摘要：随着煤炭供应资源的紧张，为降低发电成本，二道江发电公司积极调整煤种结构，开始掺烧褐煤。褐煤为挥发分高、低位发热量低、水分大、易自燃，掺烧过程中极易结焦的一种煤。针对其特性，对掺烧过程中出现的问题进行分析并采取了一系列的措施，确保了机组的安全稳定运行。
关键词：褐煤掺烧；爆炸；结焦；烧管；原因分析及措施
二道江发电公司 1、 2、 7、 8号炉，采用的是低速、钢球磨煤机中储式制粉系统，高温炉烟作为煤粉干燥介质，送粉方式为热风送粉（设计温度270℃）。近年来，随着国民经济的增长，电力需求不断提高，电厂附近煤炭资源枯竭。通化地区各电厂将普遍面临着煤炭供应不足的窘境，解决煤炭来源成为首要问题。集团公司经过多方协调为本公司采购大量白音华褐煤，由于该煤具有高挥发分、高水分、高灰分和低发热量的特点，原则上不允许采用中间储仓式钢球磨煤机制粉系统和热风送粉系统。烟煤锅炉掺烧褐煤技术的合理应用，对拓宽电厂燃煤范围，缓解电煤紧张，促进电力工业的发展具有重要的意义和实用价值。
2017 年 5 月份开始掺烧白音华褐煤，现将掺烧过程中存在的问题及产生的原因进行分析，并将防止制粉系统爆炸、防止锅炉结焦、 防止喷燃器及一次风管烧损 等方面的措施总结如下：
一、掺烧过程中存在的问题：
（一）7、 8 号炉 2017 年 10 月、11 月按 10%比例进行掺烧，通过掺烧发现以下问题：
1、制粉系统爆炸
2、锅炉部分一次风管存在爆燃现象。
3、锅炉一次风管喷燃器存在喷口结焦问题。
4、锅炉炉膛结焦问题突出。
（二）1、2 号炉按照 10%、15%、 20%三个比例分别进行混配掺烧，发现以下问题：
1、锅炉炉膛结焦问题同样突出；
2、制粉系统爆炸
3、燃煤混配不均时，导致 1、 2 号吸收塔入口硫超设计值，采取大量补浆方式进行调整，造成浆液中毒，石膏脱水困难；
4、因结焦导致过热器经常发生超温现象；
5、 一次风管存在爆燃现象。
二、 问题产生的原因分析：
1、制粉系统爆炸原因分析
煤粉爆炸的主要与温度、氧量、煤粉浓度有关。由于褐煤具有高水分、易燃、易爆的特点，制粉系统的防爆、干燥出力以及机组出力问题是烟煤锅炉掺烧褐煤后所遇到的普遍性问题，其中尤以制粉系统防爆最为重要。由于中储式热风送粉系统通常采用热风＋再循环作为干燥介质，排粉风机入口（即制粉系统末端）氧量通常为20%左右。在这种情况下掺烧褐煤，如果不能采取有效措施降低制粉系统末端氧量到某一水平，极易发生制粉系统爆炸。
2、 喷燃器及炉膛结焦问题原因：
结焦主要因为煤种变化及其掺烧比例增加。白音华煤灰熔点与其他煤 种相比低，灰成分碱性氧化物含量大，灰熔点下降，容易结焦。
实际运行中，随着白音华煤比例增加，一次风温提高，褐煤着火温度低，燃烧提前，喷燃器区域热负荷高，导致结焦产生。
3、 一次风管爆燃烧红原因：
由于来煤结构不合理，白音华煤掺烧比例增大，煤粉湿度大需要加大一次风量比例，保障一次风管不堵管。但是一次风比例加大促使热风送粉的一次风温、 风量高于设计值达到300℃。本身褐煤着火点 280℃，导致煤粉在一次风管中已经发生燃烧，烧红粉管。
三、采取有效措施：
（一）制粉系统防爆问题采取措施：
根据国内科研单位的试验和《煤粉制备系统防爆规程》规定：“只要保持制粉系统中含氧容积浓度低于15%，则任何煤种都不可能发生爆炸”。以此作为锅炉制粉系统改造计算的依据。锅炉制粉系统改造拟采用增加抽热炉烟来达到掺烧褐煤的目的，从而改变制粉系统干燥介质的成分，以达到降低制粉系统的末端含氧量和提高干燥出力的目的。
1.1、抽热炉烟系统，即在锅炉竖井烟道两侧高温段省煤器入口处的高温烟气区各接引一烟道至磨煤机入口，并在每侧引出的热炉烟道上安装电动截断门，根据实际运行情况调节抽取的热炉烟气量。抽热炉烟系统的工作原理是利用磨煤机入口负压和抽取热炉烟处的负压二者之间形成的压力差，将高温、低氧量的烟气从抽取点处抽出，送到磨煤机入口而进入制粉系统，保持制粉系统中含氧容积浓度低于15%。
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1.2、.重新审批修改制粉系统操作票；
严格控制好磨煤机出口温度不超过 70℃，制粉系统运行必须使用高温炉烟，严禁使用热风及冷风；
1.3、加强制粉系统漏风治理；对风门进行排查，发现关闭时不严密的进行处理或更换。
1.4.、考虑到球磨机停运后连锁开启大气门外界空气极易进入到球磨机内造成爆炸，对球磨机停运后连锁开启大气门逻辑进行了修改；
1.5.严格执行粉仓定期降粉工作，每次粉位降低至 1.5 米，防止煤粉挂壁自燃爆炸；
1.6、正常运行中粉仓温度在 50～55℃范围内，最高不超过 70℃，粉仓要保持高粉位，防止粉位过低造成漏风导致粉仓温度升高；
1.2.7.从保障人身安全角度考虑，禁止球磨机运行中清理大筛子，球磨机停运后方可清理大筛子，防止制粉系统爆炸伤人。
（二）喷燃器及炉膛结焦问题采取措施：
现在锅炉为了控制 NOx 含量，均采用低氮燃烧器，实现分级燃烧。燃烧器区域氧量低于理论空气量，会导致灰熔点降低。
2．1 优化锅炉燃烧调整，分级送入二次风，一次风速保持 22-26m/s，
氧量保持 4-5%（氧量表记定期校验保证准确性），主燃烧区域二次风开大一些，开启周界风 20-30%，提高一次风刚性，防止煤粉贴水冷壁结焦及高温腐蚀；
2．2 调节配风保持火焰中心不偏斜，避免局部缺风和偏烧现象，保证正常水循环；
2．3 严格按规定吹灰打焦，出现受热面管壁超温、减温水量异常增加、锅炉结焦等现象，立即降低锅炉负荷，增加吹灰频次，防结焦恶化；
2．4 发现单个一次风管一次风压力偏高超过 1.5kPa 判断喷口内部结焦时，立即停止给粉机运行，检修通过割管清理结焦，清理干净后投运。
一次风管爆燃烧红问题采取措施：
3.1 、在一次风管管外壁安装温度测点，发现温度偏高采取轮停给粉机冷却方法，
3.2、 发现一次风管烧红时应立即关闭一次风门，防止一次风管烧损；
3.3、 控制球磨机出口温度不低于 55℃，不高于70℃；
3.3 、加强燃料上煤混配工作，防止白音华褐煤集中入炉；
3.4 、适当提高一次风速至 26-30m/s，推迟煤粉着火时间。
（四）锅炉结焦、火焰中心上移导致过热器超温问题采取措施：
4.1、 加强吹灰打焦工作，每班吹灰一次，加强点火孔、 看火孔、 检查孔、打焦孔的检查，发现结焦要及时清除，每班打焦次数不少于 2 次；
4.2 、开大上层二次风，适当关小下中层二次风、 调节控制炉膛负 压及一次风速适当、降低火焰中心位置；
4.3 、必要时减负荷处理，任何情况下都不允许过热器管壁超温。
（五）1、 2 号吸收塔入口硫超设计值，采取大量补浆方式进行调整，造成浆液中毒，石膏脱水困难的解决方法：制定详细的掺烧混配要求：
5.1燃料部要有节奏的控制高硫褐煤及普褐的来量及到厂时间，确保满足生产现场混配掺烧要求，避免发生大量高硫褐煤集中入厂造成卸上煤困难，同时堆放煤场高硫褐煤量不宜过多，防止发生自燃，影响取煤及混配。
5.2燃料调度要针对煤场高硫褐煤实际情况及来车情况，按掺烧比例下达上煤指导书，并经混配小组及值长审核同意后执行。
5.3燃料分场严格按照燃料调度上煤指导书进行高硫褐煤混配上煤，杜绝发生不执行上煤指导书导致高硫褐煤集中入炉情况发生。
5.4发电分场掺烧高硫褐煤期间加强锅炉结焦及锅炉入口硫参数监视，发现锅炉入口硫参数异常变化要及时汇报值长，加强脱硫参数控制，避免采用大量补浆控制出口硫方式，避免发生吸收塔浆液氧化反应不充分造成石膏无法脱出。
5.510万、20万机组的高硫褐煤掺烧必须在煤场与地煤或普褐混合后进行混配入炉，严禁采取分层上煤方式，防止发生混配不均，集中入炉情况。
结论
对采用低速、钢球磨煤机中储式制粉系统，高温炉烟作为干燥介子，送粉方式为热风送粉的锅炉，燃用通化地煤与褐煤惨按一定比例惨烧是一项机理十分复杂的物理、化学过程，与煤质、锅炉结构及锅炉燃烧调整等因素有密切关系，通过具体原因分析并采取有效对策，可以抑制改善锅炉运行工况，提高锅炉高效、安全运行提供有力保障。
参考文献：
[1]吉林电力有限公司二道江发电公司200MW运行规程[S].
[2]黄新元.电站锅炉运行与燃烧调整[Z].煤粉制备系统防爆规程
[3]火力发电制粉系统设计计算技术规定
论文作者:王洪星1,孙淑斌2,沈伟3,邵守学4
论文发表刊物:《电力设备》2018年第18期
论文发表时间:2018/10/14
标签：褐煤论文; 制粉论文; 结焦论文; 风管论文; 锅炉论文; 系统论文; 热风论文; 《电力设备》2018年第18期论文;