锅炉燃用劣质煤的运行分析及对策.pdf

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1、全国火电 300MWe 级机组能效对标及竞赛第三十九届年会论文集 锅炉 416 锅炉燃用劣质煤的运行分析及对策 杨欣荣 （国投靖远第二发电有限公司 甘肃 白银 730919） 【摘 要】近年来，随着电煤市场供求关系的变化，电煤价格持续上涨，供应紧张，品质恶化，锅炉频繁灭 火，极大的影响到各发电公司的生产经营，对锅炉燃用劣质的危害进行分析，不断优化措施进行防范控制，是目前 每个发电厂必须面对的课题。本文对我公司机组锅炉燃用劣质煤的情况进行分析，并采取相应对策，从进煤、掺配 和燃烧调整、灰渣处理等环节进行操控管理，降低燃煤变化对机组安全经济运行的影响，取得了一定的效果，可作 为借鉴交流。 【关键词

2、】电煤 锅炉 燃烧调整 安全 经济运行 1 引言 靖远第二发电公司 300MW 机组，所配锅炉均为武汉锅炉厂生产的压临界、中间一次再热、自然 循环煤粉炉，型布置，单炉膛，四角切圆燃烧方式，燃烧器均为直流燃烧器，分上下两组布置， 制粉系统均为正压直吹式制粉系统。 5、6 炉制粉系统所配磨煤机为上海重型机械厂生产的五台 HP863 中速碗式磨，设计出力为 48t/h，7、8 炉制粉系统所配磨煤机为沈阳重型机械厂生产的三台 BBD3854 双进双出钢球磨，设 计出力为 53t/h。 我公司为典型的坑口电站，临近黄河与煤矿，设计煤质为靖远矿务局王家山矿和魏家地矿的混 煤，该煤种挥发份较高，发热量高，结

3、焦性强，磨损指数高，属于易着火，易结焦，难磨的烟煤， 额定工况下燃料消耗量为 120t/h。 序号 项 目 工业分析及元素分析% 代号 设计煤 王、魏 校核一 王家山 校核二 魏家地 1 可燃基挥发分 Vh 28.58 31.9 25.25 2 应用基灰分 Ay 22.34 16.81 28.09 3 应用基低位发热量 KJ/kg Qdw 21,743 22,183 21,299 4 可磨性系数(BTU 法) Kkm 1.17 1.15 1.17 5 磨损指数 Ke 5.5 7 4.1 6 融化温度 T2 1,198 1,181 1,215 近年来，由于燃料市场变化较大，电煤供应紧张，掺假、卖

4、假现象严重，锅炉燃用煤质越来越 偏离设计值，最严重的时候低位发热量个别时段不足 15MJ/KG，应用基灰分达到 40，锅炉燃煤量 较设计值增加近一倍，导致机组无法带到调令负荷。燃煤热值大幅变化，造成锅炉燃烧恶化，除灰 全国火电 300MWe 级机组能效对标及竞赛第三十九届年会论文集 锅炉 417 除渣困难，直接影响到锅炉的安全经济运行。为积极应对，根据我公司燃用煤质变化情况，对劣质 煤运行中出现的问题和危害进行分析，制定出相应可操作性的对策予以实施，可以在很大程度上减 轻煤质恶化对设备安全经济运行方面的影响。 2 煤质变化对设备安全运行的影响分析 2.1 燃烧恶化锅炉灭火：煤质差主要表现在灰分

5、增加，发热量下降，从锅炉盘面主要体现在主汽压 力降低，单位发电量对应的给煤率增加。煤质恶化时，煤粉燃烧对应的温度提高，所需热量增加， 其中灰分的增加阻隔了传热，影响了高温烟气与可燃物的良好混合，挥发份的降低造成煤粉引燃困 难，使炉膛温度降低，很容易发生锅炉灭火事故。我公司上半年就因煤质差间接造成两次灭火事故： 一次是7 炉引风机事故处理过程中跳闸，投油助燃不及时造成锅炉“失去所有燃料”MFT 动作，而 磨煤机跳闸的原因就是“失去煤火焰” ；另一次是8 炉在无任何操作，无任何征兆的情况下瞬时灭 火，MFT 动作原因显示“失去所有火焰” ，给运行人员带来巨大的心理压力。 2.2 造成设备磨损加剧：

6、制粉量的增加和锅炉烟气飞灰的增加造成制粉系统和锅炉四管磨损加剧， 随着煤质变差，机组同样负荷下制粉量需要增加，为了满足机组带负荷要求，制粉系统经常在高负 荷和超负荷情况下运行，而煤中的矸石及杂物增加使制粉更加困难，导致煤粉变粗，磨损性加剧， 制粉系统频繁泄漏。锅炉烟气量及烟气中飞灰的增加使烟道烟气流速增加，造成锅炉各段受热面及 空预器磨损加剧，管壁减薄，严重时锅炉爆管。 2.3 辅机运行安全性下降：煤质变差造成锅炉产生的灰渣量增大，烟气中飞灰增加造成电除尘卸灰 困难，经常高料位运行可能发生电场短路和灰斗超重等现象，同时影响到引风机的安全运行，今年 7、8 炉小修引风机检查过程中发现导叶磨损严重

7、，工作叶片也有不同程度的磨损。灰渣系统超出 力运行，设备不能得到及时良好的维护，经常需要人工除灰、除渣，不但增加了工作量，而且增加 了安全隐患。 2.4 磨煤机故障率增加：劣质煤中杂物的增加，尤其是煤矸石，造成磨煤机排渣量增大，排渣困难， 我公司 HP863 磨煤机排渣频率由投产时的 2 小时一箱增加到目前的半小时一箱，排渣系统运行非常 脆弱，经常发生排渣口堵塞，螺旋输送机卡涩，提升机断链等故障，需要频繁停磨处理，临时排渣 时还污染环境。双进双出磨煤机随着磨内矸石的累积，制粉能力降低，煤粉品质变差，较粗的煤粉 经常沉积在煤粉管的垂直管段下部，造成煤粉管堵塞，在吹通过程中很容易造成炉内工况扰动。

8、 2.5 磨煤机断煤：我公司燃用的劣质煤中灰分粘性大，潮湿情况下很容易板结，在原煤仓中造成蓬 煤，我公司7 炉曾发生六个原煤仓同时五个发生蓬煤的事故，幸亏是双进双出磨煤机有蓄粉能力， 及时进行助燃和投油未发生严重后果。原煤仓蓬煤敲打过程中安全性差，容易造成人身伤害，敲打 过程中由于煤阀不严向原煤仓返风还造成煤粉泄漏，污染环境。 2.6 机组出力：受制粉系统和引风机出力限制，煤质严重恶化时机组无法带额定负荷运行。 3 煤质变化对设备经济运行的影响分析 3.1 造成锅炉效率下降：劣质煤燃烧过程中由于飞灰阻隔可燃物与高温烟气不能及时混合，造成着 火时间推迟，需要提高送风量加强扰动混合，同时飞灰的增加

9、造成烟气量增加，排烟热损失增加； 全国火电 300MWe 级机组能效对标及竞赛第三十九届年会论文集 锅炉 418 而炉膛温度低、煤粉粗造成可燃物的燃烬程度差，使机械不完全燃烧热损失增加；灰渣量的增大使 灰渣物理热损失增加；劣质煤燃烧过程中煤粉燃烬程度差，锅炉效率降低。 3.2 辅机电耗大幅上升：燃用劣质煤，输煤、制粉量、灰渣量均大幅增加，造成相应设备电耗上升； 为保证充分燃烧和输送能力，一次风电耗和送风电耗均有所上升，同时造成了引风机电耗的上升。 3.3 助燃油消耗增加：劣质煤燃烧过程中炉膛稳定低，经常发生燃烧不稳的现象，需要投入稳燃装 置，5、6 采用小油枪，可起到助燃时降低油耗的作用。7、

10、8 炉助燃用等离子装置故障时仍需要 投油助燃，而7、8 炉油枪耗油量相对较大。同时等离子水耗、电耗、消耗件的更换也是一笔不小 的费用。 3.4 设备维护量和维护费用增加： 燃用劣质煤过程中， 设备的磨损和过负荷运行造成设备故障率高， 维护量大，费用升高。尤其是制粉系统和锅炉本体，锅炉尾部受热面基本全部加装了防磨护瓦，磨 煤机易磨件的更换较燃烧正常煤种时增加了近一倍，而且设备的频繁启停使设备可靠性降低，启停 费用增加。 3.5 磨煤机石子煤排放量成倍增加，造成相应的热量损失，运输成本增加。 4 锅炉燃用劣质煤的对策 4.1 组织措施：为解决劣质煤掺烧情况下现场的突发问题，明确责任，协调好各专业、

11、部门的配合 工作，我公司成立设备部牵头的组织机构，对煤质恶化期间的一些突发情况进行协调处理，合理利 用人力设备资源，组织好内部供应，应对外部市场变化，提高了煤质恶化运行期间的响应速度。 4.2 加强煤场管理，合理掺烧：随着电煤供应紧张，入厂煤管理难度加大，量质矛盾加剧，为控制 原煤质量，对来煤严格检查，同时对严重掺假的进行警戒性惩罚，虽然使入厂煤量受到一定影响， 但却对其他矿点起到了警示作用，使其不敢随意掺混，对煤场的杂物随时进行清理，防止其进入皮 带对设备造成损坏。在掺烧方面及时优化掺烧方案，时刻保持煤沟有一定量存煤，上煤过程中对大 矿煤和各矿点的小窑煤进行分仓混和掺烧，对下层制粉系统保证煤

12、质较好的大矿煤供应，保证下层 燃烧器燃烧，在下层制粉系统停运检修时，及时调整上煤方案，将大矿煤上在停运磨的相邻上层， 以确保锅炉的燃烧稳定。 4.3 加强设备的的检查维护工作： 4.3.1 制粉系统磨损件磨损的检查和更换频次， 停炉过程中对尾部受热面磨损情况全部检查并进行 记录分析。 4.3.2 为减少原煤中杂物挡在磨煤机分离器折向挡板上对磨煤机出力和煤粉细度的影响， 对分离器 进行改造，增加一路回粉管将锥体内外分开，大大的减少了由于回粉管堵塞造成的煤粉品质恶化现 象。同时制定磨煤机分离器清理计划，定期对粘附在分离器挡板上的杂物进行清理，对回粉管的灰 分情况进行检查，保证磨煤机的出力正常，目前

13、清理周期为 20 天左右，基本保证了分离器的正常运 行。 4.3.3 针对劣质煤中由于灰分的增加，对火检的污染加快，在运行中加强对火检信号的监视，发现 问题及时联系处理，同时热工根据煤质变化情况增加对火检探头的检查清擦次数。 4.3.4 加强日常灰渣系统的检查维护，渣沟结垢量达到渣沟宽度的 1/3 以上、渣沟喷嘴堵塞或出水 全国火电 300MWe 级机组能效对标及竞赛第三十九届年会论文集 锅炉 419 量低时及时疏通，渣浆泵电流低至 160A 灰渣系统酸洗，以确保灰渣系统的出力。 4.4 及时优化煤质差机组稳定运行措施，适应煤质变化，主要包括以下几点： 4.4.1 树立安全是机组运行最大的经济

14、的意识， 在保证安全运行的前提下不断优化系统设备的运行 状况和运行方式，提高机组运行的经济性，不能以增加安全运行风险为代价追求一时的经济，防止 出现低风量、低风压、制粉出力偏差过大、暖风器投入不足、辅助风配风不合理的现象发生。 4.4.2 煤质恶化及时申请调度机组负荷由磨煤机出力确定，5、6 炉在煤质恶化，总给煤率达 140T/H 以上而机组负荷达不到目标负荷且仍有下降趋势时，及时启动备用制粉系统，保持 5 台磨煤 机运行，7、8 炉磨煤机出力低，要求一次风压不能超过 9.0Kpa 以控制磨煤机运行正常，煤粉品 质合格，从而保持燃烧稳定。 4.4.3 煤质恶化期间盘前人员要按有关规定做好检查巡

15、盘工作，对吸、送风机、磨煤机、柱塞泵、 灰浆泵、渣浆泵等转机的参数要及时掌握，发生炉膛负压大幅度波动或超过两个角火检频闪，炉内 火焰发暗、闪烁，应立即投入等离子或相邻小油枪稳燃，防止锅炉灭火事故的发生。 4.4.4 机组调峰升降负荷过程中增减风量、煤量应缓慢，调整时注意炉膛压力避免波动过大，给煤 率增减每分钟内不大于 10T，防止造成炉内燃烧状况的大幅度扰动，7、8 炉尤其注意容量风调整 要平稳。 4.4.5 燃烧器尽量采用集中运行方式，适当提高磨煤机出口风温强化燃烧，5、6 炉磨煤机出口 不超过 95，7、8 炉分离器出口不超过 85。 4.4.6 机组负荷变化或锅炉燃煤变化较大时，集控主值

16、要及时通知燃、灰、脱硫专业主值做好相应 的调整、监督工作，锅炉进行吹灰、液压关断门开关操作时与灰水加强联系，保持炉膛负压稳定， 做好除渣、除灰工作，保证灰渣系统畅通。 4.4.7 燃运对每天的来煤情况进行掌握， 并依煤种的变化和来煤量做好掺烧工作， 做好燃煤的管理、 输送工作，防止三块对输煤系统的正常运行造成影响，及时向当值值长汇报当天的来煤情况及上煤 情况，当来煤不稳时每天向相关人员通报一次来煤及掺烧情况，来煤较稳定时每周通报一次。 4.4.8 煤质恶化期间， 热试增加煤粉细度的取样化验频次， 除定期测试外还增加了异常情况的测试。 并且每天对锅炉燃烧情况就地检查一次，根据燃烧情况和炉膛温度及

17、时指导运行人员做相应调整， 每天下班前将当天的入炉煤分析主要参数报表、飞灰、炉渣分析报表、当天燃烧检查情况和需要运 行注意的事项汇总下发值内作为调整参考。 4.4.9 管理人员定期对所管理的设备、燃烧状况巡回检查，协助运行人员优化运行方式，重点对影 响安全经济运行的缺陷进行协调处理，避免因消缺不到位影响设备、系统安全运行。 4.5 对设备进行改造，提高其运行的经济性和安全性：为减少燃油的消耗量，我公司在进行小油枪 改造的基础上，将所有锅炉备用油枪设计处理 1.6T/H 的枪头更换为 0.8T/H，既满足了助燃要求又 减少了油耗。将5、6 炉的捞渣机下部两台碎渣机改为可移动式，在渣量大时脱开进行

18、干除渣，减 轻了人力除渣的劳动量，避免了锅炉冷灰斗蓬渣，对7、8 炉煤粉管调节性能差的一次风可调缩孔 进行全面更换，通过冷热态一次风调平工作，保证了四角一次风速平衡，解决了由此产生的后墙粉 管由于距离远频繁堵管的问题。 全国火电 300MWe 级机组能效对标及竞赛第三十九届年会论文集 锅炉 420 5 结论 通过加强公司部门、专业间的协作配合，加强设备改造维护，采取切实有效的运行管理措施执 行，提高了劣质煤运行期间的应对效率，减少了事故发生的几率，在保障机组的安全运行的前提下， 提高了机组运行的经济性。 参考文献： 1300MW 机组运行和检修工人培训教材编写组， 锅炉责任编辑：方国良，1993 年 2靖远第二发电有限公司锅炉运行规程2007 年 3全国火电厂锅炉安全经济运行研讨资料汇编中国电力企业联合会科技服务中心 2005 年。