài)的條件：①鍋爐主控的自動狀態(tài)被切到手動狀態(tài)；②BTU 自動狀態(tài)被切到手動狀態(tài)。③機組負荷低；④鍋爐MFT；⑤輔機故障RB。

BTU 校正系數(shù)保持自動狀態(tài)和當前值的條件：①負荷變化（CCS 模式下，負荷升指令或者降指令導致負荷變化）；②當前主蒸汽壓力值和目標負荷對應主蒸汽壓力值偏差大。

4 試驗結(jié)果

試驗結(jié)果如圖2 所示。無論機組負荷是否變化，主蒸汽溫度保持穩(wěn)定。機組負荷每上升一次，主蒸汽壓力、總煤量、主蒸汽流量也跟隨階躍上升；汽包液位基本保持穩(wěn)定；煤量指令和總煤量趨勢一致；BTU 的變化趨勢沒有規(guī)律可循，和機組負荷等指標沒有明顯關系。由此可見印尼煤的熱值不太穩(wěn)定，需要BTU 進行自動校正，以保持機組在CCS 模式下安全穩(wěn)定運行。

5 結(jié)論

BTU 控制回路投入后，燃煤熱值波動的問題得到明顯緩解，使機組CCS 模式可以長期穩(wěn)定安全運行，為此后機組自動發(fā)電控制AGC、一次調(diào)頻等功能考核打下堅實基礎。在本次基礎上，將繼續(xù)研究超臨界、超超臨界燃煤機組中單獨使用印尼煤的熱值校正，為進一步普及印尼煤燃燒控制努力。

圖1 K 廠BTU 示意

圖2 BTU 投入后的機組各項指標