引言

由于近年來電煤供應緊張,價格波動較大,各電廠為保證發(fā)電需要,不斷擴大購煤渠道,造成入爐煤質與設計煤種發(fā)生嚴重不匹配,嚴重影響鍋爐機組效率,還給鍋爐設備的正常運行帶來不少負面影響。為解決困擾電廠煤源供應多變且嚴重偏離設計值的問題,各電廠通過探索配煤摻燒技術,來確保鍋爐燃燒調整的穩(wěn)定性及運行的安全性。

1入爐煤的摻燒技術條件及依據

某電廠現(xiàn)有2臺660Mw機組,鍋爐型號為DG2100/25.4一Ⅱ6型,每臺鍋爐配有6臺中速直吹式制粉系統(tǒng),前后墻分三層對沖燃燒布置。電廠根據斗輪機及葉輪的布置位置,把煤場劃分為1、2、3、4四個區(qū)域,根據入廠煤質參數指標不同,分區(qū)域存儲,并且通過對煤質進行動態(tài)管理,在每個存儲區(qū)域都把來煤基本參數及數量等信息標明,改變了盲目亂堆放的局面,為配煤摻燒打下了堅實基礎。

目前,電廠配有6臺磨煤機,在磨煤機上煤時需充分考慮以下情況:

(1)由于純劣質煤發(fā)熱量低,硬度大,磨煤機出粉量小,進入爐膛后不利于著火,一般為保證鍋爐的燃燒穩(wěn)定,最好將此煤上到上層2臺磨煤機原煤倉。

(2)劣質煤中存在大量的硬石塊,容易造成給煤機打滑,引起鍋爐火檢擺動和爐膛滅火事故,因此對于4臺低負荷磨煤機上煤,建議市場煤與劣質煤按1:1的比例混配。

(3)劣質煤煤質差、硬度大,相同負荷情況下,磨煤機損耗會增大,為保證正常負荷通常要增加給煤量及液壓油加載力,給設備安全性帶來影響。因此,6臺磨煤機不能同時全上劣質煤或者混煤。

(4)機組為配合電網深度調峰要求,在低負荷時,4臺磨煤機運行。為防止造成鍋爐燃燒不穩(wěn)定,每臺磨煤量不能過少,過少容易造成磨煤機振動及鍋爐燃燒不穩(wěn)定,因此除A磨煤機上純市場煤外,中間2臺磨煤機上混煤。

綜上所述,經過近三年的經驗總結,最上層2臺磨煤機上純劣質煤,中間2臺磨煤機上市場煤與劣質煤比例為1:1的混煤,下層2臺磨煤機A磨煤機上純市場煤,D磨煤機上市場煤與劣質煤比例為1:1的混煤。然后根據鍋爐負荷情況、鍋爐燃燒情況等因素控制給煤機的下煤量,來實現(xiàn)動態(tài)跟蹤,達到機組安全、經濟共贏的目的。

2燃煤摻燒對機組的影響分析

2.1摻燒劣質煤對鍋爐的影響

由于煤種問題,帶相同負荷需要煤量就會增加,造成排渣量及灰量增大,排渣量大增加了運渣成本,電廠通過壓縮空氣輸灰管道來輸灰,灰量大會造成輸灰管道磨損及輸灰成本增加。

摻燒劣質煤,灰分增大后,進入空預器容易造成空預器堵灰,進一步使空預器差壓增大,影響鍋爐效率。出現(xiàn)空預器差壓增大的情況,需適當增加空預器吹灰次數,同時減少進入汽輪機的蒸汽,這就降低了整個機組的效率。

燃燒劣質煤,進一步造成煙氣中灰分含量增大,使鍋爐受熱面表面受到灰的摩擦損耗增大,影響鍋爐的運行安全。摻燒高硫分煤時也會影響鍋爐的安全,尤其是排煙溫度較低時,在尾部煙道極易引起低溫腐蝕,嚴重的話會發(fā)生受熱面爆管。2.2摻燒劣質煤對受熱面結焦的影響

鍋爐結焦有90%以上是由于煤質變化引起的,因此為預防受熱面結渣,可考慮適當摻燒不同的煤種,或者采用優(yōu)化的結渣預防措施。表1為西安熱工研究院推薦的預防鍋爐受熱面結渣的相關措施以及某電廠的實際執(zhí)行情況,實踐表明,采用優(yōu)化的結渣預防措施,結渣情況得到了明顯改善。

2.3摻燒劣質煤對脫硝的影響

劣質煤中氮氧化物含量大時,為使排放指標能達到環(huán)保要求,需增加噴氨量或降低負荷。噴氨量調整不合適,會造成氨逃逸量大,氨氣經過脫硝裝置后進入空預器,很容易在空預器處與灰分結合粘在一起,隨著運行時間增長,造成空預器差壓增大,影響空預器效果及機組效率。

2.4摻燒劣質煤對脫硫的影響

燃燒劣質煤,煙氣中煙塵含量大,同時進入脫硫主塔后與漿液混合,會造成漿液中含塵量大,使脫硫主塔前后差壓增大,煙氣流速降低,影響引風機出力,降低機組效率。在劣質煤出現(xiàn)硫分高的情況時,尤其是當機組處于高負荷時,為保證脫硫出口指標達標,漿液需求量會增大,這就增加了漿液生產成本。

2.5摻燒劣質煤對輸煤的影響

摻燒劣質煤,相同負荷所需煤量增大,輸煤專業(yè)上煤工作量加大,且上煤時間增長,設備運行周期加長,會影響機組廠用電率。

3燃燒劣質煤所采取的應對措施

該電廠自開始混煤摻燒以來,已消耗劣質煤324萬t,摻燒比例達到60%,大大降低了電廠采煤成本。從燃燒的情況和經濟參數分析,摻燒情況良好,飛灰可燃物含量平均為1.67%,爐渣可燃物含量為4.5%。同時,也改變了因煤質差而限負荷的現(xiàn)象,保證了脫硫、脫硝等環(huán)保指標全部達標。

根據幾年來的實際經驗,總結了燃燒劣質煤所應采取的應對措施,具體如下:

(1)降低一次風速,保證燃燒器出口煤粉著火穩(wěn)定。

(2)維持較低的爐膛負壓,保證煤粉充分燃燒。

(3)增加吹灰次數,根據鍋爐受熱面壁溫、排煙溫度、空預器差壓等因素綜合判斷。

(4)保證合適的空氣動力場,做好空氣動力場試驗,保證每臺磨煤機燃燒器出口風量均勻。

(5)結合煤種選擇合適的煤粉細度。

(6)所有磨煤機出口粉管安裝一次風速測點,利于調整一次風速。

(7)根據實際燃燒情況及不同的煤種、負荷,選擇合適的氧量。

(8)合理配風,調整燃燒,減少煙溫熱偏差。

(9)根據燃燒情況,隨著運行逐步優(yōu)化吹灰方案。

(10)盡量提高給水溫度。

(11)防止長期超負荷運行,尤其是煤質變化較大時。

(12)結合實際情況,合理調節(jié)燃盡風與各個燃燒器出口風量比。

(13)結合負荷實際情況來調節(jié)干式除渣底部冷卻風。

(14)加強吹灰器的管理,保證較高的吹灰器投運率。

(15)根據實際情況,控制磨煤機出口溫度,合理選擇一次風壓。

(16)根據煤質化驗結果,積極聯(lián)系輸煤、配煤。

4結語

面對當前經濟下行壓力及電煤供應緊張形勢,通過精確配煤摻燒,大大拓寬電廠的煤源,緩解電廠煤源緊張的問題,極大地降低了電煤的采購成本,為企業(yè)帶來了較好的經濟效益。2016年以來,該電廠通過混煤摻燒,在確保機組安全經濟運行的同時,也保證了各項環(huán)保指標達標,取得了良好的效果,為企業(yè)降耗增效做出了巨大貢獻。