浅谈火电厂燃用高挥发分煤种的控制策略
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摘 要：煤质对燃煤电厂运行影响巨大，不同的煤有不同的特点。简单介绍了高挥发分煤的工业分析特点、燃烧特点，以及它在对燃煤机组的运行影响，并以鸿山热电厂设备参数为例针对性地提出运行控制策略，保障了设备的安全稳定运行。
关键词：燃煤锅炉；高挥发份；结焦；燃烧调整
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.14.149
1 引言
目前，我国燃煤发电厂装机容量占全国总装机容量的58%，实际发电量更是达到了66%，为当代中国高速发展提供给了能源动力保障。燃煤发电厂是通过燃烧煤的化学能而最终转化成电能，它的主要研究方向是如何节能降耗，概括地说有两方面：一是如何对能量循环利用，减少散失；二是研究如何提高燃料的利用率，提高效率。不同的煤种燃烧特点不一样，所要求运行控制参数也大相径庭。那么高挥发分煤又该注意哪些燃烧控制呢？
2 鸿山热电厂及锅炉设备概况
福能鸿山热电厂一期两台600MW抽凝供热机组，是全国首家600MW供热发电机组。其锅炉是由哈尔滨锅炉厂生产的超临界参数变压运行直流锅炉，Π型结构，型号为：HG-1962/25.4-YM3。鍋炉前后墙各布置3层低NOX轴向旋流燃烧器（LNASB），每层各有5只，共30只，前后墙对冲燃烧。锅炉制粉系统为正压直吹式系统，由2台动叶可调轴流式一次风机，2台密封风机，6台ZGM-113G型中速磨煤机，6台电子称重式给煤机组成，5台磨煤机就可以满足锅炉MCR负荷。
3 高挥发分煤种的特点
煤的挥发分产率与煤的矿化程度成反相关。即随着矿化程度的提高，煤的挥发分随之降低。如煤化程度低的褐煤，挥发分从65%下降到37%以上；烟煤挥发分从55%下降到10%以上；无烟煤挥发分从10%下降到3%。挥发分的含量是国际上通用的区分煤的矿化程度的首要标准。
高挥发分煤相比于普通煤种，着火点提前了。比如原本设计在炉膛着火的，现在可能在燃烧器口就着火，甚至在燃烧器内，煤粉管道内。对于较长时间积煤的煤粉仓，更有自燃自爆的安全隐患。故对燃煤发电企业来说，燃用高挥发性的煤，首先要考虑的问题是防止燃用高挥发分煤种出现自然、爆燃现象。其次还应考虑在燃烧器口及周边的结焦问题。
4 运行控制策略（以鸿山热电厂设备参数为依据）
（1）高挥发分煤到厂后，先安排一台磨煤机进行试烧；试烧正常后，再逐步增加使用量。值长要做好加仓记录，机组长要告知本机组其他人员。在掺烧期间，燃用高挥发分煤种的煤仓加仓时应控制煤仓煤位在10米以内。
（2）磨煤机运行期间，开启磨煤机灭火蒸汽母管疏水门，将供汽电动门稍微摇开、略开调节门暖管备用。同时确保灭火蒸汽减温水管路在备用；额定的磨煤机灭火蒸汽压力为0.4-0.6Mpa，温度为150-180℃，若有需投入时注意调节参数。
（3）燃用高挥发分煤种时，磨煤机出口温度暂定65℃运行（正常运行时控制在80℃），控制磨煤机入口温度低于280℃。为防止燃烧器口结焦，将分离器转速调整至40%。适当提高磨煤机一次风量（正偏置5%）。同时加强炉膛工况检查，机组长每班必须安排经验丰富的人员进行结焦及火焰情况检查。发现结焦应立即清除焦渣，防止焦渣扩大、搭桥，引起堵渣，影响锅炉渣灰排放，从而酿造严重威胁机组安全的事故。
（4）燃用高挥发分的磨煤机原则上不进行启停操作，如需消缺陷停磨时应提前控制煤仓煤位，通知燃料运行更换为低挥分煤种，并按正常方式启停。若需启停时，要严格控制较低的磨煤机出口温度。启动时磨煤机出口控制在65℃；停运时，当给煤机煤量降至最低煤量（20T/H左右）前，必须提前将磨煤机出口温度控制在60℃以下，再停磨煤机。
（5）运行中若遇到给煤机跳闸或断煤，应第一时间将磨煤机热风调门关闭，开大冷风调节门，控制磨煤机出口温度不大于80℃；当磨煤机出口温度上升至90℃时，开启充惰电动调节门进行充惰；当对磨煤机充惰后磨出口温度继续上升至100℃或运行中磨煤机快速上升至90℃，则立即停运磨煤机关闭冷、热风隔绝门、磨出口门，全开充惰电动进行充惰。
（6）加强磨煤机就地的巡查。巡操员在就地巡检时，除了对运行磨煤机听声响有无异样、看有无异样振动外，还必加强石子煤排放阀情况检查。一方面可以尽早发现石子煤是否排放顺畅，以防石子煤排放阀异常无法开启，长时间引起石子煤排放管堵塞甚至冒烟着火；另一方面也能够发现排放石子煤的颗粒粗细情况，以利于掌握各台磨煤机的煤粉细度。
（7）由于磨煤机运行参数控制变化较大，应注意监视锅炉各参数的变化。特别是锅炉排烟温度及空预器电流波动情况。必要时申请稍降负荷运行。
5 结语
在煤的工业分析中，挥发分只是其中一项指标，本文仅仅分析了高挥发分煤种对燃煤机组运行的影响及应对措施，那么低挥发分的煤又会怎么样呢？还有灰分、水分、固定碳的含量高低又会对机组有什么影响呢？一种煤往往有多个特点，单一地定性分析难免顾此失彼，所以理论只是一方面，实践中还需要综合分析，统筹调整，方能寻求一个最优的解决方案。但不管怎么样，办法总比困难多，只要通过科学手段找出了煤质的不同特点，就能清晰准确地把握它的燃烧脉络，就能针对性地解决它在运行中存在的不利影响，从而消除隐患，保障设备运行安全。
同时，时代在发展，科学技术也随之发展，我们现阶段论证的问题不一定在若干年后就依然正确。中国千年前的老庄哲学就教导我们必须秉承“易”的思想，即万事万物都在变化，但万变不离其中，若能把握各个联系，严谨分析，科学论证，就一定能以不变应万变。
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