关键词：超超临界锅炉；多煤种掺烧；应用现状
前言
景德镇电厂两台660MW超超临界锅炉为哈尔滨锅炉厂引进日本三菱技术制造的四墙切圆直流锅炉，采用П型布置、单炉膛、改进型低NOx分级送风燃烧系统，炉膛采用内螺纹管垂直上升膜式水冷壁，设计煤种为淮南煤与乐平煤5：5掺烧，为降低发电成本和入厂标煤单价，传统的只掺烧设计煤种的上煤方式已经不再适用，因此需要通过对现阶段多煤种掺烧技术的应用现状进行探究和分析，本文对我厂高水煤、低灰熔点煤、高硫煤及本地低质烟煤等经济煤种掺烧情况进行阐述。
一、电厂锅炉掺烧方式分析
1.1燃前调配，混合燃烧
磨内掺烧一般是在炉前将不同的煤种进行掺混后再进入磨煤机，各台磨煤机内使用的煤质均为掺混煤。对于不同燃烧特性的煤掺混后同时进入炉膛时，各自仍然保持了各自的燃烧特性，彼此之间的影响主要是着火强的煤种会在提前着火过程中使着火区域的温度升高，但两者对最佳煤粉细度的要求彼此保持独立，这一特性给进一步的燃烧优化组织带来困难。为了保证锅炉总体燃烧工况良好只能在燃烧组织方案上采取折中、平衡的燃烧组织方案。磨内掺烧方案良好实施的关键在于掺配的均匀性，如果掺配均匀性不能保证，掺烧效果会大打折扣。
1.2分磨制粉，炉内燃烧
炉内掺烧是在不同的磨煤机使用不同的掺烧煤种，各台磨煤机内的煤种相对较为单一和稳定，在燃烧组织过程中可以根据不同煤种的燃烧特性需要进行煤粉细度调整和配风调整。该方式运行过程中稳定性相对较高，不同煤种之间的掺烧比例比较容易控制和调节，更加容易达到较好的掺烧效果。在条件允许的情况下，建议采用炉内掺烧方式开展掺烧工作。
二、锅炉运行存在问题
目前我厂锅炉运行存在的主要问题是主再热蒸汽温度波动偏大，受热面存在超温现象。调取2019年某天统计数据，全天机组运行负荷区间为300MW~560MW，基本涵盖了机组正主要的运行负荷区间，主汽温度平均值598.7℃，再热蒸汽温度平均值594.4℃。较设计值偏低7~8℃，运行过程中汽温的波动幅度在10~15℃，主再热蒸汽温度全天的汽温水平均低于设计值，造成这一现象的原因是为了防止受热面管壁超温问题。从过热器、再热器的壁温统计分析可以看出，分隔屏、后屏过热器全天持续存在受热面壁温偏高的现象，末级再热器也存在局部壁温偏高的问题。过热器和末级再热器出现壁温偏高区域沿炉膛宽度方向的位置基本上是对应的，分隔屏过热器（二级过热器）、后屏过热器（三级过热器）和末级再热器（二级再热器）分别布置在炉膛出口和水平烟道位置，而受热面壁温偏高部分对应的炉膛位置基本相同，说明造成受热面热偏差的主要原因是烟气侧偏差，即燃烧侧偏差是造成受热面偏高的主要原因。
因此在进行经济煤种掺烧时必须考虑如何控制受热面超温、结焦现象，保证受热面安全可靠。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
三、多煤种掺烧技术应用分析
3.1锅炉多煤种掺烧试验总体技术路线如下：
1）.首先需要对一次风管路的可调缩孔进行检查和检修，保证可调缩孔的性能正常；
2）.通过冷态一次风调平试验将同层燃烧器一次风流量偏差控制在5%以内；
3）.对制粉系统进行详细的特性试验，掌握制粉系统对不同煤种的动态调整特性；
4）.开展针对每个配风挡板调节特性的热态调整试验，确定各挡板在不同工况下的开度调整特性。尤其是同层燃烧器存在明显偏差的情况下，需要针对每个角的燃烧器挡板进行专门的试验。
3.2 高水煤掺烧技术应用
3.2.1存在问题：磨煤机出口温度基本维持在60℃--65℃，锅炉易发生水冷壁、屏过受热面管壁及再热汽温超温，同时为保证制粉出力，一次风机电耗升高，排烟温度升高。
3.2.2解决方案：根据掺烧实验确定高水煤单上E、F仓，能够控制水冷壁壁温在460℃左右，做到锅炉超温基本可控。同时发现燃用同等工业分析数据的蒙煤时，极易造成锅炉炉内大面积受热面超温现象发生，建议在同等条件下高水份煤种尽量采购印尼煤。
3.3低灰熔点煤掺烧技术应用
3.3.1存在问题：1）锅炉设计煤种灰熔点大于1500℃，燃烧切圆直径为9.50米，易产生贴壁燃烧。在掺烧低熔点煤种时锅炉结焦、掉焦现象频发，尤其是锅炉吹灰及夜间低负荷段，极易产生贴壁，大焦集中掉落，造成捞渣机停运现象，主要是燃用灰熔点为小于1150℃的晨昊煤所致。2）炉内局部结焦后热量分布不均匀，易造成锅炉管壁温度超温，水冷壁出现单面墙超温现象，多数在右墙，严重时左右墙温差过50℃以上。3）引风机未进行增容改造，在低低温省煤器部分退出或空预器换热效果差时，因排烟温度上升，引风机出力受限，高负荷时锅炉氧量偏低，加剧结焦。4)过热器、水冷壁AA风区域上方均有挂焦现象，水平烟道内积灰严重，且有颗粒状灰渣出现。
3.3.2解决方案：1）根据掺烧实验确定低灰熔点煤种上C、E仓，结焦情况可控。2）对锅炉的AA风水平摆角进行了就地调整试验，均衡火焰中心，减小水冷壁左右墙温差。
3.4 燃用高硫煤掺烧技术应用
3.4.1存在问题：1）高温腐蚀现象较严重，主要集中在锅炉燃烧器附近水冷壁、分隔屏、后屏、末过部位。2）高硫煤和高水份煤种掺烧后SCR入口NOx浓度升高，超出锅炉设计值要求，低负荷高氧量时可达500.00mg/Nm3左右，造成喷氨量增大，特别是低负荷排烟温度低时硫酸氢氨生成沉积，易引起空预器堵塞，引风机失速。
3.4.2解决方案：1）控制入炉煤的硫分含量不超过1.10%，单仓控制不超过1.40%，高温腐蚀现象基本在可控状态。2）要求运行人员严格执行NOx排放小时均值不低于35.00mg/Nm3，做好喷氨调整。
四、多煤种掺烧经济效益分析
我厂2019年完成掺烧经济煤种127.60万吨，其中高硫煤24.84万吨（含硫1.50%及以上的8.40万吨），累计全年标煤单价下降2.42元/吨，降低全年采购标煤单价1.72元/吨，节约燃料成本约501.00万元；掺烧乐矿等低质煤10.10万吨，累计全年标煤单价下降3.91元/吨，降低全年采购标煤单价2.78元/吨，节约燃料成本约810.00万元；掺烧高水煤（含低灰熔点）109.10万吨，累计全年标煤单价下降1.48元/吨，降低全年采购标煤单价1.05元/吨，节约燃料成本约307.00万元。通过配煤掺烧，全年累计节约燃料成本1617.00万元。
总结
综上所述，随着现代科学技术的不断进步和成熟，我国的电厂发电工作也得到了极大的改善，多煤种掺烧技术直接影响着电厂的发电效率和经济效益，只有加大对经济煤种掺烧技术的研究和开发工作投入更多的专业人才，在不断的掺烧实验记录总结下，将为电厂锅炉运行带来安全性和稳定性的提升，并在此基础之上通过对多煤种掺烧技术的突破与创新，将最终实现电厂安全、经济、可靠的发电。
参考文献
[1] 梁建英. 电厂锅炉混煤燃烧技术应用现状及分析[J]. 城市建设理论研究(电子版), 2018(30).
[2] 熊显巍. 大别山电厂600MW超临界锅炉燃用混煤的计算特性及配比优化研究[D]. 上海发电设备成套设计研究院, 2009.
[3] 周奎应. 超临界机组从基建到投产锅炉“四管”安全防治[J]. 中国特种设备安全, 2010(6).
论文作者:吴涛 程鸿
论文发表刊物:《中国电业》2019年第21期
论文发表时间:2020/4/15
标签：锅炉论文; 电厂论文; 熔点论文; 炉膛论文; 结焦论文; 技术论文; 水冷论文; 《中国电业》2019年第21期论文;