隨著電力工業(yè)的迅速發(fā)展，如何有效利用煤炭資源、降低發(fā)電成本、節(jié)能減排、提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，成為發(fā)電企業(yè)研究的重要課題。內(nèi)蒙古自治區(qū)褐煤儲(chǔ)量大，開(kāi)發(fā)潛力巨大，具有重要的應(yīng)用價(jià)值。為此，結(jié)合鍋爐運(yùn)行特性，進(jìn)行以燃燒煙煤為主、摻燒錫林郭勒褐煤的試驗(yàn)研究．從而達(dá)到提高機(jī)組整體安全性與經(jīng)濟(jì)性的目的。
1、鍋爐設(shè)備概況
內(nèi)蒙古國(guó)電新豐熱電廠（以下簡(jiǎn)稱(chēng)新豐電廠）2臺(tái)鍋爐為東方鍋爐廠生產(chǎn)的DG1065/18.2-Ⅱ6型亞臨界、一次中間再熱、自然循環(huán)汽包鍋爐，其燃燒系統(tǒng)為單爐膛、平衡通風(fēng)，擺動(dòng)燃燒器、四角切圓燃燒，固態(tài)排渣煤粉爐：制粉系統(tǒng)為中速磨正壓直吹式．每臺(tái)爐配5臺(tái)ZCM95C型中速磨煤機(jī)．4臺(tái)可帶MCR負(fù)荷．1臺(tái)備用。設(shè)計(jì)燃用神華準(zhǔn)格爾煙煤，并摻燒大同煙煤。富通新能源生產(chǎn)銷(xiāo)售
生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒
秸稈顆粒機(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、褐煤燃燒特性分析
摻燒的褐煤性能見(jiàn)表l所示。該褐煤水分高、揮發(fā)分高、熱值低、灰分較低，易自燃，易結(jié)焦。干燥無(wú)灰基揮發(fā)分高達(dá)40%以上，有利于著火，但也容易造成火嘴燒壞、結(jié)焦等問(wèn)題；水分高，不利于煤粉著火和燃燒穩(wěn)定：煤粉細(xì)度較大，燃盡性較差．燃燒效率低，易造成燃燒損失。由于褐煤熱值低，水分在30%以上，原制粉系統(tǒng)設(shè)計(jì)的熱風(fēng)參數(shù)不能滿(mǎn)足新運(yùn)行工況的要求，磨煤機(jī)干燥出力將大幅度降低．直接影響鍋爐出力。
3、褐煤摻燒方式及燃燒調(diào)整
采用褐煤摻燒的方式，首先應(yīng)保證鍋爐穩(wěn)燃、防結(jié)焦和提高制粉系統(tǒng)干燥出力等．然后考慮提高機(jī)組出力和效率等。使煤粉穩(wěn)定著火，應(yīng)在一次風(fēng)噴口出口附近區(qū)域形成局部高溫、高煤粉濃度和高氧濃度的“三高區(qū)…”：使煤粉穩(wěn)定燃燒，必須保持較高的爐膛溫度及良好的爐內(nèi)空氣動(dòng)力場(chǎng)。影響煤粉燃盡的主要因素是爐膛火焰充滿(mǎn)程度、煤粉細(xì)度及煤粉停留時(shí)間．因此需要保證切圓大小，提高爐內(nèi)擾流強(qiáng)度，降低火焰中心，選擇合適的煤粉細(xì)度。
(1)l號(hào)、2號(hào)磨煤機(jī)燃用煙煤，保證下層主力磨的安全穩(wěn)定運(yùn)行．并在爐膛內(nèi)形成一個(gè)穩(wěn)定的“三高區(qū)”；3號(hào)、4號(hào)磨煤機(jī)使用褐煤；5號(hào)磨煤機(jī)仍燃用煙煤，并作為高負(fù)荷時(shí)的備用磨。負(fù)荷高峰時(shí)減少褐煤的摻燒比例，低谷時(shí)適當(dāng)增加摻燒比例：150—240 MW摻燒比例為30%—70%,240~270 MW摻燒比例為20%-40%。
(2)磨制褐煤的磨煤機(jī)一次風(fēng)量維持在52—68km3/h，適當(dāng)調(diào)整褐煤水分，使一次風(fēng)速為30 m/s：管道內(nèi)的風(fēng)粉氣流要保持合理的流速，既防止一次風(fēng)管被堵和噴燃器口燒壞，又兼顧煤粉及時(shí)著火，不滯后：煤粉細(xì)度調(diào)整到27%—35%：爐膛出口氧量保證在4%～6%。
(3)摻燒褐煤的一次風(fēng)噴口周界風(fēng)開(kāi)度比設(shè)計(jì)煤種大10%．輔助風(fēng)門(mén)開(kāi)度為35%左右：燃燒器四角的煤粉分配均勻．運(yùn)行中通過(guò)調(diào)節(jié)磨煤機(jī)出口煤粉分配器開(kāi)度，保證四角負(fù)荷均勻，均勻配風(fēng)，保持合適的二次風(fēng)箱與爐膛差壓不低于0.5 kPa。燃燒器噴口周界風(fēng)開(kāi)度保證不低于20%,燃料和空氣要混合良好，避免局部高溫和局部還原性氣氛。
(4)經(jīng)計(jì)算，制粉系統(tǒng)露點(diǎn)溫度為48—49.5℃。磨煤機(jī)出口溫度必須高出露點(diǎn)溫度5℃．避免煤粉粘接在煤倉(cāng)壁上發(fā)生自燃和爆炸。燃用褐煤磨煤機(jī)運(yùn)行過(guò)程中出口溫度不超過(guò)70℃．防止磨煤機(jī)自燃和爆炸。磨煤機(jī)組出口溫度跳閘值修改為90℃。
(5)磨煤機(jī)停運(yùn)前，褐煤煤倉(cāng)應(yīng)保持低料位。先關(guān)閉給煤機(jī)上插板．保證出口溫度在控制范圍內(nèi)．待給煤機(jī)皮帶走空后方可停止運(yùn)行．同時(shí)關(guān)閉下插板，繼續(xù)給磨煤機(jī)通風(fēng)．待磨煤機(jī)內(nèi)積粉除掃干凈后再停止運(yùn)行，關(guān)閉風(fēng)門(mén)，防止自燃。運(yùn)行中若發(fā)現(xiàn)制粉系統(tǒng)有自燃現(xiàn)象時(shí)，立即停止磨煤機(jī)，并關(guān)閉風(fēng)門(mén)，通入消防蒸汽。
4、摻燒褐煤應(yīng)注意的問(wèn)題
4.1 制粉系統(tǒng)的檢查與維護(hù)
因褐煤水分大．干燥出力受到限制，摻燒褐煤量太大，易造成堵磨和堵管現(xiàn)象，因此磨制褐煤的磨煤機(jī)要保持較高風(fēng)速。高負(fù)荷時(shí)對(duì)整個(gè)制粉系統(tǒng)的磨損將增加，各轉(zhuǎn)機(jī)電耗增加，為此利用停機(jī)機(jī)會(huì)對(duì)各受熱面進(jìn)行檢查和維護(hù)．發(fā)現(xiàn)有磨損部位及時(shí)進(jìn)行更換或補(bǔ)焊；同時(shí)盡量保證機(jī)組在正常負(fù)荷下運(yùn)行，避免超出力，以致使煙氣流速過(guò)大而加劇磨損。富通新能源生產(chǎn)銷(xiāo)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(hù)們不錯(cuò)的選擇。
4.2摻燒褐煤比例控制
由于鍋爐是根據(jù)準(zhǔn)格爾煙煤設(shè)計(jì)的．爐膛高度偏小，如果全部燃用褐煤．其燃盡時(shí)間不足，而且低負(fù)荷燃燒很難穩(wěn)定．所以不易大比例摻燒褐煤。如果采用混燒．從燃盡角度考慮，由于褐煤的揮發(fā)分遠(yuǎn)高于設(shè)計(jì)煤種．與準(zhǔn)格爾煤混合后磨制，準(zhǔn)格爾煤將磨得過(guò)粗．使飛灰含碳量增加．當(dāng)2種煤粉經(jīng)混合后一起進(jìn)入燃燒區(qū)后．燃燒過(guò)程所需空氣中的氧會(huì)被褐煤首先消耗．準(zhǔn)格爾煤顆粒在低氧條件下燃盡更為困難。當(dāng)摻燒比例超過(guò)70%時(shí)，著火溫度明顯降低，不利于著火，火焰推遲，使火焰中心升高，混煤的燃燼特性急劇變差，使不完全燃燒熱損失增加，因此
在摻燒褐煤時(shí)將比例控制在70%以下．采用分磨配燒的方式．即4臺(tái)磨煤機(jī)運(yùn)行時(shí)．將褐煤置于上層燃燒器，同時(shí)適當(dāng)調(diào)整加載力．使磨煤機(jī)加載壓力適當(dāng)降低，保持在6.512MPa．并對(duì)該磨的出口分離器擋板進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整．將煤粉調(diào)粗．其余2臺(tái)磨煤機(jī)磨制準(zhǔn)格爾煙煤．從而達(dá)到較好的摻配效果。
摻燒比例過(guò)大，易造成帶負(fù)荷能力降低。在負(fù)荷240 MW以下，按照設(shè)計(jì)煤種．從2臺(tái)磨煤機(jī)磨制褐煤過(guò)程來(lái)看，配燒30%褐煤，在帶相同負(fù)荷時(shí)，給煤量增加15—20t/h。給煤量增加時(shí)，為保持合適的風(fēng)、煤配比．燃燒所需的空氣量也有所增加，這樣就必須根據(jù)煤量的變化及時(shí)調(diào)整一次風(fēng)壓、二次風(fēng)壓的設(shè)定值，或者改變運(yùn)行磨的風(fēng)量配置．從而滿(mǎn)足給煤量增加所需氧量的需求：否則，將會(huì)造成磨煤機(jī)差壓增大，磨煤機(jī)由于堵塞導(dǎo)致跳磨事故。由于給煤量、風(fēng)量的增加，造成過(guò)熱汽、再熱汽汽溫偏高，排煙熱損失增加，特別是在240MW以上時(shí)，送、引風(fēng)機(jī)入口擋板已經(jīng)開(kāi)至90%以上、給煤量165t/h以上．帶負(fù)荷較困難。在汽機(jī)背壓維持30 kPa以下時(shí)，高負(fù)荷1臺(tái)摻燒褐煤的情況下，負(fù)荷下降15—20 MW。負(fù)荷變化對(duì)摻燒比例影響很大．而且負(fù)荷響應(yīng)速度受到影響，新豐電廠投ACC，負(fù)荷變化頻繁。
實(shí)踐證明，如果4臺(tái)磨煤機(jī)運(yùn)行．每臺(tái)磨煤機(jī)摻燒50%比例的褐煤，機(jī)組最高只能維持86%左右的出力。摻燒褐煤后大約降低鍋爐效益0.8%。由于褐煤煤質(zhì)不穩(wěn)定，壓力波動(dòng)較大，造成爐側(cè)各參數(shù)波動(dòng)．增加了調(diào)整難度。
4.3磨煤機(jī)出口溫度的控制
在燃用褐煤的情況下．鍋爐的排煙溫度略有升高，因?yàn)樵谪?fù)荷相同時(shí)給煤量超出設(shè)計(jì)煤種的給煤量。根據(jù)鍋爐的風(fēng)煤配比情況，給煤量的增大，一、二次風(fēng)壓勢(shì)必增大．風(fēng)量的增加，造成了煙氣量的增大，所以排煙溫度升高，鍋爐效率下降。為了進(jìn)一步驗(yàn)證燃用該煤種對(duì)鍋爐效率的影響．2009 -08對(duì)2號(hào)爐進(jìn)行了性能試驗(yàn)．在240 MW分別對(duì)燃用100%準(zhǔn)格爾煤及摻燒40qo褐煤的情況進(jìn)行對(duì)比．結(jié)果是褐煤排煙溫度比全部燃用準(zhǔn)格爾煤高出5.65℃．鍋爐效率下降0.8%。為此，針對(duì)褐煤，適當(dāng)提高磨煤機(jī)出口溫度，增加氧量，試驗(yàn)取得了良好的效果。經(jīng)測(cè)試．飛灰可燃物下降了0.6%．鍋爐效率提高了0.15%。摻燒褐煤時(shí)，磨煤機(jī)出口溫度不宜低于55℃。
4.4鍋爐運(yùn)行工況的觀察與調(diào)整
低負(fù)荷時(shí)，由于燃料量減少，爐膛溫度低，爐膛內(nèi)燃燒狀況不夠穩(wěn)定．時(shí)常發(fā)生燃燒器檢驗(yàn)不到火焰而發(fā)生跳磨的現(xiàn)象．因此在摻燒褐煤時(shí)必須加強(qiáng)對(duì)鍋爐工況的監(jiān)視，及時(shí)調(diào)整運(yùn)行參數(shù)，必要時(shí)立即采取措施并投油穩(wěn)燃。對(duì)2臺(tái)磨煤機(jī)磨制100%褐煤、其余2臺(tái)磨制100%準(zhǔn)煤進(jìn)行摻燒試驗(yàn)：負(fù)荷180 MW以上時(shí)．通過(guò)對(duì)鍋爐燃燒情況的觀察．沒(méi)有發(fā)現(xiàn)燃燒不穩(wěn)的現(xiàn)象：150 MW時(shí)．4臺(tái)磨煤機(jī)運(yùn)行較突出的問(wèn)題是磨煤機(jī)振動(dòng)，冷風(fēng)門(mén)開(kāi)度增加，有燃燒不穩(wěn)的現(xiàn)象，磨煤機(jī)電耗增加。實(shí)驗(yàn)表明，機(jī)組180 MW時(shí)．引風(fēng)機(jī)耗電率增加約2.12%．一次風(fēng)機(jī)電率增加約5%．送風(fēng)機(jī)電率增加2.2%。150 MW和180 MW負(fù)荷下?lián)綗囼?yàn)經(jīng)濟(jì)性分析見(jiàn)表2所示。
4.5空氣預(yù)熱器的監(jiān)督和維護(hù)
褐煤硫分高．造成尾部煙道低溫腐蝕幾率增大，因此在摻燒該煤種時(shí)要加強(qiáng)對(duì)空氣預(yù)熱器的監(jiān)督和維護(hù)。尤其在冬季，由于煙氣中含有水蒸氣，在燃料水分不多的情況下．空氣預(yù)熱器的低溫受熱面不會(huì)結(jié)露：但在燃燒過(guò)程中，由于灰分的性質(zhì)及所采用的燃燒方式的不同，燃料中的硫分就有可能形成S02及S03，并轉(zhuǎn)入煙氣中，煙氣中的S03與水蒸氣形成硫酸蒸汽，當(dāng)空氣預(yù)熱器低溫受熱面壁溫低于煙氣露點(diǎn)時(shí)，便有大量硫酸蒸汽凝結(jié)．從而導(dǎo)致空氣預(yù)熱器發(fā)生低溫腐蝕，甚至造成嚴(yán)重堵灰。為此，在冬季根據(jù)氣溫下降的情況及時(shí)投入暖風(fēng)器系統(tǒng)，保證送風(fēng)機(jī)入口的溫度在20℃以上。在暖風(fēng)器故障不能正常投入時(shí)．運(yùn)行中應(yīng)加強(qiáng)對(duì)空氣預(yù)熱器出、入口一次風(fēng)、二次風(fēng)及煙氣差壓的監(jiān)視，發(fā)現(xiàn)有脈動(dòng)現(xiàn)象及時(shí)采取措施，必要時(shí)立即更換煤種，以防空氣預(yù)熱器發(fā)生低溫腐蝕，造成堵灰。若供漿設(shè)備供漿不及時(shí)，吸收塔內(nèi)pH值不易維持最低值，因酸性過(guò)大，對(duì)管路腐蝕加大。褐煤燃燒后，煤黑較多，燃燒不充分，會(huì)影響石膏質(zhì)量。根據(jù)情況調(diào)整煤種比例。
4.6吹灰器的檢查
褐煤的灰熔點(diǎn)一般較低．在燃燒過(guò)程中容易沉積在水冷壁上．造成爐內(nèi)結(jié)渣和爐膛出口受熱面結(jié)焦。加強(qiáng)對(duì)吹灰器的檢查，發(fā)現(xiàn)結(jié)焦嚴(yán)重可增加吹灰次數(shù)，并加強(qiáng)看火孔的檢查，發(fā)現(xiàn)結(jié)焦及時(shí)清理。
5、結(jié)束語(yǔ)
在試驗(yàn)研究基礎(chǔ)上．通過(guò)合理地?fù)綗置�，確保了機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行，降低了發(fā)電成本。研究褐煤摻燒技術(shù)對(duì)緩解煤炭供應(yīng)緊張狀況、增大電力輸出、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要意義。
