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文檔簡介
1、煤質(zhì)變化對鍋爐熱效率和煤耗的影響自04年以來,隨著中國經(jīng)濟(jì)的高速增長和電煤需求的大幅增加,煤炭市場逐步進(jìn)入了賣方市場,煤價一路攀升,電煤供應(yīng)日趨緊張,在07年末08年初達(dá)到頂峰,發(fā)電用煤面臨著量少質(zhì)差的雙重壓力。煤的種類及煤質(zhì)對鍋爐燃燒設(shè)備的結(jié)構(gòu)型式、受熱面布置、運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性和安全性都有很大影響,煤質(zhì)改變或煤質(zhì)下降將給鍋爐熱效率乃至整個電廠帶來嚴(yán)重問題,鍋爐熱效率的下降直接導(dǎo)致機(jī)組發(fā)電煤耗的上升,造成電廠經(jīng)濟(jì)效益的下降。 一、煤質(zhì)變化對鍋爐燃燒的影響廣義上講煤的工業(yè)分析主要包括水分、灰分、揮發(fā)分、固定碳、硫分和發(fā)熱量,分析這些指標(biāo)變化對鍋爐運(yùn)行的影響有著重要意義。鍋爐按照設(shè)計(jì)煤種來燃燒可以達(dá)到最
2、佳的熱效率,如果煤質(zhì)偏離鍋爐設(shè)計(jì)參數(shù)則會對鍋爐燃燒工況產(chǎn)生較大影響。1、水分的影響 水分的存在不僅使煤中可燃質(zhì)含量相對減少,降低了發(fā)熱量,還會因受熱蒸發(fā)、汽化而消耗大量的熱量,導(dǎo)致爐膛溫度降低,煤粉著火困難,排煙量增大,增加了廠用電率,同時,增大了輸煤系統(tǒng)堵塞的機(jī)率。水分高,會降低爐內(nèi)溫度,使著火困難燃燒不完全,機(jī)械和化學(xué)不完全燃燒熱損失會增加。水分會吸熱變成水蒸氣隨同煙氣排除爐外,增加煙氣量而使排煙熱損失增加,降低鍋爐熱效率,同時使引風(fēng)機(jī)電流增大,也為低溫受熱面積灰、腐蝕創(chuàng)造了條件。根據(jù)有關(guān)資料,煤中的水分每增加5%,由于排煙熱損失而使鍋爐效率下降0.5%左右。2、揮發(fā)分的影響在煤的燃燒中,
3、揮發(fā)份是最為重要的指標(biāo),揮發(fā)分在較低溫度下能夠析出和燃燒,隨著燃燒放熱,焦碳粒的溫度迅速提高,為其著火和燃燒提供了極其有利的條件,另外揮發(fā)分的析出又增加了焦碳內(nèi)部空隙和外部反應(yīng)面積,有利于提高焦碳的燃燒速度。揮發(fā)份越高,煤越容易燃燒,燃盡效果也最好,煤粉著火提前,火焰中心下移,有利于鍋爐水冷壁輻射吸熱,可以降低排煙溫度水平,有利于提高鍋爐熱效率降低發(fā)電煤耗。揮發(fā)份含量降低時,煤粉氣流著火溫度顯著升高,著火熱隨之增大,著火困難,達(dá)到著火所需的時間變長,燃燒穩(wěn)定性降低,火焰中心上移,爐膛輻射受熱面吸收的熱量減少,對流受熱面吸收的熱量增加,尾部排煙溫度升高,排煙損失增大。3、灰分的影響燃料中的灰份在
4、燃燒過程中不但不能放出熱量而且還要吸收熱量。因此,灰份含量越大,發(fā)熱量越低,容易導(dǎo)致著火困難和著火延遲;同時爐膛燃燒溫度顯著降低,煤的燃盡度變差,造成飛灰可燃物高?;曳莺吭龃?,碳??赡鼙换覍影?,碳粒表面燃燒速率降低,火焰的傳播速度減小,造成燃燒不良;另外飛灰濃度越高,使鍋爐受熱面特別是尾部的省煤器、空預(yù)器受熱面的磨損加劇。排灰量增加,也使得除塵費(fèi)用及廠用電上升,同時飛灰和爐渣的熱物理損失變大,從而降低了鍋爐的效率?;曳置吭黾?%,理論燃燒溫度平均降低約5度,因而使煤粉著火發(fā)生困難,引起燃燒不良,甚至爆燃,熄火。統(tǒng)計(jì)資料顯示,平均灰份若從13%上升到18%,鍋爐強(qiáng)迫停運(yùn)率將從1.3%上升到7
5、.5%。4、熱值的影響發(fā)熱量是反映煤粉燃燒好壞的一個重要指標(biāo)。當(dāng)煤的發(fā)熱量下降到一定程度時,不僅會引起燃燒不穩(wěn)定、不完全,而且可能導(dǎo)致鍋爐滅火等故障。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,燃煤的低位發(fā)熱量下降1 mj/kg,廠用電率將提高0.5%。此外燃煤發(fā)熱量下降對鍋爐機(jī)組的可用率影響巨大。美國電力公司的一項(xiàng)研究表明,美國全國燃煤機(jī)組10年間,燃煤平均發(fā)熱量從27.328mj/kg下降到24.65 mj/kg,可用率下降了13%。5、硫分的影響煤中含硫量大時,容易引起水冷壁高溫腐蝕,鍋爐尾部煙道、省煤器、空氣預(yù)熱器等處的低溫腐蝕,造成鍋爐爆管,影響鍋爐安全運(yùn)行。二、煤質(zhì)變化對我廠機(jī)組經(jīng)濟(jì)性的影響1、 煤質(zhì)變化對機(jī)組
6、廠用電率的影響我廠設(shè)計(jì)煤種均為優(yōu)質(zhì)煙煤,近幾年入廠煤相對鍋爐設(shè)計(jì)煤種發(fā)生了較大變化,下表為07、08年入爐煤煤質(zhì)統(tǒng)計(jì)。1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月全水分8.788.629.088.78.568.678.939.178.719.788.568.92干燥基揮發(fā)分32.233.934.4836.333.930.832.5631.931.432. 930.229.4空干基灰分29.627.426.5427.827.926.624.825.925.724.327.126.2全硫1.521.691.811.911.891.831.891.961.962.061.931.85低位熱
7、值20.221.021.0720.820.821.5621.921.5121.721.921.521.9 表一07年煤質(zhì)數(shù)據(jù)表二08年1-8月份煤質(zhì)數(shù)據(jù)1月2月3月4月5月6月7月8月全水分9.39.219.379.39.339.610.410.07干燥基揮發(fā)分23.525.122.519.62019.1520.9523.22空干基灰分27.2732.6531.0334.4235.2633.7836.5733.88全硫1.681.521.341.841.621.922.041.80低位熱值21.0819.819.318.5818.1517.417.7718.06圖1 入爐煤工業(yè)分析成分變化圖從
8、以上煤質(zhì)報(bào)表可以看出,08年煤質(zhì)與07年相比,差距較大,水分平均上升近1%,揮發(fā)分下降8%,灰分上升8%,低位熱值下降3mj/kg,從工業(yè)成分分析看,煤質(zhì)較差。劣質(zhì)煤灰分高,熱值低,同樣出力條件下鍋爐燃煤量增加,300mw負(fù)荷下我廠鍋爐設(shè)計(jì)燃料消耗量一期為125.5 t/h,二期為 121.43t/h,由于煤質(zhì)下降,滿負(fù)荷下的燃煤量增加到160-170t/h,最高時180 t/h。由于煤質(zhì)嚴(yán)重偏離設(shè)計(jì)值,使鍋爐運(yùn)行參數(shù)偏離經(jīng)濟(jì)運(yùn)行范圍。機(jī)組煤量高,鍋爐總風(fēng)量也隨之升高,制粉系統(tǒng)及六大風(fēng)機(jī)出力均比同等工況下升高,燃料上煤時間延長,入爐煤灰分的上升,使鍋爐除灰除渣系統(tǒng)也不堪重負(fù),負(fù)壓飛灰系統(tǒng)基本是
9、全天運(yùn)行,除渣工作量也增加近一倍。今年前8個月較去年同期增加廠用電量1325萬kwh,廠用電率升高約0.3%,使煤耗升高1g/kwh。2、#3、#4機(jī)組脫硫投運(yùn)后對廠用電率的影響我廠二期脫硫自去年下半年投入運(yùn)行后,機(jī)組廠用電率明顯上升。今年前8個月脫硫用電量3198萬kwh,廠用電率增加約1.16%,使供電煤耗增加3.8 g/kwh。3、煤質(zhì)變化對鍋爐效率的影響根據(jù)鍋爐熱效率反平衡計(jì)算公式,鍋爐熱效率=100-排煙熱損失q2-化學(xué)不完全燃燒熱損失q3-機(jī)械不完全燃燒熱損失q4-散熱損失q5-灰渣物理熱損失q6。從實(shí)際運(yùn)行情況看,化學(xué)不完全燃燒熱損失q3、散熱損失q5、灰渣物理熱損失q6在煤質(zhì)發(fā)
10、生變化時變化很小。對鍋爐效率影響較大的主要是排煙熱損失q2和機(jī)械不完全燃燒熱損失q4。由于入爐煤水分上升1%,使排煙溫度升高,排煙熱損失增大而使鍋爐效率下降0.1%?;曳值拇蠓咭彩瑰仩t排煙熱損失升高,隨著灰分的上升,入爐煤熱值相應(yīng)降低,今年熱值與去年比較平均下降3mj/kg,同等工況下煤量、風(fēng)量增加,鍋爐排煙熱損失、機(jī)械不完全燃燒熱損失明顯升高,鍋爐熱效率下降約1.6%。另外揮發(fā)分的明顯下降也使飛灰含碳量和大渣含碳量增高,機(jī)械不完全燃燒熱損失增大,據(jù)統(tǒng)計(jì),今年飛灰可燃物較去年升高0.3%,使鍋爐效率下降0.108%。因煤質(zhì)下降使鍋爐熱效率下降約1.81%,使發(fā)電煤耗上升5.4g/kwh。8
11、月份#1-#4爐供電煤耗高達(dá)350.75g/kwh,比去年同期升高6.3 g/kwh。結(jié)論:#1、#2爐因煤質(zhì)變差鍋爐熱熱效率下降1.81%,使發(fā)電煤耗增加5.4g/kwh,廠用電率升高使供電煤耗增加1g/kwh,合計(jì)使機(jī)組供電煤耗比去年同期升高6.4 g/kwh。8月份熱力試驗(yàn)結(jié)果表明,#3、#4爐熱效率爐因煤質(zhì)原因下降幅度約1.54%,使發(fā)電煤耗增加4.62g/kwh,廠用電率升高使供電煤耗增加1g/kwh,脫硫用電使供電煤耗增加3.8g/kwh,合計(jì)使機(jī)組供電煤耗比去年同期升高9.42 g/kwh。4、煤質(zhì)變化對鍋爐利用系數(shù)的影響由于煤質(zhì)變差,造成鍋爐燃燒不穩(wěn),被迫投油助燃次數(shù)明顯增多,
12、多次發(fā)生鍋爐結(jié)焦現(xiàn)象,嚴(yán)重威脅鍋爐的安全運(yùn)行,同時鍋爐受熱面磨損加劇,設(shè)備故障率上升。據(jù)統(tǒng)計(jì),今年前7個月共發(fā)生8起鍋爐滅火,4次受熱面泄漏,設(shè)備停運(yùn)306小時,設(shè)備可用率下降2.61%,經(jīng)濟(jì)損失較大,這也是發(fā)電企業(yè)不得不面臨的嚴(yán)峻事實(shí)。不可否認(rèn),在煤源緊張、庫存長期偏低、煤質(zhì)差的不利形勢下,運(yùn)行在線調(diào)整、指標(biāo)監(jiān)督發(fā)揮了舉足輕重的作用,相比07年,飛灰可燃物控制較好,排煙溫度除#1爐上升4外,其他指標(biāo)與去年同期基本持平,各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)值運(yùn)行,這在一定程度上抵消了煤質(zhì)變差帶來的巨大負(fù)面影響,提高了發(fā)電廠的經(jīng)濟(jì)效益。三、當(dāng)前形勢下應(yīng)采取的措施1、加強(qiáng)入廠煤質(zhì)管理,盡量保證煤種接近設(shè)計(jì)煤種。2、加強(qiáng)入廠煤、入爐煤的化驗(yàn)分析,準(zhǔn)確掌握煤炭的工業(yè)分析數(shù)據(jù),特別是水分、揮發(fā)分、發(fā)熱量、灰分等指標(biāo),及時提供給運(yùn)行人員便于及時調(diào)整。3、加強(qiáng)入爐煤摻配,保證煤質(zhì)的穩(wěn)定性,保證鍋爐燃燒的穩(wěn)定性。有效地?fù)脚涿汗ぷ骺商岣吡淤|(zhì)煤的利用率,降低燃料成本,同時可以通過摻配煤減少或降低煤質(zhì)變化給鍋爐造成的影響。 4、加強(qiáng)燃燒調(diào)整,運(yùn)行人員可根據(jù)煤質(zhì)化驗(yàn)單給定的煤質(zhì)變化情況,及時進(jìn)行燃燒調(diào)整合理配風(fēng)、從而達(dá)到安全運(yùn)行的目的。5、目前#1、#3、#4爐氧量測點(diǎn)存在指示不準(zhǔn)的缺陷,需要盡快解決,使運(yùn)行人員調(diào)整時有
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