锅炉变煤种运行的应对措施及经验数据

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[摘要]针对目前电煤市场的现状，燃烧设计煤种是完全不可能的，取而代之的是一些偏离设计煤种的混煤。面对这种情况，许多发电厂都尝试过改变设计煤种，选择了性价比较合理的煤种来代替设计煤种。本文以电力公司变煤种运行的实际经验浅谈一下变煤种运行的可行性以及变煤种运行的应对措施，把取得的变煤种运行经验介绍给同行，达到互相学习的目的。

[关键词]燃煤锅炉；变煤种运行；燃烧稳定；应对措施；经验数据

前 言

近两年来由于煤价的上涨给许多发电厂的经营带来困难，曾经在一段时间内出现了煤炭供应不足或发电成本过高而被迫停机的情况，而勉强运行的发电厂也面临着发电亏损的局面。为此各个发电厂为了确保安全经济运行都在寻找合适的、价格合理的煤源　，从而导致了入炉的煤种繁多，锅炉因煤质频繁变化而发生的各种不安全因素也日益增多，锅炉的安全和经济运行受到威胁，各种指标和参数偏离了设计值，受热面结焦、积灰、爆管等事故发生的频率逐渐增多。为此针对以上情况根据我公司的经验浅谈一下锅炉变煤种运行的可行性以及运行中应采取的应对措施。

一、变煤种运行对锅炉带来的危害

如果设计燃烧烟煤的锅炉改烧褐煤后，那么会导致以下后果：

由于褐煤的发热量较低，制粉系统的出力不能满足锅炉带满负荷的要求，即机组达不到额定出力；

由于褐煤挥发分较高，煤粉在炉膛的燃烧速度加快，局部热负荷过高，一次风喷口和水冷壁容易出现结焦现象；结焦会进一步导致锅炉受热面出现超温和过热，严重者会导致锅炉停炉除焦、受热面大面积爆管等现象；

如果是中间储仓式制粉系统，煤粉仓温度难以控制在正常范围之内，粉仓容易出现自然或着火现象；

由于煤的挥发分升高，停运的制粉系统内部如果存在积粉，则在通风时容易导致煤粉爆炸。

因此，锅炉变煤种运行有一定的局限性，当需要改变煤种时必须首先做各种煤比的掺烧试验，根据试验情况采取应对措施，确保锅炉安全运行。

二、变煤种运行的掺烧试验

褐煤与烟煤的掺烧比例为1：1。掺混后煤的低位发热量为19MJ/kg，可燃基挥发分为41%左右。

第一阶段：维持机组负荷在满负荷进行燃烧调整。将二次风按照“倒塔式”配风布置好，一、二次风速分别保持在30米/秒和50米/秒左右。稳定60分钟后，根据气温的高低和减温水量的多少来调整火焰中心。一般情况下气温比较高，减温水用量比较大，在这种情况下首先采取减少上排增大下排火嘴的给粉量来降低火焰中心，保持低氧燃烧（3%左右），稳定60分钟后，如果减温水总量减少了，排烟温度下降了，而气温能维持在正常值，那么说调整达到目的了，否则继续调整。

第二个阶段：维持机组负荷70%。按照燃烧调整的原则，将负荷均匀地减到70%的额定负荷（此时配风不变），一、二次风速各减少3米/秒，观察各项指标和参数的变化情况后，如果发现气温下降、排烟温度下降，而炉膛燃烧基本稳定，那么把二次风调整为“束腰式”配风，煤粉细度保持不变，稳定60分钟后，如果气温上升到正常值，其他参数如排烟温度、烟气氧量、飞灰可燃物等没有超出正常范围，就不要调整了，这一阶段试验主要以稳定燃烧为主，为下一阶段试验提供数据和经验。

第三个阶段：维持机组50%的额定负荷。在本阶段试验前，准备好4支助燃油枪，以防锅炉灭火。首先适当减少风量，保持烟气氧量在3%左右，再按照自上而下的顺序减少给粉量，当负荷降至60%的额定负荷时稳定1小时，就地观察：炉膛及喷口有无结焦现象，着火距离是否合适（一般200—300mm左右），气温是否正常。如果气温偏低，将配风方式改为“圆柱式”配风，降低一、二次风速（一般减少5米/秒左右），稳定1小时后如果气温回升，那么再把负荷缓慢减至50%的额定负荷，保持氧量5%左右，气温能维持在533℃左右即可，观察炉膛燃烧是否稳定，着火距离维持在200mm左右，飞灰可燃物2%左右即可。如果达不到以上参数，可以再进行燃烧调整，实在不行说明在这个负荷下不适应，将负荷升高一些再进行调整，直到满意为止。在掺烧烟煤时，锅炉的各项指标比全烧褐煤时差一些，如果燃烧稳定安全，各项指标没有大的偏离，那么就达到了掺烧的目的。

三、变煤种运行的可行性及应对措施

设计煤种为烟煤的锅炉掺烧褐煤

1.磨煤机出口温度保持在65℃以下；

2.保持粉仓温度不超过60℃；

3.煤粉细度调整在R90=35%左右；

4.一次风速满负荷时大于35米/秒，适当降低一次风温，保持喷口着火距离大于250mm，否则有可能烧坏喷口和造成锅炉结焦；

5.每个周检查清除制粉系统的积粉，制粉系统备用不能超过8小时，制粉系统停运后通风抽粉时间延长5-8分钟；

6.制粉系统停运后严格监视内部温度变化情况，一旦发现有升高的迹象，立即投入蒸汽消防将整个系统充满蒸汽，10分钟后停止；

7.确保二次风速大于一次风速15米/秒以上，采用“倒塔式”配风，尽量降低火焰中心，防止超温和结焦；

8.停用一次风管时要把存粉吹扫干净，防止积粉自然而烧坏风管。

四、掺烧的经验数据

锅炉采取变煤种运行是在电煤市场的影响下出现的现象，是各个发电厂不得已而采取的举措。锅炉都是按照某一个煤种进行设计的，如果按照设计煤种运行，那么锅炉的安全性和效率也最高。但是经过多次掺烧试验发现，有些锅炉在实际运行中适当偏离设计煤种只要应对措施得当是可行的，因此经过试验得到了以下经验数据，仅供同类机组参考：

设计煤种为烟煤的锅炉掺烧褐煤时不能按照掺烧比例计算，必须用掺混后煤的发热量和挥发分的多少来决定掺煤量，一般情况下掺混后煤的可燃基挥发分不超过38%，低位发热量不低于19MJ/kg时比较安全。

在掺烧非设计煤种的燃煤时，如果负荷峰谷差较大，可以采用分层燃烧的办法来达到高负荷能带满、低负荷燃烧稳定的目的。但这种方法对燃料上煤的时间和负荷的变化要求比较高，否则一旦发生错误锅炉有灭火的危险。