摘要：针对某厂陆续燃用与设计煤种特性差异较大的高挥发分高水分褐煤的现状，对褐煤煤种特性进行分析，探讨中速磨在燃用高挥发分高水分褐煤过程中存在的问题，立足于该厂600MW机组实际运行情况，提出燃用褐煤的安全技术措施。
关键词：褐煤；超临界；高挥发分；高水分；措施
0 引言
近年全国煤炭供需平衡偏紧，各环节库存下降，电煤价格高位上涨，煤电企业电煤成本大幅攀升，大部分发电集团煤电板块持续整体亏损，发电行业效益大幅下滑[1]。各大煤电企业开始采购并燃用低热值褐煤以降低成本，但褐煤具有高挥发分、高水分的特点，实际运行中极易发生着火内爆等安全问题。因此，分析燃烧褐煤对锅炉运行的影响，以及探讨总结660MW超临界机组燃烧褐煤时的控制策略，可以有效地确保机组在燃用褐煤时安全运行，并对同类型机组在燃用此煤种时有着极其重要的参考价值。
1 机组概况
某厂一期机组锅炉为超临界参数变压运行螺旋管圈直流炉，型号为SG-1913/25.4-M956，单炉膛、一次中间再热、采用四角切圆燃烧方式、平衡通风、固态排渣、全钢悬吊Π型结构、露天布置燃煤锅炉。炉前布置六台上海重型机械厂生产的HP1003型中速磨煤机，锅炉采用冷一次风机正压直吹式制粉系统。每台磨煤机出口四根煤粉管道接一层燃烧器。五台磨煤机就可满足BMCR负荷，其中一台备用。
每台锅炉设24只直流式燃烧器分6层布置于炉膛下部四角，煤粉和空气从四角送入，在炉膛中呈切圆方式燃烧。燃烧器的上部设有SOFA风，以降低炉内NOx的生成量。尾部烟道下方设置两台三分仓容克式空气预热器。炉底排渣系统采用机械除渣方式。
2 褐煤特性分析
根据文献[2]，褐煤是煤化程度最低的煤种，它是泥炭沉积后经脱水、压实转变为有机生物岩的初期产物，从其典型特征来说属于高挥发分、高水分、极易着火和燃尽、易结渣的煤。该厂2016年下半年开始试烧某褐煤，该褐煤和锅炉设计煤种煤质对比如表1所示。
3 燃用褐煤带来的问题
该厂的设计煤种为烟煤，制粉系统也据此选型，采用直吹式中速磨，现考虑经济效益燃用偏离设计值较大的煤种，势必带来一系列问题。
一、锅炉出力受限
燃用正常煤种时，制粉系统出力可达56t/h，燃用褐煤时，因水分较大，给煤量至40t/h左右时，磨煤机热风调整门已全开，冷风调整门已全关，干燥出力到达上限。制粉系统出力受限，必然会导致锅炉出力受限。
二、制粉系统着火和爆炸
褐煤的高挥发分性、易燃性使褐煤在燃用过程中极易出现着火和爆炸。制粉系统的着火和内爆也是煤电运行长期存在的问题，以往的研究表明[3]，以下4个环节极易导致制粉系统自燃、内爆：1、磨煤机出口温度过高，易发生煤粉自燃、磨煤机着火或内爆等事故；2、磨煤机出口温度过低，煤粉因结露而粘在一次粉管内，引起积粉自燃；3、石子煤排放温度过高，清理不及时，容易引起石子煤自燃、着火；4、制粉系统启停期间，吹扫时间过短或风量、温度控制不当，容易引起磨煤机或一次粉管着火、内爆。
三、受热面结焦加剧
褐煤的挥发分高，着火点温度低，着火点提前，容易在燃烧器喷嘴附近结焦。褐煤灰熔点也低于设计煤种，易使锅炉受热面结焦。
四、煤场管理难度增大
褐煤的挥发分较高，堆放时间稍长，煤场易出现自燃现象，也易造成热值损失。
4 安全技术措施
4.1 防止出力受限
（1）白班燃用正常煤种，中、夜班视情况选择1至2仓制粉系统上褐煤，其余制粉系统上高热值煤种；
（2）褐煤上煤采用低煤位多次上仓的方式，把握燃用时间，可视电网负荷及时调整煤种。
4.2 防止制粉系统着火和爆炸
（1）原煤仓温度超过65℃，用常用煤种替换当前煤种并将巡检测温时间由2小时一次改为1小时一次；
（2）磨煤机出口温度正常控制在58～65℃，原则上不低于55℃。褐煤普遍水份较大，正常运行时，应根据干燥出力决定制粉出力，出口温度不得低于露点温度；
（3）加强对制粉系统的入口风温的监视，控制磨煤机入口风温不大于300℃；
（4）巡检每两小时对易积粉自燃部位进行温度测量，并将数据记录于巡检本，若各粉管相同位置温度偏差±5℃以上时，立即汇报单元长停磨并通知维护处理。
（5）原则上不直接启停燃用褐煤的制粉系统，有计划启停前应将煤种换成常用煤种，启停制粉系统时入口风温小于200℃。如急需停运，磨煤机停运时需大风量吹扫，必须对停运制粉系统加强巡检，监视煤仓温度，严防自燃现象发生；
（6）对于褐煤种有缺陷必须停运处理的，停运前需逐渐降低给煤量至最低煤量并控制磨煤机出口温度不超过65℃，给煤机停运后，应逐渐开足冷风调整门，保持磨煤机风量＞71.5t/h，运行10min以上。
（7）制粉系统启停前，集控人员及时通知附近工作人员、石子煤排放人员、保洁人员等及时回避，禁止在制粉系统启停过程中逗留和在附近工作；
（8）加强可调缩孔、煤粉管弯管、分配器、膨胀节等煤粉易积聚、易漏粉部位的巡检，发现有漏粉现象应立即通知维护及检修人员进行封堵，并及时清理现场的煤粉。
4.3 防止受热面结焦
（1）合理分配一、二次风的配比，重点关注周界风开度及二次风与炉膛差压，每两小时对燃烧器本体、水冷壁、屏式过热器结焦结渣的情况进行检查；
（2）根据排烟温度等参数变化，适当调整吹灰频率，对于严重结焦时应根据捞渣机驱动油压进行手动吹灰；
（3）严密监视主再热汽温、排烟温度、受热面壁温、空预器电流、炉底水封水位等参数；
（4）集控与脱硫运行人员需加强联系，需注意捞渣机出渣量及驱动油压等运行情况。
4.4 其他技术措施
（1）煤仓煤位控制不超过12米；
（2）在磨煤机出口粉管上加装温度测点，对出口温度进行实时监控，避免粉管堵塞积粉 造成煤粉自燃；
（3）对制粉系统加装惰化蒸汽系统。
5 结束语
从该厂#1、#2 660MW机组燃用褐煤时的成功运行经验来看，只要研究清楚褐煤的煤种特点，制订好燃用褐煤的安全技术措施、解决制粉系统的安全运行问题，完全可以保证机组安全、稳定、经济地运行，让褐煤的价格优势成为煤电机组提质增效的利器。
参考文献：
[1]《中电联2017年上半年全国电力供需形势分析预测报告》
[2]冯蕾，武俊平.我国电力行业褐煤利用探讨.应用能源技术，2010（10）：4-8.
[3]王小龙.1000MW 超超临界机组燃烧印尼煤控制策略探讨〔J〕.锅炉制造，2012（4）：01-04.
作者简介：
张磊（1989-），男，江苏盐城人，助理工程师、高级工，从事660MW燃煤火电机组的生产工作。
论文作者:张磊
论文发表刊物:《电力设备》2018年第18期
论文发表时间:2018/10/17
标签：褐煤论文; 制粉论文; 系统论文; 温度论文; 机组论文; 结焦论文; 锅炉论文; 《电力设备》2018年第18期论文;