660MW机组掺烧低质煤燃烧调整探讨

660MW机组掺烧低质煤燃烧调整探讨

王宇

内蒙古大唐国际锡林浩特发电有限责任公司 内蒙古自治区锡林郭勒盟锡林浩特市 026000

摘要：随着我国经济快速发展，人民对各种能源消耗的需求也与日俱增，这就导致能源市场竞争日趋激烈。我国电力能源的需求量愈加增大，并且煤炭能源价格居高不下，企业为了降低成本提高效益，比较普遍的选择掺烧低质煤燃烧的方式发电。在掺烧过程中一方面要保证锅炉燃烧效率，一方面要防止污染降低能耗，故而要着重关注掺烧低质煤的正确方式。本文将对660MW机组掺烧低质煤燃烧特点进行分析，并有针对性的提出调整措施。

关键词：低质煤；燃烧；调整

1.低质煤掺烧配比思路

低质煤相较于正常的煤炭原料来说，其发热量较低，并且挥发分也很低，但灰分较高，掺烧低质煤如果想达到机组安全运行的效果，就必须要在锅炉稳定燃烧的情况下，机组既满足高峰负荷要求，又保证低谷稳定运行，才能实现效果要求。根据低质煤掺烧效果的要求，在掺配时要根据分仓不同灵活调整不同煤种的配比，保证低位发热量加权平均值高于要保证入炉煤低位发热量加权平均值大于19ML/kg。一旦锅炉中的燃烧情况出现结焦现象，应当第一时间想到配比问题，减少低质煤的投入比例，并且低质煤先入炉燃烧，不可与高硫煤同时燃烧。

2.掺烧高硫煤对高、低温腐蚀的影响

配煤掺烧过程中硫分过高，势必造成炉内高温燃烧区域的水冷壁大面积腐蚀和空预器冷端的低温腐蚀、积灰、堵塞，严重影响火电机组的安全运行。

2.1高温腐蚀

锅炉水冷壁的高温腐蚀是一个及其复杂的物理化学过程，研究表明：水冷壁的高温腐蚀大多属于硫化物型腐蚀，其腐蚀产物主要是铁的硫化物和氧化物。引起硫化物型高温腐蚀的主要原因是煤粉在缺氧条件下燃烧产生了H2S以及游离态硫，其与管壁基体金属铁以及铁的氧化物发生反应生成铁的硫化物。空气量不足时，原煤中的硫以H2S的形式释放出来，从而引起水冷壁的强烈腐蚀。在H2S浓度不变时，若管壁温度低于300℃，则水冷壁不腐蚀或腐蚀很慢；若壁温在300～500℃范围内，则腐蚀速度与壁温呈指数关系，即壁温每升高50℃，腐蚀速度增加一倍。H2S气体具有渗透作用，它可穿过疏松的Fe2O3层和致密的磁性氧化铁层（Fe2O3•FeO）与其中复合的FeO以及管壁Fe发生反应，腐蚀速率与烟气中H2S的浓度几乎成正比。

煤粉在燃烧过程中会产生一定量的单质硫，其在350～400℃时很容易与碳钢直接反应生成硫化亚铁形成高温硫腐蚀，并且从450℃开始，其对炉管的破坏作用相当严重。生成的单质硫可以直接穿透管壁金属表面保护膜，并沿金属晶界渗透，进一步腐蚀锅炉水冷壁并同时使氧化膜疏松，剥裂甚至脱落。为了解决这个问题，利用机组期间对厂区的锅炉进行了超洁净排放改造，通过在水冷壁两侧加装贴壁风用于改善侧墙的燃烧工况，从而减缓高温腐蚀的程度，不能彻底的根治高温腐蚀。为了彻底的根治高温腐蚀，我厂于2018年对水冷壁两侧墙进行防腐喷涂。每次的等级检修对侧墙水冷壁的腐蚀检查属于必检项，为日后的机组配煤掺烧提供依据。但随着掺烧高硫煤技术的应用及掺烧煤种的多样性，其侧墙水冷壁的防腐问题仍然是我们每次检修的重中之重。

2.2低温腐蚀问题

锅炉燃料中或多或少都含有硫。当燃用含硫量较高的燃料时，燃料中的硫份燃烧后除了部分硫酸盐留在灰中外，大部分变成SO2，其中约有0.5％～5％的SO2在烟气中过剩氧量及积灰中Fe2O3的催化作用下生成SO3，SO3与烟气中的水蒸汽形成硫酸蒸气。硫酸蒸气的含量越高，酸露点越高，可以达到110～160℃，甚至更高。这就导致硫酸蒸气凝结在低于烟气露点的低温受热面上，引起腐蚀。锅炉低温腐蚀最严重的部位是空气预热器的冷端。烟气的酸露点与燃料含硫量和单位时间送入炉内的总硫量有关，而后者是随燃料发热量降低而增加的。显然，燃料中的含硫量较高，发热量较低，燃烧生成的SO2就越多，进而SO3也将增加，致使烟气酸露点升高。酸露点越高，腐蚀范围越广，腐蚀也越严重。对空预器冷端加装防护措施，并尽量降低燃煤硫含量，是减少低温腐蚀的有效途径。

3.制粉系统调整问题

3.1磨煤机运行原则

掺烧低质煤时要考虑全面，避免出现锅炉结焦问题，想要充分燃烧必须要秉承“集中分散”的基本原则。即低负荷运转时集中燃烧，而高负荷时，将燃烧位置分散开来，防止受热面温度过高。磨煤机启动关停以及更换煤种的时候，都应当利用燃料热值修正功能调整煤量，均匀的调整磨煤机出力方向，防止其他系数出现大幅度波动。

3.2磨煤机参数标准

掺烧低质煤时要保持煤粉细度均匀，故而磨煤机分离器设置转速应当保持在一定范围内，一般设置为85~95r/min，可以使磨出的煤粉细度在维持15%~20%合理范围,这样合理均匀的煤粉能够燃烧的更加充分。而磨煤机为了达到每个喷燃器出的煤粉浓度一致，要尽量控制小炉膛两侧的各项数据指标在一定的偏差范围，磨煤机才能保证适合的风煤化状态。磨煤机液压油加载可以灵活调整，一般而言，磨煤机稳定运行情况下液压油的压力在5~14MPa。

4.炉膛配风调整

4.1氧气含量控制

众所周知，在燃烧时如果氧气含量不够充分，会导致燃烧过程不完全，在低质煤燃烧时如果缺乏氧量，很容易发生结焦现象。但是氧量供给量过高的话，各项资源可能出现浪费，影响到经济效益，所以氧气含量应当控制在合理范围内。理论上来说，省煤器出口氧量应当把握在3.0%~5.0%的范围较为合理，能够使燃烧足够充分。如果送风机在运行过程中出现抢风状况，则需要再适当提高一点氧量供给。控制氧量供给的同时还须注意锅炉内部是否有结焦、落渣等现象，出现以上状况要及时增加锅炉吹灰频次,结焦严重的话可紧急暂停磨煤机。

4.2炉膛压力控制

锅炉实时的燃烧情况可以通过炉膛压力测量进行分析，监视炉膛压力变化，有助于判断炉内燃烧十分有异常状况。正常状态下，炉膛压力应当为-50~-100Pa之间，如果炉膛内压力监控发现压力长时间不稳定并偏离这个范围，应当提起重视并及时干预处理。燃烧不稳定的问题可以通过人工处理进行调整，投入等离子设备再运行，能够帮助恢复稳定。

4.3喷燃器二次风调整

掺烧低质煤时为保持二次风的刚性，防止缺氧燃烧和高温腐蚀,需要维持二次风箱与炉膛压差在300~1000Pa。不同层的二次风门的配风状况，会影响分级燃烧效果，掺烧地质煤非常重要的一点就是要保证各层充分燃烧。

5.总结

综上所述，锅炉掺烧低质煤是为了在节约成本的情况下创造更高的经济效益，所以千万要保证低质煤燃烧的安全与稳定，遵循掺烧低质煤的调整原则，确保低质煤的燃烧能够发挥出应有效果。

参考文献：

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