600MW直吹式锅炉掺烧印尼煤应用
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【摘 要】 近几年受电煤供应紧张等因素影响，国内燃煤发电机组普遍燃用非设计煤种的混煤，本文通过混煤燃烧技术实践与研究，介绍了掺烧高挥发印尼煤种经验，解决实际生产中的问题。
【关键词】 直吹式锅炉 混煤掺烧燃烧系统 优化调整 印尼煤
1 设备概况
1.1 概述
600mw的超临界对冲直流锅炉属超临界参数变压直流本生型锅炉，锅炉采用一次中间再热、单炉膛、尾部双烟道的基本结构，烟气挡板可以调节再热汽温，平衡通风、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构、露天布置。锅炉总体布置图示于图1。
锅炉炉膛宽度19419.2mm，炉膛深度15456.8mm，炉膛高度67000mm，容积17580m3炉膛壁采用膜式壁组成。炉膛上部为垂直管圈，同时布置有分隔屏过热器、后屏过热器、高温再热器；炉膛下部周围布置螺旋管圈。后烟井延伸部分组成水平烟道，连接末级过热器。后烟井部分有低温再热器和省煤器。在过热器之间分别布置有蒸汽喷水减温器、事故喷水减温器。
1.2 锅炉设计煤种及特性（如表1）
1.3 燃烧设备
本型号的锅炉的燃烧系统采用对冲燃烧。36只低NOx轴向旋流燃烧器喷口，16只燃尽风喷口，总计52个喷口。采用的是HT-NR3旋流燃烧器，前后墙主要采用的对冲燃烧。每面墙3层，每层四个燃烧器，共12个。每个燃烧器都配有一阀双枪控制的小出力点火油枪，前后墙个布置一层燃尽风口，以实现分阶段按需求送风，组织合理的炉内气流结构，防止火焰贴墙，是燃烧更加完全。燃烧器布置图示于图2。
在型号的燃烧器中，空气燃烧后被分为三部分，分别是直流一次风、直流二次风、旋流三次风。
制粉系统采用的是双进双出钢球磨煤机冷一次风正压吹式制粉系统，每个锅炉配备6台磨煤机，5台运行1台备用。磨煤机出煤细度为200，目测过筛量达70%。
印尼煤的可燃基挥发份高达40～50%，属于高挥发份褐煤，含水量达20～30%，具有易自燃、易爆炸、流动性较差的特点，兄弟厂进行掺烧时其制粉系统已多次发生着火、爆炸现象，并曾有造成锅炉黑火案例。印尼煤煤质特性掺烧如表2。
2.1 防止制粉系统爆炸、粉管、燃烧器烧损的运行技术措施
煤粉爆炸的主要原因是煤缓慢氧化，产生可燃气体，可燃气体与空气混合，达到一定浓度比例后遇火发生连锁爆炸。煤粉的爆炸需要3个基本条件，即可燃物的存在、合适的氧浓度和足够的点火能量。
（1）入炉煤掺混要求：印尼煤应在炉前掺混后入炉，掺混煤的分析基挥发份按20%左右控制（不得超过25%）；（2）加强制粉系统粉管、分离器、回粉管等设备巡视，及时发现并消除漏粉与积粉，防止积粉自燃。（3）正常运行中磨煤机入口温度最高不超过260℃（当磨煤机出口温度偏低时，可以适当提高），分离器出口温度控制在60～75℃，不得低于55℃；控制一次风速不低于22m/s，以增强一次风的携带煤粉能力；（4）暖磨过程中控制分离器出口温度不超过65℃；（5）启、停制粉系统和给煤机断煤时，分离器出口温度不超过80℃，在启、停磨过程中严禁大幅度开、关负荷风门；（6）任一侧给煤机断煤时间超过30分钟或分离器出口温度超过90℃时，应停止相应制粉系统运行；（7）燃用印尼煤制粉系统非特殊情况应保持连续运行，尽量避免反复启、停；（8）燃运应保证原煤仓不空仓，监屏人员应加强原煤仓煤位监视，根据煤位情况及时停运给煤机，以杜绝原煤仓空仓现象。（9）适当开大磨煤机分离器折向挡板（上挡板至35%～40%，下档板至75%左右），以提高煤粉细度；（10）磨煤机料位控制在300～500mm。（11）磨煤机停止操作：1）提前3min投入惰化蒸汽；2）关闭给煤机上闸板门，走空给煤机后，停运给煤机，确认给煤机下闸板门可靠关闭；3）控制粉管一次风速在22m/s以上，关小热风调门，开大冷风门，控制分离器出口温度在80℃以下；4）确认磨煤机已吹空后停运磨煤机，关闭磨煤机热风门，开大冷风门和旁路风门，通风冷却10min；5）通风结束后，关闭磨煤机各风门档板；6）注意监测停运磨煤机的出入口温度变化，定期巡视磨煤机本体、分离器、粉管等部位，发现异常应投入惰化蒸汽。（12）当发生以下情况时（但不限于），立即投入惰化蒸汽，紧急停运磨煤机：1）粉管着火，膨胀节已烧红；2）制粉系统爆炸；3）漏粉特别严重时；4）给煤机着火；5）发生电机冒烟、减速机振动异常增大、减速机冒烟、联轴器断、保护拒动等满足制粉系统紧急停运条件时。（13）当制粉系统发生故障，但短时内不会对设备造成损坏时，申请紧急停运磨煤机： 1）磨煤机入口、热风盒、落煤管等处往外喷火星时，立即投入惰化蒸汽，10min后抽空余粉停运磨煤机；2）制粉系统漏粉、减速机振动大、减速箱温度高、转动部件振动/温度超标。3）确认该制粉系统无法在4小时内启动，值长联系检修人员将给煤机内存煤彻底清理。（14）以下情况应投入磨煤机惰化消防蒸汽：1）给煤机发生断煤、跳闸等现象，分离器出口温度超过90℃时，须立即投入惰化蒸汽系统，至磨煤机料位>200mm后退出惰化蒸汽。2）每次启动磨煤机前，应投入惰化蒸汽，至磨煤机料位>200mm后退出惰化蒸汽。3）磨煤机事故跳闸或紧急停运后，应投入惰化蒸汽10～15min。4）停止磨煤机前应提前3min投入惰化蒸汽，严格按要求控制磨煤机出口温度，关闭给煤机上闸板门，将煤走空后停止给煤机运行，应确认给煤机下闸板门可靠关闭。
2.2 防止锅炉结焦的技术措施
（1）加强捞渣机运行和炉底排渣情况的检查，发现轻微结焦应及时进行处理，并增加吹灰次数；（2）加强锅炉吹灰管理，保证吹灰系统正常运行，并视结焦程度适当增加吹灰次数；（3）当锅炉结焦情况存在明显发展趋势时，应改变入炉煤的掺烧煤种，并加强吹灰，否则应降低负荷运行；（4）尽量提高一次风速（不低于22m/s）。（5）控制空预器进口氧量不低于3%。
3 掺烧印尼煤的结论
通过实践证明，我电厂磨煤机掺烧印尼煤时，锅炉和磨煤机可安全稳定运行，机组可安全经济稳定运行，而且对抑制锅炉结渣、减少捞渣机负荷，降低空预器入口烟温，提高空预器安全稳定性有利，但在锅炉进行配煤优化时，要保证配煤的发热量接近设计煤种，否则影响锅炉的效率及出力，且对锅炉的安全运行不利。
4 结语
混煤掺烧具有很现实的意义，通过合理的配煤和实践，优化煤种掺烧能够实现电厂锅炉运行的有关需求，包括煤种的热值和经济性、锅炉参数和环保要求以及改善锅炉结焦等方面，并给电厂带来很好的经济和社会效益。
参考文献：
[1]蒋建刚，李永玲，张春发.扬州电厂超临界600MW 机组锅炉燃烧调整的试验研究[J].热力发电，2009，38（11）：73-78.
[2]翟德双，张建华.600MW机组超临界直流锅炉燃烧调整[J].安徽电气工程职业技术学院学报，2008，13（01）：67-70.