分磨磨制掺烧晋城煤在超临界“W”型火焰锅炉上的实践

2020-11-09郑成杰封艳宏

中国设备工程 2020年20期

郑成杰，封艳宏

（神华国能宁夏鸳鸯湖煤电有限公司，宁夏银川 751400）

目前，直吹式制粉系统电站锅炉的混煤掺烧方式有传统的“炉前掺混，炉内混烧”，这种掺混方式对煤质特性差异相近的燃料比较适用，还有“分磨磨制，炉内掺混”的新型掺混方式，此种掺混方式则是综合考虑了掺煤煤种的相关煤质参数，如燃烧特性和可磨性等差异较大的情况，通过分别控制合理的煤粉细度，同时，兼顾了易燃煤种的着火性能和难燃烬煤种的燃尽性。晋城无烟煤属于有名的“三难”煤种：难磨碎、难着火、难燃烬，但是，热值高，价格相对便宜，如何取其长避其短，提高入炉煤的平均发热量及机组的带负荷能力，同时，创造一定的经济效益，通过“分磨磨制，炉内掺混”及其它辅助手段，可较好地解决此问题。

1 设备概况

某电厂3号炉为北京B&W公司生产的B&WB-1900/25.4-M型超临界参数变压直流炉。采用双进双出正压直吹制粉系统，“W”火焰燃烧方式，配置24只浓缩型EI-XCL低NOx双调风旋流燃烧器，对称布置在锅炉的前后拱上，与之配套的是6台上海重型机器厂生产的BBD4366型双进双出钢球磨煤机锅炉，主要设计参数见表1。设计燃用本地无烟煤，设计煤质见表2。

表1 锅炉主要设计参数

表2 主要设计煤质特性

2 掺烧晋城无烟煤经济性及安全性分析

3号炉2010年6月通过“炉前掺混，炉内混烧”的掺混方式，在本地无烟煤中掺烧了12%～15%的晋城煤。锅炉飞灰可燃物平均达到了11%，锅炉效率仅为89.2%。甚至高负荷时负压波动大，燃烧不稳，一周内出现几次负压波动至+1500Pa的情况。由于本地煤及晋城煤在可磨性上相差较大，可磨性差异较大的两种煤混合时，其可磨性不具有“加和性”，而是趋于难磨煤种，这两种混煤在磨煤机内一起磨制时，可磨系数低的煤“欠磨”，而可磨系数高的煤“过磨”，煤粉均匀性差，难燃尽的晋城煤煤粉颗粒偏粗，造成飞灰可燃物偏高。随着负荷的增加，磨煤机出力增大，一次风速增加，煤粉细度更加得不到保证，本地无烟煤的着火也相应推迟，对晋城煤的燃烧支持也相应下降。煤粉着火的整体推迟，势必会造成脱火，加之掺混并不一定完全均匀，难免局部会出现灭火，炉膛负压波动较大，也在情理之中。

3 分磨掺烧试验

燃用无烟煤的关键是控制煤粉细度，为保证晋城煤煤粉的细度及均匀性，“分磨磨制，炉内掺混”的掺烧方式是解决问题的有效手段。3号炉采用的是6台BBD4366型双进双出钢球磨煤机，裕量大，将晋城煤单独磨制，煤粉细度不难控制，这是该厂燃烧晋城煤的优势。根据经验公式无烟煤的最佳煤粉细度R90=Vdaf/2，因此，晋城煤的细度控制在4%以下比较合理。通过试验找出煤粉细度在4%左右时磨煤机的出力，合理控制磨煤机的钢球装载量，调整分离器折向挡板，找出最佳的掺混工况。

3.1 选取合适的磨煤机单独上晋城煤

根据炉内火嘴的布置，选取F磨单独上晋城煤，F磨的四个火嘴布置相对靠中间，都有相邻火嘴的火焰支持，周围温度相对较高，有利于晋城煤的着火及燃尽。6月30日晚班F磨单独上晋城煤，7月1日下午，取飞灰化验的含碳量为8.5%，晋城煤的掺混比例为15%左右，跟炉前掺混时的比例相当，分磨掺烧伊始飞灰下降，经济性提高。

3.2 提高磨煤机的钢球装载量

燃用本地无烟煤时，磨煤机电流为165～167A，单台磨煤机出力为60t/h左右，煤粉细度能控制在3%以下，将F磨换成晋城煤后，未做任何调整，磨煤机的出力只能维持在40t/h左右，且细度有6%～8%，更加体现了晋城煤难磨的特性。试验期间通过提高磨煤机的钢球装载量，磨煤机电流由168A升至173A，增加了磨煤机的碾磨出力。

3.3 分离器折向挡板的调整

F磨煤机增加钢球后，将分离器折向挡板由原来的3.5格关小至4.2格（共6格）。在调整的过程中，F磨出力由40t/h降至36t/h，细度控制在了4%以下。

3.4 确定合适的磨煤机的出力

通过逐步增加磨煤机的出力，测试不同出力下的煤粉细度及一次风管的风速，找出合适的磨煤机出力。磨煤机出力从32t/h开始增加，一次风管平均风速25m/s，细度R90为1.8%；当磨煤机出力增加到36t/h时，一次风管平均风速增至30m/s，细度R90为3.5%，增加至40t/h时，一次风管平均风速增至33m/s，细度为4.5%。一次风速偏高会影响煤粉着火的稳定性，因此，建议磨煤机出力控制在36t/h左右，以提高锅炉的经济性及稳定性。