论文部分内容阅读
【摘 要】本文分析了电厂常用高挥发分褐煤的特点，以及掺烧高挥发分褐煤以后给制粉系统带来的影响，侧重分析掺烧高挥发分褐煤种关键技术及相关危险点预控，制定了电厂高挥发分褐煤掺烧办法和燃用高挥发分褐煤运行控制措施，对将来我厂1、2号机投产以后掺烧高挥发分褐煤具有较大的参考价值和借鉴意义。
【关键词】超超临界机组;锅炉;掺烧;高挥发分褐煤;预控;
一、概述
某火力发电厂 一期2*1000MW燃煤汽轮发电机组的锅炉主设备由哈尔滨锅炉厂有限责任公司制造，三菱重工业株式会社提供技术支持，锅炉型号：HG3100/28.25-YM4型，锅炉是超超临界变压运行直流炉、采用П 型布置、单炉膛、低 NOX PM 主燃烧器和 MACT 燃烧技术、反向双切圆燃烧方式，炉膛采用内螺纹管垂直上升膜式水冷壁、一次中间再热、调温方式除煤/水比外还采用烟气分配挡板、燃烧器摆动、喷水等方式。锅炉采用平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构。制粉系统配置6台北京电力制造总厂生产ZGM123-II型磨煤机，最大出力为93t/h。
高挥发分褐煤因其有可观的价格优势，已成为我国东南沿海地区火电厂燃用的重要煤种之一。所以，目前许多沿海电厂机组投入商业运行以来，大部分时间锅炉掺烧高挥发分褐煤种，面对高挥发分褐煤的挥发份高、水份高、粘度大、热值变化大等系列极端特性，制粉系统时刻处于一种是高危险工况。通过对同类型机组的调研发现，经过长期实践，已经摸索出一套详细的、切实可行的预控技术，来确保锅炉的安全、稳定、高效运行，将来为我厂高挥发分褐煤的掺烧工作顺利实施提供技术保障。
二、煤种特性
高挥发分褐煤具备以下特性：挥发份高、水份高、热值高偏差大（发热量偏差较大）、着火点低、粘度高、可磨性低。
三、高挥发分褐煤掺烧以后对制粉系统的影响及应对措施
掺烧高挥发分褐煤以后制粉系统出现的问题有制粉系统的堵煤、自燃、着火、爆炸、空预器排烟温度高等，通过对沿海同类型电厂的调研，总结了几个方面的问题。
1.制粉系统发生堵煤
1.1原因分析：
1）雨季，露天煤仓，煤湿，在原煤仓给煤机进口或给煤机落煤管堵煤。
2）原煤粘度大，给煤机给煤量大，在给煤机落煤管堵煤。
3）由于原煤较湿，在给煤机内部容易造成局部积煤，出现给煤机皮带卡涩、打滑的现象。
4）原煤水份高，磨煤机出力未达最大，但磨一次风量不足或一次风压低，容易造成磨煤机堵煤。
5）燃用高挥发分褐煤的制粉系统，建议长时间运行，防止水分大容易造成给煤机入口管道堵煤。
1.2制粉系统堵煤的应对措施
1）及时掌握上煤煤质情况，对于雨季，要做好运行方式的调整，做好断煤的事故预想;上煤采取分堆方法：依据现场煤堆情况，对不同煤仓尽可能地上不同堆的煤，对于大雨天，要挑选干煤上1～2个煤仓，确保至少一个原煤仓有干煤，煤场原煤含水严重时，特殊情况可以采用煤船直接向原煤仓上煤的方式，但要注意大煤块的消除;控制上煤的湿度。雨天原煤仓空气炮正常备用，要专人不定时对煤仓打空气炮，空气炮用不了的，要有专人用大锤敲打煤仓，防止煤仓堵煤。
2）制粉系统必须有专人检查，重点检查给煤机下煤情况（给煤机观察孔必须清晰），发现原煤较湿，降低磨煤机给煤率;如果机组出力不足可增投磨煤机;适当加大磨煤机一次风量;监视磨煤机磨碗差压在正常范围内;加强给煤机和磨煤机工况的监视;适当提高磨煤机出口温度运行;尽可能的保持每台磨煤机煤量一致;加强磨煤机石子煤的排放。
3）加强运行磨煤机的监视，发现磨煤机电流快速下降、风量降低、出口温度上涨、主汽压下降说明给煤机可能堵煤，应立即采取措施。可停运给煤机，并派人至就地检查，防止落煤管、磨煤机等严重堵煤;如果一台磨煤机堵煤而跳闸，应加強其他磨煤机煤量的监视，防止煤量过多而堵煤;如果原煤带水较多，机组带不上负荷，应降低负荷运行直至磨煤机能正常运行为止。堵煤处理过程注意事项：堵煤磨煤机随时都有吹干的可能，吹干时应及时调整磨煤机出口温度，同时也要注意主汽压和汽温的调整，防止锅炉超压和超温。
2.制粉系统自燃、着火、爆炸
2.1原因分析：
1）磨煤机停磨过程中由于吹扫风量不够或吹扫时间不足。
2）磨煤机停磨过程，磨出口门未关闭时，冷风和热风门关闭太快，导致煤粉管回火。
3）磨煤机石子煤着火，没有及时处理，石子煤排放不畅导致刮板碰磨以后引发火灾。
4）磨煤机跳闸后，由于吹扫不彻底导致挥发份积聚在磨内部，重新启动前没通蒸汽吹扫，当微油枪点火或者开启磨出口门后引发自燃爆炸。
2.2制粉系统自燃、着火、爆炸的应对措施
1）磨煤机启动前必须测量煤仓温度<40℃，并作好相应的台账记录;启动和停止磨煤机，要保证足够的一次风量，停止磨煤机前要将磨内的原煤吹尽直至煤火检没有为止，对于煤粉管道偏长或有死角的磨煤机，要加长吹扫时间，加大吹扫风量;禁止在停磨过程中将冷风调节门或热风调节门快速关闭，避免对制粉系统产生较大的扰动;跳闸后的磨煤机如果需要再次启动，则应严格执行先通消防蒸汽3-5分钟→开磨煤机出口门→开冷风门的操作，防止开出口门时炉内高温烟气引发磨煤机内高挥发份爆炸事故。
2）燃用高挥发分煤种时，要严格控制磨出口温度不能超限（详见曲线），当挥发份大于45%及以上高挥发分褐煤种要特别注意;对于运行中的磨煤机应该加强石子煤的排放和监督工作，防止石子煤着火;
严格控制磨煤机的风煤比，尽量避免低风量、低一次风速长期运行，通过电科院做实验时对磨煤机的入口风量测点和一次风速的测点进行检查核对其测量值的准确性;如果发生因石子煤着火引起的运行中的磨煤机跳闸，要立即投入消防蒸汽进行灭火;运行中的磨煤机应该严格控制磨进口一次风温度，禁止入口一次风温>250℃、出口温度>70℃，防止煤粉在磨内爆炸。 3.空预器排烟温度高的原因分析
为了防止磨煤机着火，通过开大冷风、关小热风的办法抑制磨煤机的进出口温度，这样就造成了通过空预器的热一次风量的减少，冷一次风量的增加，空预器整体换热效果减弱，排烟温度的上升，影响机组的经济性。
四、掺烧高挥发分褐煤的建议和措施
掺烧高挥发分褐煤工作，是一项长期而又繁杂的工作里面涉及到的东西包括了很多，通过对其他兄弟电厂的调研和大家结合以前的工作经验总结中提出了很多建设性的意见，我们归纳为煤场部分、输煤部分、制粉部分、附属系统部分四大类。
1.煤场部分
高挥发分褐煤在煤场的存储时间不宜过长，当环境温度较高且积存超过10天时，应有防止自燃的措施，每班应定期检查煤堆内的温度，并做好相应的台账记录，当温度升高到60℃以上时，及时查明原因并采取措施;组堆完毕后，应建立组堆档案，写明堆号、进厂时间和监测温度等;当储煤场发生积煤自燃应立即灭火，对于大面积自燃，采用推土机处理时，应防止堆煤塌方和推土机滑坡情况的发生;在基建期要注意严禁在储煤场的地下敷设电缆、蒸汽管道，易燃、可燃液体及可燃气体管道。
2.输煤部分
输煤系统应配备足够的消防设施和除尘装置，除尘后环境的粉尘浓度应达到防爆要求，输煤皮带采用阻燃皮带;对于易积粉的电缆部位，应采取相应的隔离措施;对除尘系统和通风装置、火灾报警装置检查形成定期工作，皮带着火后应立即停止皮带运行，用灭火器或水从着火两端逐渐扑灭;若上煤时发生自燃，应采用消防水扑灭火种后再上煤;上煤时应及时清除煤中携带的草、木材、油脂、雷管等易燃易爆物。
3.制粉部分
3.1原煤仓
在基建期应该检查原煤仓的内壁应完整光滑，以保证将来煤流的通畅，操作中应注意磨煤机冷、热风门及给煤机出口插板门应关闭严密，每个原煤仓设置煤位监测装置不得少于2点，且应装设高、低煤位信号，原煤仓有存煤的备用磨煤机最好在48h內切换一次，计划停炉时间超过1周时，应将原煤仓内积煤烧净，定期检测原煤仓外壳温度，不得超过60℃，否则应通入惰性气体，当发现原煤仓内出现煤粉自燃或燃烧时，应立即进行惰化或灭火。
3.2给煤机
运行人员应定期用红外测温仪检查给煤机外壳温度有无异常变化，给煤机箱体温度最高不得超过70℃。制粉系统正常停运时，应将给煤机内存煤转净。当给煤机故障停运时，运行人员应增加检查频次，发现异常及时处理。给煤机清扫链应运行平稳，无卡涩等异常现象，给煤机检修前，应隔离给煤机设备，并清理净积煤、积粉。
3.3磨煤机
对于磨煤机而言在掺烧高挥发分褐煤之前应该在入口热一次风管道宜装设防爆门，一次风管道上应装设快速关断门，并保证关闭严密，在磨煤机的本体装CO测点，在石子煤箱内应装设温度测点，制粉系统在运行时，应注意测量仪表、信号、保护、联锁、隔绝门、调节门以及供气（汽）和供水阀门及灭火设施的完好性，磨煤机出口温度应控制在60℃～70℃，石子煤箱体温度不得超过磨煤机入口混合风温度，磨煤机石子煤斗应定期排放，严禁石子煤存留时间过长。当发生断煤时，应采用关小热风门、开大冷风门的方法，降低磨煤机出口温度。在磨煤机检修时应该检查石子煤刮板磨损情况，若磨损超标，应立即更换;对于制粉系统检修工作票发出前前应全面检查，确认无积粉和火源后，方可开始工作。
4.附属系统
4.1电除尘器
启炉前应确保灰斗无存灰，并投入除灰系统;停炉后应及时将灰斗积灰排净。在启停炉、煤油混烧、长期低负荷运行等情况下，严禁进行灰斗人工放灰作业。当仓泵温度达到可作业温度时，方可打开检查孔进行积灰清理及内部检查。
4.2干除渣渣仓
锅炉点火期间，应将渣仓内的大渣及时排空。
五、总结
通过实施褐煤掺烧，并对生产过程中的危险分析及时把控，通过一定的积累给企业带来了相当可观的经济效益，为企业的创收增效提供了有力的保障。
（作者单位：神华（福州）罗源湾港电公司）
【关键词】超超临界机组;锅炉;掺烧;高挥发分褐煤;预控;
一、概述
某火力发电厂 一期2*1000MW燃煤汽轮发电机组的锅炉主设备由哈尔滨锅炉厂有限责任公司制造，三菱重工业株式会社提供技术支持，锅炉型号：HG3100/28.25-YM4型，锅炉是超超临界变压运行直流炉、采用П 型布置、单炉膛、低 NOX PM 主燃烧器和 MACT 燃烧技术、反向双切圆燃烧方式，炉膛采用内螺纹管垂直上升膜式水冷壁、一次中间再热、调温方式除煤/水比外还采用烟气分配挡板、燃烧器摆动、喷水等方式。锅炉采用平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构。制粉系统配置6台北京电力制造总厂生产ZGM123-II型磨煤机，最大出力为93t/h。
高挥发分褐煤因其有可观的价格优势，已成为我国东南沿海地区火电厂燃用的重要煤种之一。所以，目前许多沿海电厂机组投入商业运行以来，大部分时间锅炉掺烧高挥发分褐煤种，面对高挥发分褐煤的挥发份高、水份高、粘度大、热值变化大等系列极端特性，制粉系统时刻处于一种是高危险工况。通过对同类型机组的调研发现，经过长期实践，已经摸索出一套详细的、切实可行的预控技术，来确保锅炉的安全、稳定、高效运行，将来为我厂高挥发分褐煤的掺烧工作顺利实施提供技术保障。
二、煤种特性
高挥发分褐煤具备以下特性：挥发份高、水份高、热值高偏差大（发热量偏差较大）、着火点低、粘度高、可磨性低。
三、高挥发分褐煤掺烧以后对制粉系统的影响及应对措施
掺烧高挥发分褐煤以后制粉系统出现的问题有制粉系统的堵煤、自燃、着火、爆炸、空预器排烟温度高等，通过对沿海同类型电厂的调研，总结了几个方面的问题。
1.制粉系统发生堵煤
1.1原因分析：
1）雨季，露天煤仓，煤湿，在原煤仓给煤机进口或给煤机落煤管堵煤。
2）原煤粘度大，给煤机给煤量大，在给煤机落煤管堵煤。
3）由于原煤较湿，在给煤机内部容易造成局部积煤，出现给煤机皮带卡涩、打滑的现象。
4）原煤水份高，磨煤机出力未达最大，但磨一次风量不足或一次风压低，容易造成磨煤机堵煤。
5）燃用高挥发分褐煤的制粉系统，建议长时间运行，防止水分大容易造成给煤机入口管道堵煤。
1.2制粉系统堵煤的应对措施
1）及时掌握上煤煤质情况，对于雨季，要做好运行方式的调整，做好断煤的事故预想;上煤采取分堆方法：依据现场煤堆情况，对不同煤仓尽可能地上不同堆的煤，对于大雨天，要挑选干煤上1～2个煤仓，确保至少一个原煤仓有干煤，煤场原煤含水严重时，特殊情况可以采用煤船直接向原煤仓上煤的方式，但要注意大煤块的消除;控制上煤的湿度。雨天原煤仓空气炮正常备用，要专人不定时对煤仓打空气炮，空气炮用不了的，要有专人用大锤敲打煤仓，防止煤仓堵煤。
2）制粉系统必须有专人检查，重点检查给煤机下煤情况（给煤机观察孔必须清晰），发现原煤较湿，降低磨煤机给煤率;如果机组出力不足可增投磨煤机;适当加大磨煤机一次风量;监视磨煤机磨碗差压在正常范围内;加强给煤机和磨煤机工况的监视;适当提高磨煤机出口温度运行;尽可能的保持每台磨煤机煤量一致;加强磨煤机石子煤的排放。
3）加强运行磨煤机的监视，发现磨煤机电流快速下降、风量降低、出口温度上涨、主汽压下降说明给煤机可能堵煤，应立即采取措施。可停运给煤机，并派人至就地检查，防止落煤管、磨煤机等严重堵煤;如果一台磨煤机堵煤而跳闸，应加強其他磨煤机煤量的监视，防止煤量过多而堵煤;如果原煤带水较多，机组带不上负荷，应降低负荷运行直至磨煤机能正常运行为止。堵煤处理过程注意事项：堵煤磨煤机随时都有吹干的可能，吹干时应及时调整磨煤机出口温度，同时也要注意主汽压和汽温的调整，防止锅炉超压和超温。
2.制粉系统自燃、着火、爆炸
2.1原因分析：
1）磨煤机停磨过程中由于吹扫风量不够或吹扫时间不足。
2）磨煤机停磨过程，磨出口门未关闭时，冷风和热风门关闭太快，导致煤粉管回火。
3）磨煤机石子煤着火，没有及时处理，石子煤排放不畅导致刮板碰磨以后引发火灾。
4）磨煤机跳闸后，由于吹扫不彻底导致挥发份积聚在磨内部，重新启动前没通蒸汽吹扫，当微油枪点火或者开启磨出口门后引发自燃爆炸。
2.2制粉系统自燃、着火、爆炸的应对措施
1）磨煤机启动前必须测量煤仓温度<40℃，并作好相应的台账记录;启动和停止磨煤机，要保证足够的一次风量，停止磨煤机前要将磨内的原煤吹尽直至煤火检没有为止，对于煤粉管道偏长或有死角的磨煤机，要加长吹扫时间，加大吹扫风量;禁止在停磨过程中将冷风调节门或热风调节门快速关闭，避免对制粉系统产生较大的扰动;跳闸后的磨煤机如果需要再次启动，则应严格执行先通消防蒸汽3-5分钟→开磨煤机出口门→开冷风门的操作，防止开出口门时炉内高温烟气引发磨煤机内高挥发份爆炸事故。
2）燃用高挥发分煤种时，要严格控制磨出口温度不能超限（详见曲线），当挥发份大于45%及以上高挥发分褐煤种要特别注意;对于运行中的磨煤机应该加强石子煤的排放和监督工作，防止石子煤着火;
严格控制磨煤机的风煤比，尽量避免低风量、低一次风速长期运行，通过电科院做实验时对磨煤机的入口风量测点和一次风速的测点进行检查核对其测量值的准确性;如果发生因石子煤着火引起的运行中的磨煤机跳闸，要立即投入消防蒸汽进行灭火;运行中的磨煤机应该严格控制磨进口一次风温度，禁止入口一次风温>250℃、出口温度>70℃，防止煤粉在磨内爆炸。 3.空预器排烟温度高的原因分析
为了防止磨煤机着火，通过开大冷风、关小热风的办法抑制磨煤机的进出口温度，这样就造成了通过空预器的热一次风量的减少，冷一次风量的增加，空预器整体换热效果减弱，排烟温度的上升，影响机组的经济性。
四、掺烧高挥发分褐煤的建议和措施
掺烧高挥发分褐煤工作，是一项长期而又繁杂的工作里面涉及到的东西包括了很多，通过对其他兄弟电厂的调研和大家结合以前的工作经验总结中提出了很多建设性的意见，我们归纳为煤场部分、输煤部分、制粉部分、附属系统部分四大类。
1.煤场部分
高挥发分褐煤在煤场的存储时间不宜过长，当环境温度较高且积存超过10天时，应有防止自燃的措施，每班应定期检查煤堆内的温度，并做好相应的台账记录，当温度升高到60℃以上时，及时查明原因并采取措施;组堆完毕后，应建立组堆档案，写明堆号、进厂时间和监测温度等;当储煤场发生积煤自燃应立即灭火，对于大面积自燃，采用推土机处理时，应防止堆煤塌方和推土机滑坡情况的发生;在基建期要注意严禁在储煤场的地下敷设电缆、蒸汽管道，易燃、可燃液体及可燃气体管道。
2.输煤部分
输煤系统应配备足够的消防设施和除尘装置，除尘后环境的粉尘浓度应达到防爆要求，输煤皮带采用阻燃皮带;对于易积粉的电缆部位，应采取相应的隔离措施;对除尘系统和通风装置、火灾报警装置检查形成定期工作，皮带着火后应立即停止皮带运行，用灭火器或水从着火两端逐渐扑灭;若上煤时发生自燃，应采用消防水扑灭火种后再上煤;上煤时应及时清除煤中携带的草、木材、油脂、雷管等易燃易爆物。
3.制粉部分
3.1原煤仓
在基建期应该检查原煤仓的内壁应完整光滑，以保证将来煤流的通畅，操作中应注意磨煤机冷、热风门及给煤机出口插板门应关闭严密，每个原煤仓设置煤位监测装置不得少于2点，且应装设高、低煤位信号，原煤仓有存煤的备用磨煤机最好在48h內切换一次，计划停炉时间超过1周时，应将原煤仓内积煤烧净，定期检测原煤仓外壳温度，不得超过60℃，否则应通入惰性气体，当发现原煤仓内出现煤粉自燃或燃烧时，应立即进行惰化或灭火。
3.2给煤机
运行人员应定期用红外测温仪检查给煤机外壳温度有无异常变化，给煤机箱体温度最高不得超过70℃。制粉系统正常停运时，应将给煤机内存煤转净。当给煤机故障停运时，运行人员应增加检查频次，发现异常及时处理。给煤机清扫链应运行平稳，无卡涩等异常现象，给煤机检修前，应隔离给煤机设备，并清理净积煤、积粉。
3.3磨煤机
对于磨煤机而言在掺烧高挥发分褐煤之前应该在入口热一次风管道宜装设防爆门，一次风管道上应装设快速关断门，并保证关闭严密，在磨煤机的本体装CO测点，在石子煤箱内应装设温度测点，制粉系统在运行时，应注意测量仪表、信号、保护、联锁、隔绝门、调节门以及供气（汽）和供水阀门及灭火设施的完好性，磨煤机出口温度应控制在60℃～70℃，石子煤箱体温度不得超过磨煤机入口混合风温度，磨煤机石子煤斗应定期排放，严禁石子煤存留时间过长。当发生断煤时，应采用关小热风门、开大冷风门的方法，降低磨煤机出口温度。在磨煤机检修时应该检查石子煤刮板磨损情况，若磨损超标，应立即更换;对于制粉系统检修工作票发出前前应全面检查，确认无积粉和火源后，方可开始工作。
4.附属系统
4.1电除尘器
启炉前应确保灰斗无存灰，并投入除灰系统;停炉后应及时将灰斗积灰排净。在启停炉、煤油混烧、长期低负荷运行等情况下，严禁进行灰斗人工放灰作业。当仓泵温度达到可作业温度时，方可打开检查孔进行积灰清理及内部检查。
4.2干除渣渣仓
锅炉点火期间，应将渣仓内的大渣及时排空。
五、总结
通过实施褐煤掺烧，并对生产过程中的危险分析及时把控，通过一定的积累给企业带来了相当可观的经济效益，为企业的创收增效提供了有力的保障。
（作者单位：神华（福州）罗源湾港电公司）