（华电国际电力股份有限公司莱城发电厂 山东莱芜 271100）
摘要：很多火力发电厂实际燃烧煤种与设计燃用煤种存在差异，同时各电厂根据自身情况采用了配煤掺烧。由于掺烧煤种及制粉系统的特性，在启停磨及运行过程中，爆燃现象时有发生，给磨煤机的运行带来安全隐患。为了避免爆燃风险，很多电厂不得不降低磨煤机出口温度。该方案不仅会影响磨煤机干燥出力的提升和锅炉热效率的提高，在雨季煤潮湿的情况下，甚至影响负荷跟随性。制粉系统掺炉烟防爆技术通过控制燃烧三要素中的“助燃物”，减少制粉系统中O2 含量，从而杜绝制粉系统的爆燃现象的发生。
关键词：制粉系统；爆燃；掺炉烟；安全稳定运行；启停磨；自燃
1.概述
目前，受煤种及制粉系统特性的影响，火力发电厂中制粉系统在磨煤机正常运行及启停磨煤机期间一直存在爆燃隐患。随着生产管理形势日趋严峻，电厂对安全生产提出更高要求。为了降低制粉系统爆燃、放炮等不安全事件的发生，电厂多采用限制磨煤机出口温度的措施来保障制粉系统的安全运行。该措施导致磨煤机干燥出力降低，从而降低磨煤机出力，增加制粉单耗，而且，限制了通过提高一次风温来提高锅炉效率、降低飞灰含碳量。如何通过技术升级和技术创新来提高制粉系统的安全性，提高制粉和燃烧系统的经济性，显得越来越重要。
根据《火电厂煤和制粉系统防爆设计技术规程》以及《大型煤粉锅炉炉膛及燃烧器性能设计规范》的防爆技术要求：“无烟煤制粉系统内的设备和部件可不采取防爆措施；除无烟煤的其他煤种应采取防爆措施。”本文提出应用制粉系统掺炉烟技术解决制粉系统爆燃问题，该技术使制粉系统在启动、切换、停运和正常运行等所有工况下均处于惰性气氛中，目标值为在磨煤机机内或设备末端湿气混合物中的最高允许氧含量：烟煤≤14%、褐煤≤12%。掺入烟气后可有效控制制粉系统内氧气含量，同时可提高制粉系统温度，提高磨煤机出力。
2、改造内容
以某电厂335MW机组为例进行研究，该厂4×335MW机组3号炉为上海锅炉厂制造，采用了美国CE燃烧工程公司的引进技术，型号为SG-1025/17.44-M844型。锅炉为亚临界中间一次再热控制循环汽包锅炉，该锅炉为单炉膛、平衡通风、固态排渣、四角切圆燃烧方式，设计燃煤为高挥发份烟煤，点火、助燃用油为#0柴油，采用正压直吹式制粉系统。制粉系统配置三台BBD4060双进双出磨煤机系统。每台磨煤机的一端带四角一层一次风喷嘴，对应的一层燃烧器，一台磨煤机带两层一次风喷嘴，三台磨煤机带六层一次风喷口，正常工况下投三台磨煤机带MCR工况。
制粉系统掺炉烟技术设计思路是，将锅炉尾部的低氧炉烟通过管道，输送到磨煤机入口参与磨煤机煤粉烘干、输送，最后送入炉膛内参与燃烧。主要涉及烟气抽取位置的选择、安装增压风机、管道加工安装、风量调节闸板安装等工作。该厂#3炉研磨烟煤的磨煤机，烟煤挥发份高，要求磨煤机出口温度一般低于80℃，烟气的抽取位置为引风机出口处。信号测量部分的主要作用是：增加一些必要的信号，为控制系统提供信号支持。增加信号有：炉尾烟气CO含量信号测量、烟气抽取流量测量、磨煤机入口氧量测量、烟气温度测量、烟气压力测量。
本项目通过制粉系统掺炉烟和制粉燃烧协调优化控制两个手段实现：一是通过制粉系统掺入低氧炉烟，将煤粉磨制和输送过程中干燥剂的氧浓度控制在安全范围内，根除爆燃隐患，保证磨煤机和输粉系统的安全运行。二是将炉烟风门控制纳入到制粉系统整体控制策略，通过热风门、冷风门、炉烟掺入门、给煤量协调统一优化控制，整体优化调节炉烟掺入量、磨内氧量、出口温度、磨煤机料位等参数，同时满足三台制粉系统在不同启停运转和冷热风参配工况下的炉烟掺入量，如：低负荷、满负荷、磨煤机启停、煤种变化等，在保证制粉系统安全的前提下，通过掺烟-制粉-燃烧的协调优化控制，将三台制粉系统的炉烟掺入量始终维持在安全、经济和环保的最佳平衡点，控制好制粉系统爆燃的三要素：①制粉系统内部有合适浓度的煤粉；②制粉系统内部有充足的氧气含量；③制粉系统内部有杂物燃烧或自燃的煤粉中的氧气含量即可杜绝爆燃，提高制粉系统和燃烧系统的安全、经济和环保性。
3、成功案例
典型案例：
案例一：华电章丘发电有限公司一期12.5万机组制粉系统掺炉烟（低温炉烟 热风送粉）
章丘电厂1、2炉是中储式热风制粉系统，锅炉运行过程中发现，存在NOx过高、磨煤机干燥出力不够等问题，经过设计论证，该机组将引风机出口的炉烟抽取，掺入磨煤机入口以三次风形式送入炉膛，成功解决上述问题。改造后，解决掺烧烟煤时的制粉系统防爆问题。
案例二：滕州新源热电有限公司一期12.5万机组制粉系统掺炉烟（低温炉烟 乏气送粉）后，有效解决制粉系统爆燃问题，不同工况下NOx降低幅度在10%左右。
4.结束语
制粉系统掺热炉烟后，提高了制粉系统对磨制不同煤种的适应能力，使锅炉对燃煤的选择性更大，电厂可采购煤价相对较便宜的原煤，降低电厂燃煤成本。
参考文献：
（1）西安电力工业出版社出版的《锅炉设备及运行》及厂发资料
论文作者:曾良良
论文发表刊物:《电力设备》2018年第25期
论文发表时间:2019/2/13
标签：制粉论文; 系统论文; 磨煤机论文; 锅炉论文; 烟气论文; 电厂论文; 烟煤论文; 《电力设备》2018年第25期论文;