浅析电站锅炉多煤种混烧技术
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作者: 关东伟 李国栋
摘要：对火电站烧煤的各个煤种特点，采取技术措施，合理组织和优化系统运行方式，提高了锅炉制粉系统和燃烧系统对煤种的适应性，从而提高机组的安全性和经济性。
关键词： 混烧技术技术分析燃烧稳定
1、引言
2×300MWe机组锅炉是上海锅炉厂生产的SG1025/17.40-M851型亚临界压力中间再热自然循环锅炉，采用BBD3854型双进双出直吹式制粉系统，四层WR燃烧器四角切圆燃烧，设计燃用山西晋中和山东淄博产劣质贫煤，这种设计组合在国内是第一家。机组自投产以来，运行基本稳定，虽出现入炉煤质偏离设计煤质的情况，但仍以设计煤种贫煤为主。自2005年以来，随着煤炭供应的日趋紧张，二期锅炉在运行中燃用了大量的无烟煤、烟煤、混煤，入炉煤质远远偏离设计煤种，锅炉燃烧稳定性和经济性受到威胁，主要存在以下问题：
(1) 锅炉运行中燃烧稳定性较差，主汽压力波动较大，发生过灭火，影响了机组的安全稳定运行。
(2) 机组启停、辅机设备检修（特别是下层A、B磨煤机）或低负荷运行时所需助燃用油量大。
(3) 锅炉飞灰可燃物大，机组的经济性降低。
因此，在来煤复杂多变的情况下，如何完成多煤种的混烧任务，对提高机组的安全性和经济性具有极其重要的意义。
2、 多煤种混烧技术的探索
2. 1分类堆放、分仓上煤
一经设计投运的煤粉锅炉燃用的煤种都是确定的，这不仅指锅炉结构型式、燃烧器布置等锅炉燃烧室结构必须与煤种相适应，还包括煤粉制备、送粉方式、空气预热等辅助系统均应与煤种相适应。也就是说，煤粉锅炉应该运行在设计煤种范围内，否则将对锅炉的安全经济运行造成影响。锅炉设计燃用山西晋中贫煤，但由于煤炭形势紧张等原因，多年来很难保证购入的煤炭达到设计煤种，所进煤炭中约三分之一为无烟煤、三分之二为贫煤，还有少量的烟煤。由于对煤的分类存放和燃烧存在认识上的误区，起初采用无烟煤与贫煤混配燃烧。贫煤与无烟煤混烧对提高燃烧的稳定性起到了一定的积极作用，但对经济运行产生了不利影响。这是因为无烟煤难以磨制，在混煤制粉时，煤粉中无烟煤颗粒较粗，再加上本身无烟煤就难以着火燃尽，使得混煤燃尽率大大降低，造成锅炉飞灰可燃物升高，锅炉效率下降。考虑到锅炉直吹式制粉系统的优势，即煤粉细度值随制粉系统出力下降而降低的特点，在C、D磨（甚至B磨）上来单独燃烧无烟煤，实践证明这样是可行的，每年可以节约几万吨原煤。综上所述，煤场按照煤种实行分类堆放、分仓上煤是十分必要的。
2. 2根据煤种特点优化系统运行方式
从各火力发电厂情况来看，一般都存在燃煤煤质偏离设计煤质的现象，但发热量和挥发份偏差都不是很大，大多数情况下以燃用设计煤种为主，像这样设计煤种为贫煤，运行中实际燃煤以无烟煤为主兼烧烟煤、混煤在国内尚属首例，如2007年全年共燃煤51.97万吨，其中就有51万吨无烟煤。针对不同煤种特性采取相应的运行调整措施，来优化系统运行方式，实现煤种特性与锅炉制粉系统特点的最佳结合，来进行多煤种混烧技术的探索。
2.2.1技术措施的完善
为完成多煤种的混烧任务，先后制定和完善了一系列技术措施，为运行调整提供了科学的依据：“关于分炉上煤分区堆放的管理规定”、“二期锅炉燃用烟煤的技术措施”、“A磨或B磨停运燃烧调整措施”、“#3炉燃烧调整试验措施”等，为运行人员的调整提供了可靠的技术保障。
2.2.2控制煤粉细度
为探索煤粉细度的变化规律，先后对供热切除前八台磨运行和供热切除后六台磨运行时的煤粉细度进行测量，发现同一台磨煤机南北两侧分离器的粉样偏差较大，主要反映在细度和均匀性方面，个别磨煤机单侧分离器煤粉细度大，所取粉样中有原煤粒，而且煤粉细度和均匀性不稳定，如对3A磨煤粉进行四次取样测量时，有两次煤粉细度至10％，而且均匀性差，而另外两次则基本正常。煤粉的细度和均匀性不稳定是造成锅炉燃烧不充分、飞灰可燃物波动大的原因之一。通过定期补加钢球，保持电流维持在104~105A，以及跟踪测量煤粉细度，保证了煤粉经济细度R90在2％~5％之间。
2.2.3合理运行调整
针对燃用无烟煤飞灰可燃物大的现实情况，为探索二次风配比对锅炉飞灰可燃物的影响，根据燃烧器的特点结合炉内流场特性，制定了#3炉燃烧调整试验措施，2007年7月在#3炉做五个工况燃烧调整试验，试验期间#3炉氧量设定值保持4.0，每天早班和下午班按以下要求进行调整，前夜班和后夜班不做要求。#3炉保持A、B、C三台磨运行，A磨出力保持35t/h左右，B、C磨出力不超过30t/h；#3机组保持负荷稳定（200MWe左右，#3高压调门开度保持5％），用#4机组来调配负荷。做了五个工况的燃烧调整试验，最终确定了A、B、C三台磨运行二次风的最佳配风原则。
一次风的温度、一次风的煤粉浓度、煤粉细度对于煤粉气流初入炉膛着火非常关键。2007年7月份对3A磨煤机煤粉细度进行了取样，当时A磨燃用贫煤，磨煤机出力比较稳定，在30t/h左右，从实测的结果看，随着旁路风门的开关变化，对煤粉细度的影响不大，从筛子上剩余煤粉看，煤粉的均匀性也比较理想，未出现大的原煤粒，旁路风门的开关对分离器压
力和分离器出口温度影响较大，当分离器出口温度小于90℃时，煤粉存在粘筛子的现象。
3 结束语
电站配用直吹式制粉系统的贫煤锅炉在无烟煤、烟煤、混煤多煤种混烧时，结合各煤种特点，合理组织和优化系统的运行方式，可显著提高制粉系统和燃烧系统对煤种的适应性，从而提高了机组的安全性和经济性。
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