摻燒非設(shè)計(jì)煤種提高爐效的方法研究

摻燒非設(shè)計(jì)煤種提高爐效

的方法研究

火力發(fā)電廠中，燃料成本在發(fā)電成本中所占的比例是73%左右，控制好燃料成本就

可以從根本上降低發(fā)電的成本，但是由于近年來原煤價(jià)格的不斷攀升，造成燃煤供應(yīng)緊張，燃料成本不斷增加，使發(fā)電廠的效益大幅度縮水，經(jīng)營步步為艱，為解決燃煤問題很多電廠進(jìn)行經(jīng)濟(jì)煤種的摻燒工作，通過摻燒非設(shè)計(jì)煤種，降低發(fā)電成本，提高電廠的經(jīng)濟(jì)效益。

伴隨著摻燒非設(shè)計(jì)煤種的增多，使電廠的燃料成本得到了有效控制，但是卻出現(xiàn)了新的問題，國電雙遼發(fā)電廠在摻燒非設(shè)計(jì)煤種期間，出現(xiàn)了鍋爐爐膛內(nèi)的燃燒效率下降，過、再熱汽溫偏高，減溫水量偏大，除灰系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定，堵灰、結(jié)焦現(xiàn)象明顯增加；燃燒設(shè)計(jì)煤種時(shí)，鍋爐效率可達(dá)到90.35%，飛灰可燃物含量0.65%、大渣可燃物含量9.05%；摻燒經(jīng)濟(jì)煤種后，在相同的配風(fēng)方式和均粉擋板開度的情況下，飛灰可燃物含量升至1.23%。大渣可燃物含量升至16.0%，鍋爐效率下降至88.5%，對機(jī)組的安全

穩(wěn)定運(yùn)行構(gòu)成了很大的威脅。國電雙遼發(fā)電廠一期工程為4×300MW機(jī)組,鍋

爐由哈爾濱鍋爐廠制造，型號為HG-1021/18.2-HM5型，鍋爐采用美國CE燃燒工程公司的引進(jìn)技術(shù)，型式為亞臨界壓力一次中間再熱自然循環(huán)鍋筒爐，采

用單爐膛、燃燒器六角布置，切圓燃燒；配有六臺FM340.1060風(fēng)扇磨煤機(jī)，由于設(shè)計(jì)煤質(zhì)水份較高，采用熱爐煙加熱風(fēng)、冷風(fēng)作為干燥劑，滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，啟用5臺風(fēng)扇磨，1臺作備用，布置方式如圖所

示：燃燒器采用大風(fēng)箱結(jié)構(gòu)，每個(gè)風(fēng)箱共有二

次風(fēng)噴嘴十一個(gè)，其中上端部二次風(fēng)噴嘴有兩個(gè)，下端部二次風(fēng)噴嘴有一個(gè)，其余為中二次風(fēng)噴嘴，一次風(fēng)噴嘴有三個(gè)，每個(gè)一次風(fēng)噴嘴中心布置有“十”字狀的中心風(fēng)，如下圖所示：制粉系統(tǒng)采用風(fēng)扇磨煤直吹式系統(tǒng)，爐前原煤由原煤斗經(jīng)給煤機(jī)進(jìn)入落煤管，然后與熱煙氣、冷風(fēng)、熱風(fēng)組成的三介質(zhì)干燥劑一起進(jìn)入磨煤機(jī)，設(shè)計(jì)煤種為霍林河褐煤。在燃用霍林河煤時(shí)各磨煤機(jī)均粉擋板開度為下層100%，中層60%,上層60%，二次風(fēng)采用正塔形配風(fēng)。

針對摻燒經(jīng)濟(jì)煤種后出現(xiàn)鍋爐效率大幅下降的情況，首先針對烏拉蓋煤的煤質(zhì)情況進(jìn)行分析，與霍林河煤煤質(zhì)比較情況如下表：

礦別全水分固有水分灰分揮發(fā)份熱值發(fā)熱量Mt,ar(%)Minh,ad(%)Ad(%)Vdaf(%)Qnet,ar(kJ/kg)kcal/kg霍林河33.506.8023.6346.39133443191烏拉蓋35.208.3211.4247.24138193305通過比較可以發(fā)現(xiàn)兩種煤在熱值、揮發(fā)份上基本區(qū)別不大，烏拉蓋煤灰分小，水分大，煤粉相對不易被干燥，自身重量變大。通過運(yùn)行中的不斷觀察和總結(jié)，發(fā)現(xiàn)飛灰、大渣中碳黑含量較多，而且碳黑的顆粒度較大，經(jīng)過不斷的調(diào)整和試驗(yàn)后，發(fā)現(xiàn)造成鍋爐效率下降的主要原因有：

1、一次風(fēng)煤粉濃度的原因

下一次風(fēng)均粉擋板全開導(dǎo)致下層一次風(fēng)管內(nèi)煤粉濃度偏高，使煤粉在爐膛內(nèi)未完全燃燒便落入冷灰斗內(nèi)，造成大渣可燃物含量偏高。

一次風(fēng)煤粉濃度測試表

一次風(fēng)均粉擋板開度上一次風(fēng)煤粉比例%中一次風(fēng)煤粉比例%下一次風(fēng)煤粉比例%上60%,中60%,下100%23.2020.0056.262、煤粉細(xì)度和煤粉均勻度的原因

飛灰、大渣中碳黑含量高，同時(shí)碳黑顆粒度偏大，說明煤粉的細(xì)度或均勻度不好，通過對各臺磨煤機(jī)煤粉細(xì)度和煤粉均勻度的測試，發(fā)現(xiàn)煤粉細(xì)度基本在合格范圍內(nèi)，但煤粉均勻性嚴(yán)重超標(biāo)，這就造成顆粒度大的煤粉無法在爐膛內(nèi)充分燃燒，被煙氣帶走使飛灰可燃物含量偏高。煤粉細(xì)度測試表項(xiàng)目R900R200R90#1磨0.40%14.35%42.62%#2磨0.58%12.38%42.89%#3磨0.53%12.06%38.54%#4磨0.57%11.55%37.28%#5磨0.40%12.50%39.50%#6磨0.46%14.45%44.24%3、二次風(fēng)配風(fēng)方式的原因

隨著燃料性質(zhì)的變化，二次風(fēng)的配風(fēng)方式已不能夠滿足燃料在爐內(nèi)的燃燒要求，現(xiàn)有的配風(fēng)方式，下層二次風(fēng)無法滿足煤粉燃燒供氧的要求，同時(shí)由于下層煤粉濃度大、顆粒度大,無法保證對煤粉的托力，使部分煤粉進(jìn)入爐膛后未完全燃燒就落入冷灰斗內(nèi)；上層二次風(fēng)供給量偏少，爐膛上部氧量少，部分燃料在燃燒后期因缺氧而未燃盡便被煙氣帶走，造成鍋爐燃燒過程中飛灰、大渣可燃物含量高，使鍋爐效率下降。針對以上分析出的問題，通過實(shí)際運(yùn)行中的不斷試驗(yàn)、摸索，制定出以下調(diào)整措施：

1、通過試驗(yàn)將均粉擋板開度調(diào)整為下層30%，中層開60%，上層開80%，使各層一次風(fēng)管內(nèi)的煤粉濃度趨于平衡，使燃料在爐內(nèi)的燃燒更均勻，均粉擋板調(diào)整后一次風(fēng)煤粉分配比例、飛灰大渣可燃物含量變化情況如下表：一次風(fēng)煤粉分配比例

一次風(fēng)均粉擋板開度上一次風(fēng)煤粉比例%中一次風(fēng)煤粉比例%下一次風(fēng)煤粉比例%調(diào)整前：上60%,中60%,下100%23.2020.0056.26調(diào)整后：上80%,中60%,下30%31.9526.6241.41飛灰、爐渣可燃物含量

一次風(fēng)均粉擋板開度飛灰可燃物含量%

爐渣可燃物含量%

調(diào)整前：上60%,中60%,下100%1.0613.98調(diào)整后：上80%,中60%,下30%0.928.32調(diào)整均粉擋板后，為防止火焰中心上移造成受熱面超溫，對爐膛內(nèi)的溫度進(jìn)行了檢測，通過檢測結(jié)果發(fā)現(xiàn)，調(diào)整均粉擋板后，并未造成火焰中心的上移，鍋爐各項(xiàng)指標(biāo)均在正常范圍內(nèi)，沒有發(fā)生太大變化。爐膛溫度測試結(jié)果如下表：

表一：爐膛溫度測試結(jié)果（上:60,中60%,下:100%）單位:℃

標(biāo)高m

前墻

右墻

后墻

左墻

前左前右右前右后

后右后左

左后左前

683383582315106910751068

1133181107115011941238110612732188112141245127210141335241295125812461293129813262712271085

113712881250

11391226

301217

11461234

1220

32.611871109

11661242

11721272

12101224

3511291114

1171117811231136

11481154

3911071104112111064794810461016969表二：爐膛溫度測試結(jié)果（上:80,中60%,下:30%）單位:℃

標(biāo)高m

前墻

右墻

后墻

左墻

前左前右右前右后

后右后左

左后左前

684883786185715103310071079

101918105111731189115211911202218421144119612129131272241250123311841242119412512711281133

112312031181

11441175

30120211321162

115332.612221112

11291217

11341193

11671187

35116611071192116510991158

11531184

391069107110861028479561071995944

2、通過對各臺磨煤機(jī)分離器擋板的檢查發(fā)現(xiàn)，分

離器擋板軸處的小擋板及擋板密封條均有不同程度

的損壞，造成煤粉均勻度嚴(yán)重超標(biāo)，利用磨煤機(jī)檢

修的機(jī)會對各擋板及密封進(jìn)行完善，同時(shí)在磨煤機(jī)

分離器出口加裝300mm短管，并將磨煤機(jī)分離器擋

板統(tǒng)一調(diào)整為下傾30°，并對調(diào)整前后的煤粉細(xì)度

和均勻度進(jìn)行測試對比，結(jié)果如下表：

擋板完善前煤粉細(xì)度測試結(jié)果：

項(xiàng)目R900R200R90#1磨0.40%14.35%42.62%#2磨0.58%12.38%42.89%#3磨0.53%12.06%38.54%#4磨0.57%11.55%37.28%#5磨0.40%12.50%39.50%#6磨0.46%14.45%44.24%擋板擋板完善后煤粉細(xì)度測試結(jié)果：

項(xiàng)目R900R200R90#1磨0.40%8.40%32.50%#2磨0.40%7.42%28.20%#3磨0.40%6.62%26.90%#4磨0.40%7.20%27.30%#5磨0.40%6.40%26.20%#6磨0.40%7.73%27.90%從煤粉細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果上看，R90不超標(biāo)（設(shè)計(jì)

值R90：45%），擋板完善后較完善前有所下降，R200擋板完善后較完善前平均下降了5%左右，煤

粉均勻性得到了很大改善。

3、根據(jù)燃料的變化改變二次風(fēng)的配風(fēng)方式

針對煤種品質(zhì)的特性，正常運(yùn)行中運(yùn)行制粉系

統(tǒng)采用束腰型配風(fēng)，既各角二次風(fēng)分風(fēng)門下層全開100%，中層二次風(fēng)分風(fēng)門開度在30%-50%之間，

上層二次風(fēng)分風(fēng)門開度為100%，備用制粉系統(tǒng)燃

燒器上、中層二次風(fēng)門開15%，冷卻燃燒器噴口，

下層二次風(fēng)門全開，保證運(yùn)行制粉系統(tǒng)用風(fēng)量，使

燃料在爐內(nèi)完全燃燒，降低飛灰、大渣含碳量。運(yùn)行制粉系統(tǒng)熱風(fēng)自動調(diào)節(jié)改為手動調(diào)節(jié)，磨煤機(jī)有出力時(shí)，手動開啟制粉系統(tǒng)熱風(fēng)風(fēng)門，在磨煤機(jī)出口溫度允許情況下，隨著磨煤機(jī)出力的增加逐步開大熱風(fēng)門開度，保證一次風(fēng)速及煤粉初期燃燒所需足夠的氧量，同時(shí)運(yùn)行中盡量保持較高的二次風(fēng)壓，保證一次風(fēng)的剛性。磨煤機(jī)保持對角運(yùn)行，使?fàn)t膛內(nèi)火燃中心位置適當(dāng)；根據(jù)負(fù)荷區(qū)間不同進(jìn)行氧量分段控制，保證燃燒供氧的充足。通過采取以上一系列的措施，燃用烏拉蓋煤后

飛灰大渣可燃物含量明顯下降，飛灰可燃物物含量

由初期的1.23%下降至0.63%，