李建和

火电厂掺烧非设计煤种经验浅谈

李建和

（江苏华电扬州发电有限公司，江苏 扬州 225002）

由于能源日益紧张，燃煤价格不断上涨，火电厂利润空间不断被压缩，掺烧低价煤种成为火电厂降本增效的必由之路。通过对不同煤种的特性分析和生产实践综合判断，提出了合理的掺配低价煤方案以及在实际生产中所采用的相应燃烧措施，以期提高火电厂的经济性与安全性。

火力发电厂；锅炉；掺配掺烧；稳定燃烧

1 燃煤掺烧是大势所趋

燃料费用占火电厂发电成本的70%左右，由于煤炭供应形势的变化，发电企业用煤较设计煤种有较大差别，而且电煤价格不断上涨，使发电成本不断上升，经营压力巨大。现在发电企业只能根据市场情况购煤，入厂煤存在煤源点布局广、煤种繁多、相互热值偏差大、燃烧特性偏差大、劣质煤多、粉煤多的问题。为了降低成本，提高电厂的经济效益，锅炉优、劣煤种混合掺烧是发电企业应对严峻的外部市场环境必然举措，而且将是一个长期的举措。

2 燃煤掺烧带来的问题

锅炉实际运行的过程中，当锅炉燃用设计煤种或煤质特性相近的煤种时，才能确保其安全性、经济性。即使在较低负荷工况下运行，锅炉也能稳定燃烧，且能快速适应电网的调峰需要。进入火电厂的往往是多品种、煤质特性差异较大的煤炭，锅炉在燃用偏离设计煤种的燃煤时会存在诸多问题。当锅炉燃用劣质煤，将会使其运行中出现以下不正常的现象：锅炉在实际运行中，当制粉系统、风烟系统、脱硫系统出力达到最大，锅炉负荷仍然达不到额定出力，给除灰等附属系统带来沉重的负担；锅炉排烟热损失增大，机械不完全燃烧热损失增大，飞灰含碳量增大等，锅炉效率下降，煤耗上升，每年还会浪费大量的动力煤；锅炉燃烧不稳定，炉膛负压晃动大，负荷波动，甚至会发生灭火放炮事故；入炉煤的煤质指标与设计煤种偏差较大时，灰成分也会发生改变，灰的熔点降低，炉内受热面结渣超温，飞灰量增加，尾部受热面磨损加剧，导致爆管，严重影响锅炉的安全运行；由于粉煤、泥煤的流动性差，经常造成原煤斗堵煤，作为直吹式制粉系统，磨煤机断煤严重影响燃烧的安全，处理不好影响的不仅仅是负荷，还可能导致锅炉灭火。

3 燃煤掺配掺烧方法选取方面坚持的原则

保证入炉煤质相对稳定，避免煤质大幅度波动，提高锅炉燃烧稳定性。为保证入炉煤质相对稳定，需要燃料生产部门与化学生产部门严格把关，细致化验、全面分析各种燃煤的成分与燃烧特性，做到合理掺配。

保证难着火、难燃尽煤种的煤粉细度，提高燃烧经济性。不同煤种可磨性系数不同，在燃料掺配时，不能只关注燃煤的发热量和挥发分，有时两种燃煤理论上物理掺配后发热量与挥发分均适合燃烧，却忽略了可磨性系数的差异，导致两种燃煤在磨煤机内部因磨细的难易程度而形成分段出粉、分段燃烧，这样就违背了混煤掺烧的初衷，没有达到保证安全与经济性的目的。

要综合考虑掺混煤种的着火、燃尽特性，合理进行二次风的分配；保证各煤种尽量充分燃尽，确保燃烧效率。因此，在混煤掺烧的生产实践中，应根据锅炉、制粉系统、掺混煤种特点等合理选取混煤掺烧方式，一旦条件发生变化，应改变相应的混煤掺烧方式。

4 燃煤掺烧情况下燃烧调整的一般原则

运行人员要及时了解当班燃用的煤质情况、煤种掺配方式。针对不同的煤质，做出有针对性的燃烧调整，做好防范措施、事故预想。

从思想上高度重视锅炉燃烧调整工作，优化磨组运行方式，尽量避免隔层燃烧。加强磨组煤量的优化分配及二次风的配比，加强对炉膛负压、热量信号、氧量、转向室烟温、磨煤机火检、就地观察燃烧器喷口着火情况的监视。

加强磨煤机运行工况的调整与监视，保证合适的风煤比。当磨煤机电流大于正常运行电流或磨煤机压差不正常增大时应加强石子煤的排放，减少下煤量并进行抽粉，防止堵磨，确保磨煤机运行工况的稳定。

5 燃烧掺烧煤的锅炉稳燃

根据入炉煤质分析报表，参照锅炉设计燃用煤种表中的数据，分析低负荷运行时燃烧工况的可靠性。在操作前做好有关的事故预想，减少炉内的扰动，从而避免锅炉发生灭火事故。

考虑到入炉煤的取样分析的低位热值与实际燃用煤的误差较大，在运行中，操作人员可利用CRT上显示的锅炉总煤量进行入炉煤低位热值的估算，计算方法是：入炉煤发热量（MJ/kg）=电负荷（kW）×10.5÷总煤量（t）。

低负荷下，尽量减少磨运行的台数，集中火嘴，提高煤粉浓度。尽量保证主力磨（#2、#3磨）的煤量不小于24 t/h，形成一个相对燃烧稳定的着火区域，利用上层磨进行负荷的调节。

加强炉内空气动力场的调整。一次风的调整：对于劣质煤由于灰份偏大，煤粉着火热增大，着火困难，而灰壳包裹碳粒，阻挡碳与氧气的接触界面，使燃烧推迟，所以，低负荷情况下，燃烧低价煤时，一次风在满足煤粉输送要求的情况下，尽量少用。利用各磨的一次风速来判断各磨的一次风量是否满足输送的要求。一般情况下，磨出口风速保证在20 mm/s以上，各火嘴出粉正常。运行时，经常性会遇到某个一次风速测点突然大幅度下降，甚至为0。如果该测点下降的同时，其他风速测点未变化，说明是测点故障，联系热控处理。如果其他风速测点升高，说明该风速测点处有积粉，该磨的一次风量偏低，尽快提高该磨的一次风量。同时就地观察火嘴着火情况，防止一次风管堵塞事故的发生。

二次风的调整：正常运行中，送风量与负荷相对应，控制的是过量空气量和二次风与炉膛负压的差压。低负荷时，氧量不宜太高，太高不利于着火，降低炉膛平均温度，但也不宜太低，由于低价煤易结焦，在还原性气氛里，结焦非常厉害。一般维持在3.0%左右为宜。二次风与炉膛负压的差压（下称二次风压）与负荷成线性函数关系，一般200 MW在5.5 kPa左右，300 MW在1.1 kPa左右。运行中在氧量确定的情况下，通过改变各二次小风门的开度来调节二次风压。燃烧低价煤时，低负荷下尽量采用上大下小式配风，即自下而上，风门开度逐渐增大，以实现分段送风，易于燃烧稳定。但中间二次风不宜太大，过早与一次风混合，不利于燃烧，同时使火焰发生偏斜，所以中间二次风一般采用“束腰”。最下风二次风也是常说的“托粉风”，其开度不宜太低，太低会导致灰渣中的可燃物大幅度增加，不完全燃烧使损失增加。

6 燃烧低价煤时，几种不利情况及相应的措施

低价煤的焦结性系数都很高，灰熔点低，易积灰结焦。运行中要注意调整，提高过量空气系数，控制氧量在3.0%以上。实践证明，在氧气不足的还原性气氛中，灰熔点有时会下降到150～200 ℃。提高烟气的流速，减少可燃物在受热面上的积存。严格执行定期吹灰，必要时加强吹灰的次数，保证受热面清洁，维持燃烧稳定。加强排渣，保证水封系统运行正常，及时补水。

低价煤燃尽度低，运行中加强排烟温度的监视，防止由于可燃物的积存，造成尾部烟道再燃烧，当排烟温度不正常升高时，及时吹灰、投碱冲洗水。

一般低价煤水分大，磨出口温度往往较低。燃烧低价煤时，尽量减少冷一次风，多用热一次风，必要时，关闭冷风隔绝门。可适当降低磨出口温度运行，一般维持在70 ℃左右运行，但不得低于65 ℃，燃烧还需注意各台磨入口温度，入口温度尽量≯260 ℃，长时间过高易造成磨内石子煤冒烟、着火。遇到该煤种时，停磨前及时排尽内部石子煤，同时进行充分抽粉，降低磨出口温度（＜70 ℃），防止磨内积留的煤粉发生缓慢氧化，使磨出口温度升高。

7 结束语

掺烧煤的燃烧调整是一个非常复杂的过程，遇到的问题远远不只提到的，例如低价煤流动性差，定期降仓，燃烧低价煤时，受热面磨损加剧，易超温爆管、油煤混烧易结焦等，通过不同煤种的掺烧实践的经验证明，只要认真抓好配煤掺烧工作及认真执行相关措施，可以对不同煤种的特性加以预测和控制，不同煤种的掺配掺烧工作便可以顺利进行，锅炉运行的安全与经济性得到保证，最终实现降本增效的目标。

［1］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（3）：188-193.

［2］赵志宏.火电厂多煤种掺烧的应用研究［J］.吉林电力，2017，45（5）：35-38.

TM621

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2019.17.037

2095－6835（2019）17－0083－02

李建和（1972—），男，江苏泰兴人，大专，高级技师，研究方向为发电厂锅炉运行。

〔编辑：严丽琴〕