关键字：300MW机组； 劣质煤；燃烧技术
1.引言
随着国家供给侧结构性改革逐渐的深入，去产能政策的推进，近年来贵州省内煤炭行业结构调整，导致煤炭供应紧张。参烧劣质煤成为省内各燃煤电厂必须面对的一个选项，在参烧劣质煤后，由于燃烧热值严重偏离设计值，机组在实际运行中出现了制粉系统故障率高、锅炉燃烧不稳、锅炉频繁跨焦跨灰、过/再热器等受热面严重超温、脱销催化剂磨损严重、空预器堵灰严重、捞渣机损坏、电袋除尘器高料位频发、引风机频繁抢风等一系列问题。对于燃煤机组参烧劣质煤后对机组及设备引起的系列影响的分析和对相应燃烧技术的探索成为燃煤电厂必须面对的问题。
2.系统介绍
贵州黔西中水电公司一期工程#1—#4号300MW机组锅炉均为亚临界、自然循环、一次中间再热、“W”火焰燃烧方式、双拱单炉膛、平衡通风、尾部双烟道、固态排渣、露天布置、全钢架悬吊式汽包炉。均完成脱硫系统、脱硝系统改造。
3.煤质现状
参烧劣质煤后，发热量下降为13～16MJ/kg,最低仅为8MJ/Kg多点，灰分高达62.32%，热值远远偏离设计煤种。
4.燃用劣质煤对锅炉运行的影响
4.1机组出力受限、锅炉燃烧不稳
参烧劣质煤直接后果就是煤粉不易着火，炉膛温度低，热量不足而带不起负荷，严重时炉膛燃烧不稳需要投油稳燃，或可能造成灭火事故。
热值最低时负荷只能带130MW，实时煤耗达1000g/kWh以上，燃烧不稳需间断投油稳燃，一个班最高稳燃用油达11吨之多。1号炉2017年03月18日发生一次因煤质差锅炉燃烧不稳导致的熄火。
4.2锅炉频繁垮焦跨灰以及捞渣机损坏
参烧劣质煤后，引起炉膛及屏过结焦、折焰角处积灰，造成锅炉频繁垮焦跨灰，就2017年3月份煤质最差的时候，统计4台共垮焦17次，跨灰9次，其中1号炉垮焦熄火一次，跨大焦堵塞冷灰斗及8.3米打焦孔进行人工除焦6次。
由于锅炉频繁垮焦，造成捞渣机链条断裂、链条脱轨、导轮损坏、刮板断裂变形等故障频繁发生，统计2017年4台炉年第一季度捞渣机故障高达11次。
4.3除灰系统受限
燃用劣质煤时灰分过高，已经超出了输灰系统的出力，导致灰斗高料位频发，出现多个高料位时不得不进行现场放灰及限制机组带负荷来维持输灰系统运行，2017年3月15日1号炉由于输灰系统瘫痪被迫停运。
4.4制粉系统设备损坏及磨煤机制粉不合格
劣质煤中由于矸石多，运行中在磨煤机大罐内堆积、造成负荷重及磨煤机磨损严重，绞龙及绞龙支撑棒损坏、大罐连接螺栓断裂等问题凸显。磨机料位波动及磨煤出力下降，磨煤机的出力不稳、煤粉变粗，影响锅炉的稳定燃烧，水冷壁及屏过高温受热面结焦严重。
4.5汽温不易控制、管壁超温
燃用劣质煤后，灰分含量加大，煤粉燃烬时间需加长。炉膛出口温度升高，汽温不易控制，高温过再热器过热器会发生超温，可能造成高温腐蚀，缩短锅炉寿命。
4.6煤耗和厂用电率上升
煤质趋劣使锅炉燃烧不稳，导致锅炉机械不完全燃烧损失增大，排烟温度和燃烧的过剩空气增加又导致排烟热损失增大，锅炉效率下降，发电煤耗升高。同时制粉系统、除灰、输灰和送风机、引风机等转机电耗增加，厂用电率升高。
5.劣质煤燃烧技术
燃用劣质煤时关键是稳定着火，因为劣质煤碳份很低，火焰短，不易着火，同时由于燃用劣质煤时负荷低，这决定了炉膛温度低，着火点过远，容易断火，因此在燃用劣质煤时稳定燃烧为前提，提高设备的可靠性才能保证锅炉长周期的安全经济运行。
5.1控制合理的氧量
灰分含量加大，煤粉着火推迟及燃烬时间延长，通过控制合理的氧量改善燃烧工况比较明显，最佳过量空气系数随燃烧煤种的燃烧性能下降而减小，当明显感觉煤质变差时，及时调整氧量至2.5～3.5%之间；为了保证锅炉效率及减少锅炉结焦、防止高温腐蚀，当煤质有所好转时，及时将氧量提高至3.5～4.5%。
5.2合理二次风压及二三次风门配比
提高二次压及合理的二三次风门配比，有利于增加炉膛内动力场的稳定及风粉混合，在200MW以下，二次风压不低于0.5KPa，200MW以上，二次风压控制在0.6~1Kpa之间。煤质变差引起的参数变化（氧量上升，实时煤耗上升、汽压下降）时，及时收小送风量，关小二次分风门至40%左右、三次风门55%左右；当发现煤质好转后，在保证锅炉燃烧稳定的前提下，适当增大送风量，开大二、三次分风门保证不缺氧燃烧。
5.3保证合适的一次风速
控制燃用劣质煤时一次风速应控制在合适的范围内，合适的一次风速能控制燃烧器出口的烟气温度和气流的偏转，通过摸索，在200MW以上高负荷时段，磨煤机压力控制不超过3.1Kpa，200MW以下负荷时段，磨煤机出口最低不低于2.2Kpa，锅炉能稳定的燃烧情况下确保锅炉的经济运行。
5.4控制磨煤机出力
对于正压直吹式制粉系统来说，一次风量的大小直接影响煤粉的细度。实际运行中，单台磨机磨煤按照不大于40t/h、出口压力2.2kPa～3.1kPa进行控制。
5.5磨煤机运行中按规定磨矸石及停运筛钢球
控制磨煤机电流按照不超过160A，当超过规定值时进行磨矸石。当磨煤机运行中磨矸石效果差时或者机组停运时，采取停磨筛球的方式将磨煤机内的矸石彻底进行筛选，保证磨煤机在最佳工况运行。
5.6合理的煤粉细度
每周定期进行煤粉细度的跟踪化验监督。定期对磨煤机进行添加钢球、定期清理磨煤机分离器杂物、调整分离器挡板、控制磨煤机出力等方式，保证煤粉细度在8%以下。
5.7合理的炉膛负压
参烧劣质煤后如果炉膛负压偏小，将造成水平烟道大量积灰，形成烟气走廊，影响两侧烟温偏差增大，和局部的受热面超温。因此在煤质差，将炉膛负压设定值设定为-100pa，来提高烟气流速。
5.8加强输灰系统维护及捞渣机定检
加强对电袋除尘器灰位的监督及气力除灰的运行管理，当发生2各以上高料位时，及时降低机组负荷来减轻输灰脱硝的负担，确保输灰系统的正常运行。
由于渣量的增大，加剧了捞渣机的磨损。捞渣机定期检验由过去半个月改为一个星期，当发现异常时，及时处理，确保捞渣机长周期无故障运行。
6.结语
在电煤市场改革推进的情况下，电煤供应趋多元化，对劣质煤的掺烧量不断加大，不断总结劣质煤燃烧中的问题，摸索更为合理的调整方案，保证最大的安全与经济双重效益，通过现场的不断摸索、试验、总结，探索燃用劣质煤燃烧技术，彻底解决了锅炉燃用劣质煤带来的燃烧不稳、制粉系统故障率高、频繁跨焦跨灰、电袋除尘器高料位频发、捞渣机损坏、磨煤机损坏、过热器超温等问题。这将会成为燃煤电厂节能增效的突破口。
参考文献
[1]周强秦.锅炉原理.北京：中国电力出版社,2009.
[2]黄新元.电站锅炉运行与燃烧调整.北京：中国电力出版社,2007.
[3]文红，姚国强，杨光.4×300MW机组锅炉规程.毕节：2010.
论文作者:杨光
论文发表刊物:《科技中国》2017年9期
论文发表时间:2018/2/9
标签：锅炉论文; 炉膛论文; 煤质论文; 机组论文; 制粉论文; 磨煤机论文; 不稳论文; 《科技中国》2017年9期论文;