660MW机组掺烧低质煤燃烧调整分析

660MW机组掺烧低质煤燃烧调整分析

杨冬梅

贵州盘江电力投资有限公司  贵州  盘州  553531

摘要：随着我国电力市场的竞争加剧，煤炭价格逐渐转暖，为了有效控制成本，同时响应节能减排的号召，掺烧低质煤成为大容量燃煤电厂的主要选择。在掺烧低质煤的同时，必须确保锅炉的运行稳定，对负荷、压力的响应时间、防止煤水比失衡等不正常的运行条件。基于此，本文重点论述了在掺烧低质煤时应采取的安全措施，尤其是在是高负荷和低负荷情况下的安全稳定运行措施，并对锅炉燃烧方式进行了优化，以改善其经济性。

关键词：660MW机组；低质煤掺烧；安全性分析；经济性分析；掺烧方式

引言：近年来，由于电力煤炭市场的不确定，加之优质煤炭价格的快速上涨，特别是烟煤和无烟煤的价格飞涨，使得发电企业的运营效益受到严重的影响。为增加经济效益，减少能源消耗，特别是燃料成本费用，发电厂不得不采取掺烧低质煤的方式保证正常运行。目前，我国燃煤电厂在掺烧低质煤的过程中，存在着系统设备安全性、经济性、掺烧方式等一系列问题。如何安全、经济地掺烧低质煤，是众多火力发电厂急需解决的问题。本文通过制定、实施详尽、切实可行的控制措施，确保了锅炉的燃烧稳定性、设备的安全性、燃油费用、经济效益等，具有一定的参考价值。

一、低质煤掺烧的原则

低质煤发热量低，挥发分低，灰分高，掺入低质煤不仅要满足机组安全生产对煤种的基本要求，而且要保证锅炉的燃烧稳定性，还要保证机组高负荷时满发、低负荷运行稳定，同时兼顾机组排放满足环保要求。为了达到以上指标，低品位煤的混合应确保低品位煤的发热量加权平均值高于19MJ/kg、干燥时的30.0%~40.0%和1.1%的基全硫分。A、B层的制粉系统配备有稳定燃烧功能的等离子点火装置，所以A、B层的入炉煤在较低时发热量>21MJ/kg，在干燥时不出现灰基挥发分>35.0%，接收基水分<8.0%。低品位煤掺烧是通过合理分配煤种、调节不同煤种的进料比例实现的。分仓上煤时，以D型磨为主，以低档煤为主，后以E、F型为主。在锅炉运行状态不稳定或出现结焦的情况下，必须对磨煤机选煤方法进行适当的调整，降低低质煤的配比。低质煤、高硫煤炭不能在同一时间内进入炉内，可以采用隔日循环的方式。

二、制粉系统调整的原则

1.磨煤机运行方式

掺烧低质煤进行燃烧调整时要采用“集中分散”的方法，即：低负载时，尽可能集中燃烧，磨煤机不能隔层作业，每台磨机的出力不得少于30t/h，在需要时可更换制粉装置或加入等离子体，确保单一喷嘴和整体燃烧的稳定性，从而提高了机组的经济性。在大负载条件下，应尽可能地分散燃烧，每台磨煤机的出力不得大于55t/h，并采用分层式的方式，避免过多的热负荷，造成炉膛和喷嘴的结焦，使受热面的壁温升高。

当加入低质煤时，入炉煤的总煤量会增大，而在提升负荷时，则会出现较大的变动，而负荷和压力响应较慢。所以，在进行磨煤机开、停、参数调节时，要考虑到负荷的变化趋势，在提高负荷时，当每台磨煤机的平均出力达到50-55t/h时，就开始准备，在降低负荷时，当各磨煤机的平均出力达到30-35t/h时，就停止运行，以确保燃烧的稳定性。当磨煤机、煤种发生改变时，必须提前调整总煤量，使磨煤机的出力缓慢平均地改变，防止汽温、汽压的剧烈波动。

2.磨煤机运行参数要求

在掺烧低质煤时，应将磨煤动力分离器的转速控制在85-95r/分钟，将R90（煤粉细度）控制在15%~20%之间，并确保适当的煤粉细度，避免煤粉过细引起不均匀燃烧，使火焰中心上升，引起蒸汽温度和蒸汽压力的剧烈波动；为了保证各喷嘴的粉料浓度始终均匀，使粉料充分燃烧，以减少炉膛两侧烟温、汽温、氧量偏差。根据煤种和排渣量，对磨煤机进口一次风压进行合理的调节，在低负荷时，由于磨煤机的运转台数较少，为了避免一次风量与风压不匹配而造成一次风机的停机，在满足磨煤机通风要求的情况下，将一次风压降低到7.0-8.0kPa，高负荷时不大于10.0kPa。为了确保低品位煤的充分、均匀的燃烧，一次风速控制在25-28米/秒，最大30米/秒，每一拐角的一次风速偏差不大于3米/秒。为了保证煤粉的着火性能，磨煤机的出口温度应控制在85~90℃，最低为65℃。在低着火点煤种中，为了避免煤粉在磨煤机和粉管中发生自燃，应适当地减小磨煤机进口和出口温度。在调整磨煤机进风流量、进风口温度时，使一次热风阀的开度尽可能大，以减少节流损耗。磨煤机液压油的加载力可以根据磨煤机的实际运行状况、磨煤机的振动和煤粉的排放状况而定，在正常运行时，对磨煤机的液压油压进行控制。当磨煤中的煤粉含量超过30%时，必须对磨煤机油料加载力、一次风量、磨煤机出力进行适当的调节。

三、炉膛配风调整的原则

1.氧量控制原则

低质煤的掺入量低，会造成燃料燃烧不足，容易产生焦炭，而氧含量高，则会增加电厂的耗电量，降低机组的经济性，并使炉膛温度上升，尤其是炉膛温度。所以，节能装置的出氧量应控制在3.0%~5.0%，烟气中CO质量浓度不大于200mg/m3。在高负载状态下，节气门的出氧量维持在3.0%~3.5%之间，而在低负荷时，节气门的出氧量要控制在4.0%~5.0%之间。当两边的平均氧差超过0.5%时，就表示两边的燃烧不均匀，要找出造成这种情况的原因，并对其进行调整。在控制锅炉氧气的过程中，应密切关注送风机出口压力的变化，以避免出现抢风现象。

在低品位煤中加入灰熔点在1200℃以下时，应适当增加炉氧量，并将其出口氧控制在3.5%以下，CO质量浓度不超过150mg/m3。在此阶段，应加强对各层受热表面的金属温度、主蒸汽各个阶段的减热水流量，尤其是对水冷壁的壁温进行监测。另外，应密切关注锅炉结焦、落渣等问题，当锅炉出现结焦时，应加大锅炉的吹灰次数，减少使用低灰熔点煤种的磨煤机出力。

2.炉膛压力控制原则

炉膛压力是衡量锅炉燃烧情况的一个重要指标，特别是在出现干扰的情况下，必须加强对炉压的监测和调整。在正常工作状态下，炉压的控制为-50--100Pa的“自动”，如果长期出现炉压偏差，要对其进行分析，并进行相应的处理。在350MW及以下的机组，由于炉膛热负荷稳定性差，在给煤机断煤或发生煤仓局部空仓时，炉膛压力波动大，严重时可达±300Pa，因此，在运行中应密切监视炉膛压力变化趋势及火检强度，出现燃烧不稳定时果断投入等离子装置，保证燃烧的稳定性。

3.喷燃器二次风调整原则

为了保证二次风箱的刚度，防止二次风箱与炉膛的压力差在300~1000Pa之间，尤其是在较低的负载下，为了保证二次风的刚度不能低于300Pa而导致二次风失稳。每一层二次风阀的分配对于实现分层燃烧非常关键，在掺入低质煤时，必须使同一层喷嘴左右二次风开度保持一致，同时要根据煤种、煤量的变化适时调节二次风阀的开度，以确保每一层都能充分燃烧。磨煤机煤量低于40吨/小时时，维持副风及周界风的风门开度为30%,40-45吨/小时的煤量为35%,45-50吨/小时的风门开度为40%，而煤量为50-55吨/小时的风门开度为45%，而煤量为55t/h以上的风门开度为50%。AA级辅助风在下层具有稳定燃烧的功能，因此AA级辅助风调节时，必须确保A型磨煤机开度不小于80%,A型磨煤机停机时的开度不小于40%。根据生产实践，采用低品位煤粉的磨煤机，在使用过程中，辅风及周边风阀的开口率不能低于30%，以免造成燃烧器缺氧严重，延长燃烧空间，造成再热器管壁超温和飞灰含碳量及炉渣含碳量增加。在磨煤机关闭后，喷嘴的辅助风门关闭到5%，周围的风门关闭到10%，以防止周界风的开启时间太短而导致燃烧。高、低燃尽风应按二次风箱与炉膛压力差和SCR脱硝设备进口NO2浓度进行调节，避免环境影响评价不合格。

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