眾所周知，火力發(fā)電廠鍋爐選型有相對應(yīng)的設(shè)計(jì)煤種。當(dāng)煤質(zhì)超出設(shè)定適應(yīng)范圍，將會(huì)給鍋爐的安全性、經(jīng)濟(jì)性帶來很大的影響。廣東省一次能源不足，電煤主要靠省外或境外調(diào)入。從2003年開始，廣東省燃供應(yīng)十分緊張，電煤難以達(dá)到鍋爐設(shè)計(jì)煤種的要求。另一方面，煤價(jià)的不斷攀升也給電廠運(yùn)行帶來強(qiáng)大的經(jīng)濟(jì)壓力。在現(xiàn)有條件下，要提高鍋爐熱效率，就要保證鍋爐在設(shè)備值范圍正常、高效運(yùn)行，使燃煤特性與鍋爐設(shè)計(jì)參數(shù)相匹配，煤質(zhì)過高或過低都難以達(dá)到最佳效果。在滿足燃煤設(shè)備對煤質(zhì)要求的前提下，采用動(dòng)力配煤技術(shù)可最大限度地利用低質(zhì)煤、或更充分地利用當(dāng)?shù)噩F(xiàn)有的煤炭資源。不同品質(zhì)煤的相互配合，還可以按不同地區(qū)對大氣環(huán)境、水質(zhì)的要求，調(diào)節(jié)燃煤的硫分及氮、氯、砷、氟等有害元素含量，減少S02、NOx及有害元素的排放。
1、金灣公司鍋爐設(shè)備簡介
廣東省金灣發(fā)電公司3、4號(hào)機(jī)組600 MW超臨界機(jī)組鍋爐采用從美國阿爾斯通能源公司引進(jìn)的擺動(dòng)式四角切圓燃燒技術(shù)。設(shè)計(jì)煤種為神府東勝煤，校核煤種為晉北煙煤，采用中速磨煤機(jī)、冷一次風(fēng)機(jī)、正壓直吹式制粉系統(tǒng)，煤粉燃燒器為四角布置、切向燃燒、擺動(dòng)式燃燒器。燃燒器共設(shè)置6層煤粉噴嘴，鍋爐配置6臺(tái)HP1003型中速磨煤機(jī)，每臺(tái)磨的出口由4根煤粉管接至爐膛四角的同一層煤粉噴嘴，鍋爐MCR和ECR負(fù)荷時(shí)均投5層，另一層備用。煤粉細(xì)度R90=23%。燃燒方式采用低NOx同軸燃燒系統(tǒng)( LNCFS)。表1為鍋爐煤質(zhì)情況，圖1為磨煤機(jī)風(fēng)量和給煤量關(guān)系示意圖。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、配煤方式及磨煤機(jī)運(yùn)行組合
金灣公司的來煤情況主要為神華煤、印尼煤、山西煤。金灣公司配煤的主要方式：配煤時(shí)將人爐煤綜合硫分控制在0.8%以內(nèi)，灰分控制在15%以內(nèi)，如果人爐煤綜合熱值可以達(dá)到21600kj/kg以上，可以考慮摻燒3臺(tái)磨印尼煤。根據(jù)金灣公司的來煤情況，A磨煤機(jī)建議長期給神華煤作為備用，其它磨可采用以下幾種配煤方式：①印尼煤摻其它煤（高熱值山西煤、神華煤）；②印尼煤摻（高熱值山西煤）；③熱值低山西煤摻神華煤；④印尼煤摻好山西煤。該工況下，磨煤機(jī)運(yùn)行工況較為惡劣，需要加強(qiáng)對制粉系統(tǒng)的監(jiān)視、石子煤斗清理。由于摻燒3臺(tái)磨印尼煤后，制粉系統(tǒng)運(yùn)行工況差，鍋爐效率明顯下降，故不建議長期此工況運(yùn)行。
3、多煤種摻燒運(yùn)行參數(shù)的控制與調(diào)整
1)印尼煤熱值低、水分高，隨著印尼煤配比增加，人爐燃料原煤耗量增加，對制粉系統(tǒng)出力有較大影響。建議人爐混煤熱值通過配煤控制在21 600kj/kg以上。
2)由于印尼煤揮發(fā)分高，金灣公司多煤種摻燒早期，曾發(fā)生多次磨煤機(jī)著火的事故。為確保制粉系統(tǒng)的安全運(yùn)行，不管燃用何種煤質(zhì)，要求磨煤機(jī)人口一次風(fēng)溫低于260℃，出口溫度高于58 ℃。若參數(shù)達(dá)不到此要求，可通過加大一次風(fēng)量或降低給煤量等方法來控制。
3)燃用山西煤時(shí)，控制出口溫度在70~ 75 ℃；燃用神華煤時(shí)，控制出口溫度在65~ 70 ℃；燃用印尼煤時(shí)，控制出口溫度在58~ 65 ℃。其中當(dāng)環(huán)境溫度高于20℃時(shí)，要求出口溫度為58~ 60 ℃；當(dāng)環(huán)境溫度低于20℃時(shí)，要求出口溫度為60~ 62℃；當(dāng)環(huán)境溫度低于15℃時(shí)，要求出口溫度為62~ 65℃。當(dāng)燃煤煤質(zhì)超出上述煤種的范圍時(shí)，出口溫度的控制應(yīng)參考上述要求進(jìn)行相應(yīng)修正。
4)當(dāng)燃用印尼煤的磨煤機(jī)停運(yùn)后，應(yīng)保持冷風(fēng)調(diào)門15%開度對磨煤機(jī)內(nèi)通風(fēng)以防止積聚可燃?xì)怏w；若磨內(nèi)有存煤，啟動(dòng)前須將冷風(fēng)加至吹掃風(fēng)量通風(fēng)5 min后方可啟磨吹掃。停運(yùn)期間應(yīng)注意監(jiān)視原煤倉、落煤管、磨煤機(jī)、出粉管等處的溫度變化情況，以期早發(fā)現(xiàn)煤自燃現(xiàn)象。若遇局部自燃現(xiàn)象，禁止啟動(dòng)磨煤機(jī)吹掃及制粉，以防止啟動(dòng)過程中發(fā)生爆燃，須經(jīng)滅火降溫后方可啟動(dòng)。
5)燃用印尼煤的磨煤機(jī)啟動(dòng)前，應(yīng)進(jìn)行充分暖磨，以避免給煤機(jī)啟動(dòng)后磨煤機(jī)出口溫度下降過多，要求暖磨時(shí)間在15 min以上，暖磨溫度為65~ 70℃。給煤機(jī)啟動(dòng)后應(yīng)盡快調(diào)整磨出口溫度在合適范圍。
6)印尼煤的制粉出力要求保持在40~ 48 t/h，以保持磨煤機(jī)運(yùn)行狀況良好；印尼煤的制粉風(fēng)量要求在函數(shù)輸出基礎(chǔ)上加5~ 10 t/h的正偏置以加大干燥出力和一次風(fēng)粉出口剛性。
7)燃用印尼煤、神華煤或燃煤水分較高時(shí)，應(yīng)注意檢查石子煤落煤口、出口檔板、煤粉管膨脹節(jié)等處的溫度變化情況。為預(yù)防、盡早發(fā)現(xiàn)煤自燃現(xiàn)象，每班須檢查磨煤機(jī)出口平臺(tái)、燃燒器附近有無漏煤粉情況，若有煤粉沉積，應(yīng)及時(shí)通知維護(hù)人員清理以防止自燃。
8)避免在相鄰層燃燒器燃用印尼煤，以降低燃燒器噴嘴燒損、水冷壁結(jié)焦等風(fēng)險(xiǎn)。
9)因金灣公司的A層燃燒器使用等離子點(diǎn)火器點(diǎn)火，擔(dān)負(fù)著啟動(dòng)點(diǎn)火功能和低負(fù)荷穩(wěn)燃功能，故摻燒過程中應(yīng)保證A原煤倉內(nèi)煤質(zhì)接近設(shè)計(jì)煤種。
10)制粉系統(tǒng)風(fēng)煤比大于2.0時(shí)，若制粉系統(tǒng)有局部自燃現(xiàn)象，則可能引發(fā)煤粉爆炸。故摻燒過程中如發(fā)現(xiàn)磨煤機(jī)出口溫度突然升高，判斷磨煤機(jī)有著火現(xiàn)象時(shí)，直接按磨煤機(jī)著火的規(guī)程規(guī)定處理，不得降低煤量運(yùn)行或進(jìn)行吹掃；若發(fā)現(xiàn)有單一粉管自燃現(xiàn)象，則可將煤量降低至40 t/h左右，關(guān)閉該粉管出口閘板，觀察溫度下降后交檢修人員處理。
11)吹灰。從結(jié)焦情況來看，金灣電廠鍋爐對煤種適應(yīng)性較好，分隔屏區(qū)域雖然都有比較明顯的結(jié)焦，焦質(zhì)疏松，運(yùn)行中可以看到焦自己掉落，但是不影響鍋爐安全運(yùn)行，尤其機(jī)組調(diào)峰時(shí)，絕大部分能自然脫落。需要注意的是，燃用的煤種（神華、印尼）大都是易結(jié)焦煤種，必須加強(qiáng)爐膛吹灰，以防負(fù)荷變化時(shí)出現(xiàn)大量掉焦。
在燒神華煤時(shí)，再熱汽溫相對較高，這和爐膛及分隔屏結(jié)焦多、爐膛吸熱相對較少有關(guān)，建議在摻燒神華煤時(shí)應(yīng)相應(yīng)加強(qiáng)爐膛吹灰；而燒山西煤配印尼煤時(shí)則對爐膛和其它受熱面相對均勻吹灰，同時(shí)應(yīng)根據(jù)運(yùn)行中定期檢查的結(jié)焦情況及各受熱面溫升進(jìn)行調(diào)整。
12)運(yùn)行氧量控制。由于本鍋爐設(shè)計(jì)的SOFA風(fēng)為分級(jí)燃燒技術(shù)，爐膛區(qū)域容易運(yùn)行在還原氣氛中，因此鍋爐運(yùn)行氧量不應(yīng)該太低。建議運(yùn)行氧量滿負(fù)荷控制在3.0左右；500 MW時(shí)在4.0—4.5；300 MW時(shí)在5.2~ 5.6。尤其升負(fù)荷過程中要注意風(fēng)量增加，氧量控制。
13)各二次風(fēng)門控制。SOFA風(fēng)量對煤粉燃燼影響比較明顯，隨著SOFA風(fēng)量的增大，鍋爐的固體不完全燃燒損失減少，鍋爐效率相對較高。鍋爐排放的NOx隨著SOFA風(fēng)量的增大，煤粉燃燼率先是增加，然后再減少。因此對于SOFA風(fēng)門開度建議在滿負(fù)荷、運(yùn)行參數(shù)穩(wěn)定、NOx排放滿足環(huán)保要求的運(yùn)行工況下，在50%左右開度是較合適的。由于摻燒燃用煤種為容易燃燼煤種，飛灰含碳量比較低（1%左右），周界風(fēng)開度對鍋爐效率及飛灰含碳量影響很小，對鍋爐運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性影響也很小。較大的周界風(fēng)開度有利于保護(hù)燃燒器，因此，從保護(hù)燃燒器的角度來看，在高負(fù)荷情況下，建議周界風(fēng)開度不低于50%。滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，COFA建議60%以上開度，SOFA1在50%左右開度，SOFA2、3在30%左右開度，SOFA4、5在25%左右開度；周界風(fēng)開度應(yīng)該保證在40%以上，燒印尼煤50%左右。300 MW負(fù)荷時(shí)運(yùn)行磨煤機(jī)二次風(fēng)門開度在20%以上，風(fēng)箱爐膛差壓在600 Pa左右。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。
4、結(jié)語
由于印尼煤硫分低，摻燒印尼煤有利于降低煙氣中S02含量，同時(shí)有利于脫硫系統(tǒng)運(yùn)行，金灣發(fā)電公司3、4號(hào)爐摻燒印尼煤過程中，NOx排放均可以控制在設(shè)計(jì)值400mg/m3以內(nèi)，大部分可以控制在200mg/m3左右，低于國家標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計(jì)值的400m g/m3。低負(fù)荷時(shí)NOx排放高于高負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，但仍可以控制在400 mg/m3以內(nèi)，主要原因?yàn)榈拓?fù)荷運(yùn)行時(shí)氧量相對高負(fù)荷時(shí)高，富氧燃燒容易產(chǎn)生NO。
廣東省金灣發(fā)電公司3、4號(hào)爐多煤種摻燒實(shí)踐表明，鍋爐在神華煤或山西煤摻燒部分印尼煤的情況下，制粉系統(tǒng)可平穩(wěn)過渡，鍋爐燃燒穩(wěn)定，噴燃器著火距離適中，爐膛溫度分布均勻，吹灰系統(tǒng)正常投運(yùn)，爐膛水冷壁與分隔屏區(qū)未出現(xiàn)結(jié)渣，不影響鍋爐安全運(yùn)行，鍋爐撈渣機(jī)和除灰、除塵系統(tǒng)工作正常。金灣發(fā)電有限公司在成功進(jìn)行了神華煤或山西煤摻燒部分印尼煤實(shí)踐后，又引進(jìn)了俄羅斯煤和澳大利亞煤進(jìn)行摻燒，也取得了成功。金灣公司多煤種摻燒的技術(shù)規(guī)律和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，為大型超臨界燃煤機(jī)組鍋爐多煤種摻燒提供借鑒依據(jù)。
