MW鍋爐摻燒劣質(zhì)煤的比例及配風(fēng)方式分析

MW鍋爐摻燒劣質(zhì)煤的比例及配風(fēng)方式分析第1頁(yè)/共18頁(yè)2023/3/162引言

隨著國(guó)內(nèi)煤炭市場(chǎng)的不斷開(kāi)放，煤炭市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)愈發(fā)激烈，各火力發(fā)電廠的發(fā)電成本高低已經(jīng)成為火電廠在電力市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中求得生存和發(fā)展的決定因素。同時(shí)，隨著國(guó)內(nèi)電力市場(chǎng)節(jié)能調(diào)度運(yùn)行的大力開(kāi)展，為了降低成本，節(jié)能增效，取得更大的經(jīng)濟(jì)效益。目前大多數(shù)火力發(fā)電企業(yè)正在積極拓展多種煤炭供應(yīng)渠道，以便用最低的發(fā)電成本參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。電廠來(lái)煤渠道的多樣性和煤炭?jī)r(jià)格的多樣性，必然導(dǎo)致鍋爐燃用煤質(zhì)變化大，嚴(yán)重偏離鍋爐設(shè)計(jì)值，給鍋爐燃燒、機(jī)組出力以及電廠經(jīng)濟(jì)性運(yùn)行帶來(lái)許多不利影響。近年來(lái)，南京華潤(rùn)熱電有限公司在劣質(zhì)煤摻燒方面做了很多摸索和實(shí)踐工作，通過(guò)對(duì)摻燒數(shù)據(jù)分析，進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，為燃煤電廠鍋爐配煤和煤摻燒的工作提供一些參考。第2頁(yè)/共18頁(yè)2023/3/163設(shè)備簡(jiǎn)介

南京華潤(rùn)熱電有限公司2×330MW機(jī)組工程#3與#4鍋爐為亞臨界壓力一次再熱控制循環(huán)鍋爐，型號(hào)為SG-1036/17.50-M871，采用中速磨直吹式制粉系統(tǒng)、單爐膛倒U型露天布置、四角切向燃燒，爐膛面積為14022×12330mm，寬深比1.14:1，后煙井深度為8550mm，鍋爐爐頂采用全密封結(jié)構(gòu)，并設(shè)大罩殼，爐膛采用密式水冷壁，爐底密封采用水封結(jié)構(gòu)，擺動(dòng)噴嘴調(diào)溫，平衡通風(fēng)，全鋼架懸吊結(jié)構(gòu)，固態(tài)排渣，燃用具有中等結(jié)渣性的煙煤。每角燃燒器噴嘴擺動(dòng)是通過(guò)主控制桿由電動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)，燃燒器噴嘴能上下擺動(dòng)20°～30°。額定工況下主要設(shè)計(jì)參數(shù)，見(jiàn)表1所示；燃料特性，見(jiàn)表2所示。

第3頁(yè)/共18頁(yè)2023/3/164相關(guān)參數(shù)

表2燃料特性項(xiàng)目單位設(shè)計(jì)煤種校核煤種校核煤種2收到基碳分%54.7261.8851.26收到基氫分%3.423.43.08收到基氧分%5.4310.785.05收到基氮分%0.830.80.79收到基硫分%0.770.440.57收到基水分%7.113.68.2收到基灰分%27.739.131.05收到基揮發(fā)分%20.6826.3417.14收到基燃料低位發(fā)熱量kJ/kg21210.023470.019830.0可磨性系數(shù)/79.054.071.0變形溫度℃1290.01100.01280.0軟化溫度℃1500.01140.01500.0流動(dòng)溫度℃1500.01220.01500.0項(xiàng)目單位B-MCR工況值B-CL工況值主蒸汽流量t/h1036.0891.6主蒸汽溫度℃541.0541.0主蒸汽壓力MPa17.4717.24再熱蒸汽入口壓力MPa3.733.23再熱蒸汽出口壓力MPa3.533.07再熱蒸汽入口溫度℃321.1307.0再熱蒸汽出口溫度℃541.0541.0再熱蒸汽流量t/h854.2742.3給水溫度℃281.0271.3計(jì)算熱效率%92.892.8修正前排煙溫度℃133.9130.0修正后排煙溫度℃127.8123.9

表1額定工況下主要設(shè)計(jì)參數(shù)第4頁(yè)/共18頁(yè)2023/3/165摻燒煤種

近年來(lái)，南京華潤(rùn)熱電有限公司參考周邊煤炭市場(chǎng)行情，針對(duì)設(shè)備特性，采購(gòu)了無(wú)煙煤，貧瘦煤和褐煤進(jìn)行摻配，煤種數(shù)據(jù)見(jiàn)表3。本文針對(duì)這三種劣質(zhì)煤進(jìn)行摻配比例和配風(fēng)方式的分析比較。煤種揮發(fā)分發(fā)熱量灰分水分無(wú)煙8-9%17-18kj/g37-42%7-8%貧瘦12-13%17-18kj/g30-35%8-9%褐煤27-28%18-19kj/g15-16%30-40%表3煤種特性第5頁(yè)/共18頁(yè)2023/3/166配風(fēng)方式均勻配風(fēng)正塔配風(fēng)束腰配風(fēng)第6頁(yè)/共18頁(yè)2023/3/167無(wú)煙煤摻燒方式及燃燒調(diào)整配煤比例和配煤方式：

無(wú)煙煤配煤比例和配煤方式見(jiàn)表4。無(wú)煙煤具有著火溫度高、著火距離長(zhǎng)、燃燒與著火穩(wěn)定性差、極難燃燼、不易結(jié)焦、灰磨損傾向中等偏重的特性，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際摻燒情況發(fā)現(xiàn)，無(wú)煙煤的摻配比列在20％～50％時(shí)，鍋爐各項(xiàng)指標(biāo)相對(duì)穩(wěn)定，鍋爐著火、穩(wěn)燃、燃燼、結(jié)焦均能得到保障，可以保證鍋爐長(zhǎng)期安全、穩(wěn)定運(yùn)行；無(wú)煙煤的摻配比列在50％以上時(shí)，鍋爐燃燒不穩(wěn)，火檢閃爍比較頻繁，飛灰含碳量比較大，鍋爐的運(yùn)行安全性、經(jīng)濟(jì)性都有較大程度下降。表4無(wú)煙煤配煤比例和配煤方式煤倉(cāng)煤種比例綜合熱值kj/g綜合揮發(fā)%A煙煤+無(wú)煙1:119．4717.44B煙煤+無(wú)煙1:119．4717.44C煙煤119．8227.32D煙煤119．8227.32E煙煤119．8227.32第7頁(yè)/共18頁(yè)2023/3/168無(wú)煙煤摻燒方式及燃燒調(diào)整配風(fēng)方式：

無(wú)煙煤配風(fēng)方式見(jiàn)表5。針對(duì)無(wú)煙煤特性，采用AB下層摻燒無(wú)煙煤，這樣可以加大燃燒空間，延長(zhǎng)了煤粉的停留時(shí)間，有利于無(wú)煙煤的燃燼。目前，該鍋爐主要采取AB下層磨無(wú)煙煤和煙煤1：1的摻配方式。此外在無(wú)煙摻配工況下要保證C層著火穩(wěn)定，C倉(cāng)煤質(zhì)一定要有所保證。燃燒調(diào)整時(shí)應(yīng)適當(dāng)降低一次風(fēng)速，提高磨煤機(jī)出口溫度，氧量控制在4.0~4.5%，煤粉細(xì)度為16~25%為宜。無(wú)煙煤可磨性系數(shù)低，可適當(dāng)降低磨煤機(jī)出力，在負(fù)荷較高磨煤機(jī)出力較大時(shí)，要注意磨煤機(jī)進(jìn)出口差壓，防止堵煤。

配風(fēng)方式負(fù)荷MW總風(fēng)量t/h氧量%風(fēng)煤比ug排煙溫度℃爐膛出口溫度℃飛灰%一次風(fēng)速m/s火嘴擺角%正塔2299104.31.04123/115645/6362.63050束腰2319074.20.96130/122666/6343.53250均勻2339254.21.05125/118621/6351.83550表5無(wú)煙煤配風(fēng)方式

第8頁(yè)/共18頁(yè)2023/3/169貧瘦煤摻燒方式及燃燒調(diào)整配煤比例和配煤方式：

貧瘦煤揮發(fā)份低，不容易著火，當(dāng)煤粉進(jìn)入爐膛后著火相對(duì)來(lái)說(shuō)較為困難，這就影響到了爐膛內(nèi)煤粉的燃盡程度，對(duì)鍋爐燃燒的穩(wěn)定性產(chǎn)生較大的影響。現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際摻燒情況表明，當(dāng)摻配比例在20～50％時(shí)，鍋爐各項(xiàng)指標(biāo)相對(duì)穩(wěn)定，鍋爐著火、穩(wěn)燃、燃燼、結(jié)焦均能得到保障，可以保證鍋爐長(zhǎng)期安全、穩(wěn)定運(yùn)行。貧瘦煤的揮發(fā)份比無(wú)煙煤要高，實(shí)際摻燒過(guò)程中，可以適當(dāng)加大比例，采用貧瘦煤和煙煤2：1的摻配方式。配煤比例和配煤方式詳見(jiàn)表6。表6貧瘦煤配煤比例和配煤方式煤倉(cāng)煤種比例綜合熱值kj/g綜合揮發(fā)%A煙煤+貧瘦1:119．4719.91B煙煤+貧瘦1:119．4719.91C煙煤119．8227.32D煙煤119．8227.32E煙煤119．8227.32第9頁(yè)/共18頁(yè)2023/3/1610貧瘦煤摻燒方式及燃燒調(diào)整配風(fēng)方式：

貧瘦煤配風(fēng)方式見(jiàn)表7。針對(duì)貧瘦煤特性，采用AB下層摻燒貧瘦煤，這樣可以加大燃燒空間，延長(zhǎng)了煤粉的停留時(shí)間，有利于貧瘦煤的燃燼。在燃燒調(diào)整中盡量提高貧瘦煤所在的磨煤機(jī)出口溫度，磨煤機(jī)出口溫度一般控制在85度左右。磨煤機(jī)出口溫度提高了，煤粉流的初溫也就提高了，這樣可以減少著火熱，著火就比較容易，增加了鍋爐燃燒的穩(wěn)定性，同時(shí)在貧瘦摻配工況下要保證C層著火穩(wěn)定，C倉(cāng)煤質(zhì)一定要有所保證。表7貧瘦煤配風(fēng)方式

配風(fēng)方式負(fù)荷MW總風(fēng)量t/h氧量%風(fēng)煤比ug排煙溫度℃爐膛出口溫度℃飛灰%一次風(fēng)速m/s火嘴擺角%正塔23010134.30.96120/113660/6711.83350束腰23210074.40.93128/122710/6813.33350均勻23510144.40.94122/115672/6852.53550第10頁(yè)/共18頁(yè)2023/3/1611褐煤摻燒方式及燃燒調(diào)整配煤比例和配煤方式：煤倉(cāng)煤種比例綜合熱值kj/g綜合揮發(fā)%A無(wú)煙+褐煤1:218.221.2B無(wú)煙+褐煤1:218.221.2C煙煤119．8227.32D煙煤119．8227.32E煙煤119．8227.32

褐煤和無(wú)煙煤摻配的配煤比例和配煤方式見(jiàn)表8。褐煤主要特征是水份高，揮發(fā)份高，磨煤機(jī)干燥出力下降，在摻配過(guò)程中，各摻配磨煤機(jī)的出口溫度低，各磨煤機(jī)出力受到出口溫度影響較大，該煤粉進(jìn)入爐膛后較易著火，通過(guò)和無(wú)煙煤進(jìn)行2:1摻配，揮發(fā)分較為理想，鍋爐燃燒情況相對(duì)穩(wěn)定，鍋爐著火、穩(wěn)燃均能得到保障，同時(shí)可以控制結(jié)焦，可以保證鍋爐長(zhǎng)期安全、穩(wěn)定運(yùn)行。這種方式摻燒比較大，且經(jīng)濟(jì)性也比較好，但存在著飛灰含碳量偏高的情況，鍋爐效率有所下降，故不宜采用，但可以采用褐煤和煙煤摻燒的方式。褐煤和煙煤摻配的配煤方式見(jiàn)表9。褐煤的水分高，磨煤機(jī)出口溫度較低，為避免影響機(jī)組帶負(fù)荷能力，褐煤摻燒量應(yīng)控制在66%以下時(shí)。表8褐煤和無(wú)煙煤摻配的配煤比例和配煤方式煤倉(cāng)煤種比例綜合熱值kj/g綜合揮發(fā)%A煙煤119．8227.32B煙煤+褐煤2:117.528.3C煙煤119．8227.32D煙煤+褐煤2:117.528.3E煙煤119．8227.32表9

褐煤和煙煤摻配的配煤比例和配煤方式

第11頁(yè)/共18頁(yè)2023/3/1612褐煤摻燒方式及燃燒調(diào)整配風(fēng)方式：

褐煤和無(wú)煙煤摻配的配風(fēng)方式見(jiàn)表10。褐煤和無(wú)煙煤摻配的配風(fēng)方式見(jiàn)表11。針對(duì)褐煤特性，采用C層優(yōu)質(zhì)煤、AD或BD層褐煤與煙煤摻燒的方式，既能提高煤粉著火性，又能提高劣質(zhì)煤的摻配比例。在運(yùn)行調(diào)整中，控制摻配磨煤機(jī)出口溫度在60～65℃，并適當(dāng)提高一次風(fēng)速可推遲煤粉的著火，使著火點(diǎn)離燃燒器更遠(yuǎn)，火焰高溫區(qū)也相應(yīng)推移到爐膛中心，避免噴口附近結(jié)焦。提高一次風(fēng)速還可以增加一次風(fēng)射流的剛性，減少一次風(fēng)的偏轉(zhuǎn)，避免一次風(fēng)直接沖刷壁面而產(chǎn)生結(jié)焦。運(yùn)行中要保持合適的氧量，控制在4%～4.5%之間，特別是當(dāng)負(fù)荷發(fā)生大幅變化時(shí)，要及時(shí)調(diào)整風(fēng)煤配比，避免鍋爐因缺氧燃燒而結(jié)焦。此外，摻燒褐煤時(shí)要加強(qiáng)吹灰，防止鍋爐積灰和結(jié)焦。

表10褐煤和無(wú)煙煤摻配的配風(fēng)方式

配風(fēng)方式負(fù)荷MW總風(fēng)量t/h氧量%風(fēng)煤比ug排煙溫度℃爐膛出口溫度℃飛灰%一次風(fēng)速m/s火嘴擺角%正塔2309804.40.99124/116710/6525.23350束腰2329564.40.92130/122730/6717.83350均勻2359924.40.97125/118708/6454.93350第12頁(yè)/共18頁(yè)2023/3/1613褐煤摻燒方式及燃燒調(diào)整配風(fēng)方式負(fù)荷MW總風(fēng)量t/h氧量%風(fēng)煤比ug排煙溫度℃爐膛出口溫度℃飛灰%一次風(fēng)速m/s火嘴擺角%正塔2309704.40.95126/118750/6822.23350束腰2329304.40.90132/125760/7213.63350均勻2359824.40.93128/120738/6751.93350表11褐煤和煙煤摻配的配風(fēng)方式

第13頁(yè)/共18頁(yè)2023/3/1614目前摻燒情況介紹

鍋爐通過(guò)煤炭摻燒，可以拓寬煤炭采購(gòu)煤種和渠道，使燃料采購(gòu)可以根據(jù)市場(chǎng)變化，及時(shí)調(diào)整采購(gòu)策略，降低燃料采購(gòu)成本。公司2006年12月嘗試貧瘦煤摻燒，2007年6月開(kāi)展無(wú)煙煤摻燒，2009年5月引進(jìn)褐煤進(jìn)行摻燒，通過(guò)煤炭摻燒，標(biāo)煤?jiǎn)蝺r(jià)得到有效控制，但同時(shí)鍋爐效率也有所下降。為全面分析煤炭摻燒的經(jīng)濟(jì)性，公司在不斷探索和實(shí)踐的基礎(chǔ)上總結(jié)出幾種安全性高、經(jīng)濟(jì)較好、同時(shí)具備較強(qiáng)可操作性的摻燒方法，具體摻配方法及其經(jīng)濟(jì)性分析見(jiàn)表12、13。就經(jīng)濟(jì)性來(lái)說(shuō)，與不摻燒劣質(zhì)煤相比，摻燒無(wú)煙煤和貧瘦煤可以在降低售電成本，而摻燒褐煤時(shí)，機(jī)組的廠用電率上升，機(jī)組的售電成本反而有所提高。第14頁(yè)/共18頁(yè)2023/3/1615目前摻燒情況分析

摻配方法

(ABCDE五臺(tái)磨煤機(jī))方案1方案2方案3方案4方案5方案6A煙煤貧瘦無(wú)煙、煙煤2：1無(wú)煙、煙煤1：1煙煤褐煤B煙煤貧瘦無(wú)煙、煙煤2：1無(wú)煙、煙煤1：1褐煤煙煤C煙煤煙煤煙煤煙煤煙煤煙煤D煙煤煙煤煙煤褐煤褐煤褐煤E煙煤肥氣、煙煤1：1肥氣、煙煤1：1肥氣、煙煤1：1煙煤煙煤表12劣質(zhì)煤摻配方案

摻配方法（ABCDE五臺(tái)磨煤機(jī)）方案1方案2方案3方案4方案5方案6發(fā)電量（KWh）330003300033000330003300033000售電量（KWh）312843128431284312513121831218發(fā)電煤耗（克/KWh）310312.0312.0315.0315.0315.0廠用電率（%）5.25.25.25.35.45.4標(biāo)煤?jiǎn)蝺r(jià)（元/噸）645631.16638.01632.94638.36639.62摻燒占比（％）04432382826機(jī)組最大出力（萬(wàn)KWh）333332.993328.7228.72售電成本(元/KWh)0.215