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300MW锅炉掺烧劣质煤的比例及配风方式分析
发布时间：2013-09-14 08:41 来源：未知
随着国内煤炭市场的日益开放．煤炭市场竞争愈发激烈，发电成本高低已经成为各火力发电厂在电力市场竞争中求得生存和发展的决定因素。同时，随着电力市场节能调度运行的大力开展．为了降低成本、节能增效，目前大多数火力发电企业正在积极拓展多种煤炭供应渠道，用最低的发电成本参与市场竞争。电厂采煤渠道和煤炭价格的多样性，必然导致锅炉燃用煤质变化大，严重偏离锅炉设计值，给锅炉燃烧、机组出力以及电厂经济性运行带来许多不利影响。近年来，南京华润热电有限公司在劣质煤掺烧方面进行了探索．为燃煤电厂锅炉配煤和煤掺烧的工作提供参考。
1、设备简介
南京华润热电有限公司2×300 MW机组工程3号与4号锅炉为亚临界压力一次再热控制循环锅炉，型号为SG -1036/17.50 - M871．采用巾速磨直吹式制粉系统、单炉膛倒U型露天布置、四角切向燃烧，炉膛面积为14 022×12 330 mm2，宽深比1.14：1．后烟井深度为8 550 mm．锅炉炉顶采用全密封结构、并设大罩壳、炉膛采用密式水冷壁．炉底密封采用水封结构，摆动喷嘴调温，平衡通风，全钢架悬吊结构，固态排渣，燃用具有中等结渣性的烟煤。每角燃烧器喷嘴摆动是通过主控制杆由电动装置驱动，燃烧器喷嘴能上下摆动20～30°，富通新能源生产销售生物质锅炉，生物质锅炉主要燃烧颗�；⒛拘伎帕；怪频纳镏士帕Ｈ剂�。
额定工况下主要设计参数见表l；燃料特性见表2。
2、掺烧煤种和对锅炉燃烧影响分析
近年来，南京华润热电有限公司参考周边煤炭市场行情，针对设备特性采购了无烟煤、贫瘦煤和褐煤进行掺配，煤种数据见表3。
2.1无烟煤掺烧方式及燃烧调整
2.1.1配煤比例和配煤方式
无烟煤配煤比例和配煤方式见表4。无烟煤具有着火温度高、着火距离长、燃烧与着火稳定性差、极难燃烬、不易结焦、灰磨损倾向中等偏重的特性，根据现场实际掺烧情况发现，无烟煤的掺配比例在20%—50%时．锅炉各项指标相对稳定，锅炉着火、稳燃、燃烬、结焦均能得到保障，可保证锅炉长期安全、稳定运行：无烟煤的掺配比例在50%以上时，锅炉燃烧不稳，火检闪烁比较频繁，飞灰含碳量比较大，锅炉的运行安全性、经济性都有较大程度下降。
2.1.2配风方式
无烟煤配风方式见表5。针对无烟煤特性，采用AB下层掺烧无烟煤．这样可加大燃烧空间．延长了煤粉的停留时间，有利于无烟煤的燃烬。目前，该锅炉主要采取AB下层磨无烟煤和烟煤1:l的掺配方式。此外．在无烟掺配工况下要保证C层着火稳定．C仓煤质必需有所保证。燃烧调整时应适当降低一次风速，提高磨煤机出口温度，氧量控制在4.0%～4.5%．煤粉细度为16%—25%。无烟煤可磨性系数低．可适当降低磨煤机出力，在负荷较高磨煤机出力较大时，要注意磨煤机进出口差压，防止堵煤。
2.2贫瘦煤掺烧方式及燃烧调整
2.2.1配煤比例和配煤方式
贫瘦煤挥发分低不容易着火．当煤粉进入炉膛后着火相对来说较为困难，这就影响了炉膛内煤粉的燃尽程度，对锅炉燃烧的稳定性产生较大的影响。现场实际掺烧情况表明．当掺配比例在20%～50%时，锅炉各项指标相对稳定，锅炉着火、稳燃、燃烬、结焦均能得到保障，可以保证锅炉长期安全、稳定运行。贫瘦煤的挥发分比无烟煤要高，实际掺烧过程中可以适当加大比例，采用贫瘦煤和烟煤2:1的掺配方式。配煤比例和配煤方式见表6。
2.2.2配风方式
贫瘦煤配风方式见表7。针对贫瘦煤特性，采用AB下层掺烧贫瘦煤，这样可以加大燃烧空间，延长煤粉的停留时间，有利于贫瘦煤的燃烬。在燃烧调整中尽量提高贫瘦煤所在的磨煤机出口温度，其出口温度一般控制在85℃左右。磨煤机出口温度提高了，煤粉流的初温随之提高，这样可以减小着火热，着火就比较容易，增加了锅炉燃烧的稳定性．同时在贫瘦煤掺配工况下要保证C层着火稳定．必需保证C仓煤质。
2.3褐煤掺烧方式及燃烧调整
2.3.1配煤比例和配煤方式
褐煤和无烟煤掺配的配煤比例和配煤方式见表8。褐煤主要特征是水分高、挥发分高、磨煤机干燥出力下降。在掺配过程中，各掺配磨煤机的出口温度低．各磨煤机出力受出口温度影响较大．该煤粉进入炉膛后较易着火，通过和无烟煤进行2:1掺配，挥发分较为理想，锅炉燃烧情况相对稳定，锅炉着火、稳燃均能得到保障，同时可以控制结焦，保证锅炉长期安全、稳定运行。‘这种方式掺烧比较大，且经济性也比较好，但存在飞灰含碳量偏高的情况，锅炉效率有所下降，故不宜采用。但可以采用褐煤和烟煤掺烧的方式。褐煤和烟煤掺配的配煤方式见表9。褐煤的水分高，磨煤机出口温度较低，为避免影响机组带负荷能力，褐煤掺烧量应控制在66%以下。
2.3.2配风方式
褐煤和无烟煤掺配的配风方式见表10。褐煤和烟煤掺配的配风方式见表11。
针对褐煤特性．采用C层优质煤、AD或BD层褐煤与烟煤掺烧的方式，既能提高煤粉着火性，又能提高劣质煤的掺配比例。在运行调整中，控制掺配磨煤机出口温度在60～65℃，并适当提高一次风速可推迟煤粉着火．使着火点离燃烧器更远，火焰高温区也相应推移到炉膛中心，避免喷口附近结焦。提高一次风速还可以增加一次风射流的刚性，减少一次风的偏转．避免其直接冲刷壁面而产生结焦。运行中要保持合适的氧量，控制在4%—4.5%之间，特别是当负荷发生大幅变化时，要及时调整风煤配比，避免锅炉因缺氧燃烧而结焦。此外，掺烧褐煤时要加强吹灰，防止锅炉积灰和结焦。
2.4目前掺烧情况
锅炉采取煤炭掺烧，可拓宽采购煤种的渠道；能根据市场变化．及时调整采购策略，降低燃料采购成本。该公司2006年12月尝试贫瘦煤掺烧．2007年6月开展无烟煤掺烧．2009年5月引进褐煤进行掺烧，通过煤炭掺烧，标煤单价得到有效控制，但同时锅炉效率也有所下降。为全面分析煤炭掺烧的经济性，该公司在不断探索和实践的基础上总结出儿种安全性高、经济较好、同时具备较强可操作性的掺烧方法，具体掺配方法及其经济性分析分别见表12、表13。
就经济性来说，与不掺烧劣质煤相比，掺烧无烟煤和贫瘦煤可以降低售电成本；而掺烧褐煤时，机组的厂用电率上升，售电成本反而有所提高。
3、结束语
近年来的掺烧试验和实践表明．只要掌握掺烧煤种特性，合理把握掺烧比例和方式，在保证机组安全运行的同时．完全可以通过掺烧劣质煤的方式降低火力发电厂的生产成本。在实际掺烧过程中，要注意以下几点．
(1)由于煤质发生变化，锅炉的热效率会有显著变化，尤其是掺配燃煤的发热量过低时，锅炉热效率下降更为明显．因此在掺烧过程中不能一味追求掺烧比，还应把握掺配煤质，以免得不偿失。
(2)虽然燃煤的挥发分对煤粉燃烧是一个重要的指标，但发热量对锅炉经济指标和机组出力有显著的影响，在做好掺烧工作的同时．一定要兼顾燃煤的可燃性和发热量这两方面因素．否则会发生机组出力受限和制粉电耗上升的情况。
(3)在烟煤中掺烧劣质煤将会降低锅炉热效率，其影响程度随着掺烧比例的增大而增大：对于机组掺烧的经济性，需要从发电成本、锅炉热效率、机组的辅机电耗以及卸煤输煤电耗等方面进行综合分析计算，从而得到机组掺烧的显性成本，在运行时还需考虑机组的隐性成本。
(4)在进行新煤种掺烧前，应采用逐渐加量的方式进行掺烧试验工作．同时加强现场火焰监视和制粉系统运行工况监视，不能一味地通过提高磨煤机出口温度和氧量的方法来加大掺烧比例．应在试验中寻求最经济的掺烧比例。
