2006年7月，巴蜀江油燃煤發(fā)電有限公司與四川省人民政府簽訂了《節(jié)能目標(biāo)責(zé)任書(shū)》。按《節(jié)能目標(biāo)責(zé)任書(shū)》要求，要在”十一五”期間實(shí)現(xiàn)節(jié)能2.0萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤的目標(biāo)，并確定了實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)的具體節(jié)能技術(shù)改造；由于鍋爐實(shí)際燃用煤種從未達(dá)到設(shè)計(jì)煤種或校核煤種的各項(xiàng)指標(biāo)并且偏離較遠(yuǎn)，導(dǎo)致鍋爐運(yùn)行過(guò)程中存在鍋爐火焰中心溫度較低，燃燒穩(wěn)定性較差，帶低負(fù)荷能力差，飛灰和大渣含碳量較高（飛灰達(dá)6u/o左右），高加停運(yùn)時(shí)，存在受熱面超溫等問(wèn)題，極易引起鍋爐在運(yùn)行過(guò)程中較頻繁熄火造成停機(jī)。為此對(duì)鍋爐及燃燒系統(tǒng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)母脑�，即在水冷壁區(qū)域敷設(shè)適量衛(wèi)燃帶以提高爐膛溫度，滿足鍋爐現(xiàn)有煤種的燃燒的要求及節(jié)能降耗的目的。通過(guò)運(yùn)行表明，這次改造達(dá)到了預(yù)定目標(biāo)，燃燒穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性提高明顯。
1、鍋爐機(jī)組情況
    2 x300 MW機(jī)組鍋爐是東方鍋爐集團(tuán)有限公司制造的亞臨界參數(shù)、四角切向燃燒方式、自然循環(huán)汽包爐。單爐膛型露天布置，燃用煙煤，一次再熱，平衡通風(fēng)，固態(tài)排渣，全鋼架結(jié)構(gòu)，爐頂帶金屬防雨罩。最大連續(xù)蒸發(fā)量為1 025 t/h，主汽壓力17.38 Mpa、溫度540℃，排煙溫度127℃．鍋爐效率92. 26%，BMCR工況下鍋爐耗煤量143.5 t/h（按設(shè)計(jì)煤種）。采用八組共24只四角布置濃淡分離燃燒器，每個(gè)角由上下兩組燃燒器組成，乏氣送粉。燃燒系統(tǒng)采用天然氣二級(jí)點(diǎn)火及低負(fù)荷穩(wěn)燃，每角燃燒器分別由六層煤粉燃燒器（自下而上分別為FEA、FEB、FEC、FED、FEE、FEF）和兩層天然氣燃燒器（自下而上分別為FDAA、FDDD）組成。制粉系統(tǒng)采用中儲(chǔ)式。四角燃燒器周圍均未布置衛(wèi)燃帶。富通新能源生產(chǎn)銷售生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒顆粒機(jī)、木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料，同時(shí)我們還有大量的楊木木屑顆粒燃料和玉米秸稈顆粒燃料出售。
2、燃料特性
2.1設(shè)計(jì)煤種為煙煤
    60%廣旺煤+40%華亭煤（重量比），設(shè)計(jì)煤質(zhì)特性見(jiàn)表1和表2。
2.2鍋爐實(shí)際燃用煤種
    現(xiàn)階段實(shí)際燃用煤種為四川廣旺煤和川南煤以及少量的甘肅華亭煤組成的混煤（重量比例不定），其中以廣旺煤和川南煤居多，煤質(zhì)物性見(jiàn)表2(2006年煤樣分析）。
3、鍋爐燃燒工況分析
    巴蜀江油燃煤發(fā)電有限公司300 MW機(jī)組鍋爐的設(shè)計(jì)煤種是60%廣旺煤+40%華亭煤（重量比），設(shè)計(jì)煤質(zhì)特性為：收到基碳Car 52.2%；收到基硫Sar0. 540/0；收到基灰份Aar 27. 67%；揮發(fā)份Vdaf為30. 63%，低位發(fā)熱量19900kj/kg。而近年來(lái)由于煤炭市場(chǎng)變化較大，鍋爐實(shí)際燃用的煤種為：四川廣旺煤和川南煤以及少量的甘肅華亭煤組成的混煤（重量比例不定），其中以廣旺煤和川南煤居多，煤質(zhì)特性為：收到基碳Car43.8%；收到基硫Sar l.5%；收到基灰份Aar 43.1%；揮發(fā)份Vad為13%，低位發(fā)熱量16 529 kj/kg。由于燃煤嚴(yán)重偏離設(shè)計(jì)煤種，特別是揮發(fā)份嚴(yán)重偏離設(shè)計(jì)值，使得鍋爐著火困難（因?yàn)殄仩t設(shè)計(jì)為乏氣送粉，故送粉溫度僅70℃）。燃燒的穩(wěn)定性，特別是低負(fù)荷穩(wěn)燃能力很差，從而導(dǎo)致鍋爐熄火頻繁、帶負(fù)荷能力差、鍋爐受熱面磨損加劇、制粉系統(tǒng)及風(fēng)機(jī)電耗增加，且在高負(fù)荷時(shí)被迫投入大量天然氣助燃，使發(fā)電成本大幅增加，單位發(fā)電煤耗居高不下。面對(duì)長(zhǎng)時(shí)期將燃用劣質(zhì)煤的實(shí)際情況，為了提高鍋爐燃燒穩(wěn)定性、低負(fù)荷穩(wěn)燃能力、減少天然氣耗量、提高機(jī)組經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)降低NOx排放量，有必要對(duì)鍋爐及燃燒系統(tǒng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)母脑臁＜丛诓桓淖冨仩t主體結(jié)構(gòu)及燃燒器的前提下，采用在水冷壁區(qū)域敷設(shè)適量衛(wèi)燃帶以提高爐膛溫度是非常經(jīng)濟(jì)實(shí)用的。
    為解決鍋爐燒劣質(zhì)煤的問(wèn)題，特別是著火和穩(wěn)燃問(wèn)題，中國(guó)經(jīng)過(guò)多年的試驗(yàn)研究，采用水冷壁衛(wèi)燃帶敷設(shè)技術(shù)并成功應(yīng)用。水冷壁衛(wèi)燃帶敷設(shè)措施是減少部分水冷壁受熱面吸熱，以提高燃燒器區(qū)域爐膛溫度。其優(yōu)點(diǎn)是：1）著火性能好；2）可降低NO。排放濃度；3）可降低大渣和飛灰含碳量；4）可提高機(jī)組帶低負(fù)荷的能力。改造原則：
    1)水冷壁衛(wèi)燃帶敷設(shè)技術(shù)方案必須技術(shù)成熟先進(jìn)、運(yùn)行可靠、投資經(jīng)濟(jì)，能達(dá)到強(qiáng)化劣質(zhì)煤著火、穩(wěn)定燃燒、降低天然氣耗量的目的，且所有改造必須以保證鍋爐的安全運(yùn)行為先決條件。
    2)在保證鍋爐不結(jié)焦，爐膛出口不超溫，不對(duì)受熱面進(jìn)行改動(dòng)的情況下，盡量加大衛(wèi)燃帶的敷設(shè)面積。
    3)改造后在任何工況下不得發(fā)生鍋爐結(jié)焦、受熱面超溫、主汽溫度降低等其它問(wèn)題。
    4)不改造燃燒器配風(fēng)方式。不改造火焰檢測(cè)器等熱工設(shè)備，包括不增大燃燒器噴口擺動(dòng)執(zhí)行器的出力。不改變?cè)贌崞髌麥卣{(diào)節(jié)方式，不改造再熱器、過(guò)熱器減溫水系統(tǒng)。不改造鍋爐受熱面。不改變鍋爐運(yùn)行操作方法。不降低鍋爐熱效率。
    5)煤粉細(xì)度達(dá)到R90=17%~20%。在燃用低位發(fā)熱量13 000 kj/kg，揮發(fā)份13%~15%，灰份40%—60%的實(shí)際煤種情況下，最低不投天然氣負(fù)荷為60% MCR工況。
    6)水冷壁衛(wèi)燃帶敷設(shè)后，適應(yīng)煤種能力至少應(yīng)在12 000一21 000 kj/kg（煤種低位發(fā)熱量）范圍內(nèi)。鍋爐正常運(yùn)行時(shí)鍋爐熱力系統(tǒng)主要參數(shù)能保證在正常范圍內(nèi)。
4、需解決的問(wèn)題
    2×300 MW機(jī)組鍋爐投入商業(yè)運(yùn)行以來(lái)，鍋爐實(shí)際燃用煤種從未達(dá)到設(shè)計(jì)煤種或校核煤種的各項(xiàng)指標(biāo)并且偏離較遠(yuǎn)，導(dǎo)致鍋爐運(yùn)行過(guò)程中存在鍋爐火焰中心溫度較低，燃燒穩(wěn)定性較差，飛灰和大渣含碳量較高（飛灰達(dá)6%左右），高加停運(yùn)時(shí)，存在受熱面超溫等問(wèn)題。并且，隨著煤炭供應(yīng)的市場(chǎng)化，電站的入爐煤呈現(xiàn)來(lái)源廣泛、煤質(zhì)多變、灰分偏高和原煤初選率低的特點(diǎn)。這樣的煤質(zhì)特點(diǎn)還極易引發(fā)下列問(wèn)題：1）燃燒效率低；2）低負(fù)荷穩(wěn)燃能力差，投氣助燃負(fù)荷高，調(diào)峰能力差。
    引起鍋爐燃燒穩(wěn)定性較差的因素是多方面的，根據(jù)目前現(xiàn)狀分析，主要有以下兩個(gè)方面。
    第一，鍋爐實(shí)際燃用煤質(zhì)的特性嚴(yán)重偏離了設(shè)計(jì)煤種。原設(shè)計(jì)煤種為煙煤，揮發(fā)份30. 63%，而實(shí)際燃用的煤質(zhì)揮發(fā)份為8%~18%，屬貧煤范疇，燃燒性能相對(duì)較差；尤其在鍋爐低負(fù)荷情況下，爐膛容積、斷面及燃燒區(qū)域熱負(fù)荷下降，爐膛溫度相對(duì)較低，著火燃盡時(shí)間推遲，煤粉著火更為困難。
    第二，實(shí)際燃用煤種的低位發(fā)熱值為—16 000kj/kg，遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)煤種19900 kj/kg和校核煤種19 320 U/kg的低位發(fā)熱值，并且含灰量較高(40%~50%)，這將導(dǎo)致煤耗量增大，有可能造成制粉系統(tǒng)出力不足，導(dǎo)致煤粉細(xì)度R90增加，著火燃點(diǎn)推遲，進(jìn)一步增大了著火難度。
    由于實(shí)際燃用煤質(zhì)為典型的貧煤，為了提高爐膛溫度，政善煤粉的著火穩(wěn)定性，確保煤粉著火燃盡，最好的辦法是在燃燒器區(qū)域敷設(shè)衛(wèi)燃帶，但由于實(shí)際燃用煤種灰熔點(diǎn)較低（Tl平均溫度在l 160℃左右）；為了避免爐膛由于加衛(wèi)燃帶而造成大面積結(jié)焦現(xiàn)象，衛(wèi)燃帶采用方格型間隔布置，衛(wèi)燃帶方格間隔距離約1000 mm，衛(wèi)燃帶高度從標(biāo)高21000 mm至27 000 mm，通過(guò)熱力計(jì)算衛(wèi)燃帶可敷設(shè)面積132 m3。且敷設(shè)衛(wèi)燃帶后爐膛出口煙氣溫度提高—13℃，排煙溫度提高~l℃，過(guò)熱器和再熱器各級(jí)受熱面管壁溫度提高~1.5℃，改造后對(duì)水循環(huán)及各級(jí)受熱面管壁溫度影響不大。
    前后墻衛(wèi)燃帶。鍋爐水冷壁衛(wèi)燃帶敷設(shè)改造后，采用激光技術(shù)對(duì)鍋爐進(jìn)行了冷態(tài)空氣動(dòng)力場(chǎng)試驗(yàn)、燃燒器切元調(diào)整試驗(yàn)及爐膛溫度測(cè)試等試驗(yàn)。
5、運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性分析
    由于鍋爐水冷壁敷設(shè)了衛(wèi)燃帶，經(jīng)四川電力試研院測(cè)定，在同種煤質(zhì)情況下使?fàn)t膛溫度提高了近70℃，降低了飛灰和大渣含碳量，使鍋爐燃燒效率得到了提高。
    鍋爐水冷壁敷設(shè)衛(wèi)燃帶是利用減少局部水冷壁管的吸熱，從而提高局部爐膛溫度，有利于鍋爐著火。有利于煤粉完全燃燒，提高了鍋爐效率，較少了每小時(shí)投入鍋爐的燃料量。從而減少了灰塵以及S02、NO；等的排放。在一定程度上減輕了環(huán)境污染。
    鍋爐水冷壁敷設(shè)衛(wèi)燃帶后，提高了鍋爐的穩(wěn)燃能力，防止了鍋爐因煤質(zhì)原因熄火，降低機(jī)組啟停所造成的能源及工質(zhì)損失。經(jīng)測(cè)算：平均每熄火升爐一次將耗用天然氣10萬(wàn)m3，損耗汽水（除鹽水）1000m3左右，損耗廠用電8萬(wàn)kW．h。按2006年天然氣價(jià)格1.35元／Nm3、除鹽水綜合制水成本20元／m3、上網(wǎng)電價(jià)0. 36元／kW.h計(jì)算，每減少一次熄火，可減少18. 38萬(wàn)元的經(jīng)濟(jì)損失，按2006年鍋爐共熄火6次計(jì)算，可節(jié)約天然氣60萬(wàn)m3、節(jié)約除鹽水6 000 m3、節(jié)約廠用電48萬(wàn)kW．h，折合標(biāo)煤895. 86 t，節(jié)約能源費(fèi)用89. 88萬(wàn)元。同時(shí)可保證多發(fā)電，保證電網(wǎng)穩(wěn)定。
鍋爐水冷壁衛(wèi)燃帶敷設(shè)后，由于著火性能好、穩(wěn)燃能力強(qiáng)，因而可大大降低助燃天然氣耗量。2006年，巴蜀江油燃煤發(fā)電有限公司鍋爐水冷壁衛(wèi)燃帶敷設(shè)前每臺(tái)爐運(yùn)行中平均需投2000~3 000 m3/h天然氣助燃。鍋爐敷設(shè)衛(wèi)燃帶前單機(jī)260 MW負(fù)荷均需投天然氣助燃，在同種煤質(zhì)下，衛(wèi)燃帶敷設(shè)后在180MW負(fù)荷可以不投天然氣穩(wěn)定運(yùn)行。按每臺(tái)機(jī)組每年運(yùn)行5000 h，每小時(shí)節(jié)約天然氣2 000m3計(jì)算，則兩臺(tái)機(jī)組每年可節(jié)約天然氣2000萬(wàn)m3，折合標(biāo)煤24341 86 t，節(jié)約燃料使用費(fèi)795.6萬(wàn)元。
6、結(jié)論
    巴蜀江油燃煤發(fā)電有限公司300 MW機(jī)組鍋爐水冷壁衛(wèi)燃帶敷設(shè)工程采用的技術(shù)成熟，同時(shí)，進(jìn)行燃燒器激光切圓校正改造，提高了鍋爐燃燒穩(wěn)定性、減少天然氣耗量、降低NOx排放量，節(jié)能、減排效果明顯。具有良好的實(shí)用性和很高的經(jīng)濟(jì)性。富通新能源生產(chǎn)銷售的生物質(zhì)鍋爐以及木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料是客戶們不錯(cuò)的選擇。