上海电力建设启动调整试验所有限公司,上海200335
摘要:随着近年来煤炭市场价格的大幅上扬,煤炭供应的吃紧,所以不少新建机组在调试过程中往往不容易买到锅炉的设计煤种,有的时候可获得的煤种与设计煤种比热值差异较大,为了保证机组的启动调试,很多时候只能被迫燃用一些热值较低的煤,而燃用这些热值较低的煤时往往对锅炉的附属系统产生一定的影响。
关键词:新建机组;燃煤;热值低;附属系统
某工程原设计煤种为进口煤。由于国际形式动荡造成进口煤价格暴涨,所以考虑在本地煤炭市场采购当地煤作为主要燃料。当地煤的热值比设计煤种低较多,所以燃用之前需考虑主机设备以及主要锅炉辅机设备对当地煤种的适应性情况。
2 煤质分析
煤质分析见下表:
名称及符号 | 单位 | 设计煤种 | 校核煤种 | 当地国有煤矿 | 当地私有煤矿 | |
全水份 Mt | % | 14.6 | 15.1 | 18.2 | 14.88 | |
工业分析 | 可燃基挥发分 Vdaf | % | 40.93 | 47.33 | 50.98 | 43.39 |
收到基挥发份 Var | % | 31.6 | 34.68 | 35.6 | 31.92 | |
收到基灰分 Aar | % | 8.18 | 8.52 | 15.28 | 11.34 | |
空气干燥基水分 Mad | % | 11.09 | 6.27 | 3.88 | 13.02 | |
收到基固定碳 FCar | % | 45.62 | 38.6 | 34.24 | 41.64 | |
收到基低位发热量 Qnet,ar | kJ/kg | 23920 | 21744 | 21121 | 18925 | |
哈氏可磨系数 HGI | 50 | 45 | 40 | 41 | ||
煤的磨损指数 AI | mg/kg | 22.8 | 29.7 | 29.7 | ||
冲刷磨损指数 Ke | 0.8 | 3.0 | 3.0 | |||
游离二氧化硅 SiO2(F)ar | % | 1.87 | 3.15 | 3.15 | ||
元素分析 | 收到基碳 Car | % | 63.24 | 55.2 | 51.72 | 57.05 |
收到基氢 Har | % | 4 | 3.45 | 3.12 | 4 | |
收到基氮 Nar | % | 2.0 | 1.46 | 1.42 | 1.86 | |
收到基氧 Oar | % | 7.58 | 12.31 | 13.45 | 9.65 | |
收到基全硫 St,ar | % | 0.4 | 0.87 | 0.95 | 1.0 | |
灰融熔性 | 变形温度 DT | ℃ | 1240 | 1353 | 1200 | |
软化温度 ST | ℃ | 1320 | 1396 | 1280 | ||
半球温度 HT | ℃ | 1360 | 1403 | 1300 | ||
流动温度 FT | ℃ | 1400 | 1430 | 1360 |
3某工程当地煤质下适应性分析
3.1煤种变化对锅炉本体的影响
该工程锅炉以设计煤种为基准进行锅炉整体方案设计,如选择炉膛、布置各系统受热面、选择合适的调温方式,各项性能指标主要也以设计煤种为基准。各校核煤种计算时锅炉各受热面及调温方式均已确定,因此校核煤种计算仅为校核计算。
根据初步计算结果,主要有如下结论:
1)燃用当地国有煤矿和私有煤矿煤种,锅炉的水动力及壁温经核算均安全。
2)不同煤种由于其煤质具体成分不同,一般锅炉在燃用设计煤种时可达到最优的锅炉效率表现,煤质的偏离变差会导致各项损失增加,锅炉效率降低。设计煤种锅炉效率最高,偏离设计煤种的其他煤种锅炉效率由于偏离程度不同锅炉效率有不同程度的下降。各煤质锅炉效率见下表:
表3-1 各煤种下锅炉效率
项目 | 单位 | 设计煤种 | 国有煤矿 | 私有煤矿 |
锅炉计算热效率(低位发热量,BRL工况) | % | 94.1 | 93.76 | 93.44 |
3.2 煤种变化对锅炉主要辅机的影响
3.2.1 煤种变化对磨煤机的影响
该工程磨煤机型号为HP1003/Dyn。根据规范要求,在磨制设计煤种时,除备用外的磨煤机总计算出力不应小于锅炉最大连续蒸发量时燃煤量的110%,在磨制校核煤种时,全部磨煤机的总计算出力不应小于锅炉最大连续蒸发量时的燃煤消耗量。该型号磨煤机在各煤质情况下参数见下表:
序号 | 名称 | 单位 | 协议煤种 | 当地煤种 | ||
设计煤 | 校核煤 | 国有煤 | 私有煤 | |||
1 | 锅炉燃煤量 | t/h | 232 | 256 | 269.2 | 298.6 |
2 | 收到基全水分 | % | 14.6 | 15.1 | 18.2 | 14.88 |
3 | 哈氏可磨系数 | HGI | 50 | 45 | 40 | 41 |
4 | 煤粉细度(R90) | % | 18.50 | 18.50 | 18.50 | 18.50 |
5 | 煤粉细度(通过200目筛) | % | 74.23 | 74.23 | 74.23 | 74.23 |
6 | 出口煤粉水分 | % | 11.00 | 13.00 | 9.00 | 8.00 |
7 | 磨煤机型号、台数 | 台 | HP1003/Dyn 6台 | |||
8 | 磨煤机投运台数 | 台 | 5 | 6 | 6 | 6 |
9 | 磨煤机要求出力(计算出力) | t/h | 46.40 | 42.67 | 44.87 | 49.77 |
10 | 磨煤机最大出力(查表计算,碾磨) | t/h | 56.80 | 51.60 | 44.80 | 47.80 |
11 | 磨煤机最小出力 | t/h | 14.20 | 12.90 | 11.20 | 11.95 |
12 | 磨煤机磨损后期保证出力 | t/h | 51.12 | 46.44 | 40.32 | 43.02 |
13 | 负荷率(BMCR) | % | 81.69 | 82.69 | 100.15 | 104.11 |
14 | 裕量(磨损中后期) | % | 110.17 | 108.84 | 89.87 | 86.44 |
由以上计算数据可知,燃用当地当地国有和私有煤矿煤种时,制粉系统磨煤机出力不够,不能满足锅炉满负荷运行。
3.2.2 煤种变化对三大风机的影响
本工程三大风机选型参数以及当地当地煤质参数见下表(BMCR工况):
项 目· | 单位 | TB点 | 国有煤 | 私有煤 | |
一次风机 | 流量 | m3/s | 159.1 | 146.6 | 138.2 |
压头 | Pa | 19845 | 20629 | 19391 | |
送风机 | 流量 | m3/s | 328.3 | 278.8 | 285.5 |
压头 | Pa | 5256 | 4357 | 4468 | |
引风机 | 流量 | m3/s | 693.9 | 606.2 | 611.5 |
压头 | Pa | 9514 | 9219 | 9410 |
由以上计算数据可知,燃用当地国有和私有煤矿煤种时,烟风系统出力能够满足锅炉满负荷运行。
3.2.3 煤种变化对除尘器的影响
根据各煤质计算除尘器性能参数如下(BMCR工况,单台静电除尘器):
经除尘器厂家核算,在锅炉满负荷下,燃用当地国有煤矿煤种时,除尘器出口粉尘排放能够不大于16 mg/Nm3,燃用当地私有煤矿煤种时,除尘器出口粉尘排放能够不大于25 mg/Nm3。
3.2.4 煤种变化对脱硫的影响
根据各煤质计算脱硫装置性能参数如下(BMCR工况)
以上计算数据可知,在满负荷时,燃用当地国有和私有煤矿煤种时,脱硫装置出口的SO2浓度和粉尘浓度均能满足当地环保要求。
3.2.5 煤种变化对灰渣系统的影响
经灰渣系统设备厂家的核算,燃用当地国有和私有煤矿煤种时,灰渣系统的出力能够满足锅炉满负荷运行。
3.3结论
根据上述的分析,在燃用当地国有和私有煤矿煤种时,除了磨煤机出力外,其余系统均能满足锅炉满负荷运行。锅炉的最大负荷受制于磨煤机的出力。根据核算,锅炉需要降至86%BMCR负荷下运行。
参考文献:
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[2]部俊锋.新建二次再热机组汽水系统综合清洁措施[J].山东电力技术,2020,47(08):63-67.
[3]金生祥.火电厂燃煤掺烧经济性边界分析研究[J].发电设备,2018,32(03):188-193.
作者简介:陈凯(1989-)男;籍贯:江苏高邮人;单位:上海电力建设启动调整试验所有限公司,职称:工程师,学位:学士,研究方向:发电厂系统调试。
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