掺配煤燃烧方案与稳定燃烧措施

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  摘要:随着电煤供应的紧张,劣质煤掺烧是目前各火电厂都必须面对的课题,本文介绍了田家庵电厂掺烧劣质煤的方案与稳定燃烧措施,在实际生产中取得了良好的效果,可为其他兄弟厂掺烧劣质煤提供借鉴。
  关 键 词: 劣质煤;配烧;燃烧;稳定
  Abstract: along with the electricity supply tensions, inferior coal combustion is the power plant must face the problem, this paper introduces the Tianjiaan power plant burning inferior coal project and combustion stability measures, in the actual production has achieved good results, for other brothers plant burning inferior coal to provide reference.
  Key words: Inferior coal burning;burning;stable;with
  中图分类号:P618.11文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2012)
  
  
   1.前言
   淮南田家庵发电厂现装机两台300MW汽轮发电机组,所配锅炉为上海锅炉厂制造的1025T/H亚临界压力、中间再热、燃煤、露天、强制循环汽包炉,燃烧方式为四角切圆燃烧,每台锅炉配置四组中间储仓式乏气送粉制粉系统,设计燃用煤种为淮南原煤,其可燃基挥发份为33.8%,低位发热量19228 kj/kg。
   近年来,由于燃煤市场逐渐转变为卖方市场,煤炭供应紧张,发电厂已不可能燃用单一设计煤种,在保证锅炉安全、经济运行的条件下,以设计煤种为基础,同时配用劣质煤种的混配燃烧,已成必然。由于不同煤种的组成和特性不同,从原煤掺配,煤粉磨制到燃烧过程,都与燃用单一设计煤种有较大差异,它并不是几个煤种的简单叠加,如果配煤得当,提高制粉设备、燃烧设备的可靠性,强化锅炉燃烧调整,则可以保证锅炉燃烧稳定,降低发电厂燃料成本。田家庵发电厂每年消耗原煤总量200万吨,其中1/3为非设计煤种,如果配烧不当,将会引起锅炉效率降低,受热面结焦积灰严重,锅炉达不到额定出力,燃烧不稳定,甚至发生熄火停炉事故。可见,制定不同煤种的科学配烧方案和强化锅炉稳定燃烧的措施,对确保机组安全、经济运行意义重大。
   2.燃用劣质煤对锅炉运行的影响
   近年来,田家庵电厂燃用的设计煤种——淮南原煤占全厂燃煤总量的2/3,其余的要自筹煤源,而自筹煤源煤种较杂,有淮南地方小矿煤,有外省及省内其它矿的煤,这些煤挥发份低、灰份大、矸石多,煤质难以保证,对锅炉稳定运行影响较大,主要体现在以下几方面:
   2.1 挥发份低。挥发份是煤粉着火、稳定燃烧的重要指标,挥发份低,则煤粉的着火温度高,进入炉膛后的着火点推迟,降低了燃烧的稳定性,增加了燃烬的难度,小矿煤炭的挥发份一般在12~16%,远低于设计值,若大量同时燃用该煤种,将会给锅炉稳定燃烧造成较大隐患。
   2.2 热值低。田家庵电厂配用劣质煤的低位热值在16500kj/kg左右,其灰分含量高,固定碳含量低,煤粉着火及燃烧困难,燃煤耗量增加,炉膛出口烟温升高,锅炉减温水用量增加,尤其是再热汽减温水量。严重时所有给粉机转速达上限,锅炉仍达不到额定出力。其中#5炉因空气预热器漏风率较大,在环境温度稍高时若燃用较多劣质煤,则造成引风机出力不足,锅炉不得不低氧燃烧,既威胁燃烧的安全,又使引风机耗电率增加,排烟温度增高,不完全燃烧损失增大,锅炉效率降低。燃煤量的增加,又使磨煤机的制粉压力增大,尤其是煤潮时,原煤过粘,极易造成原煤管、给煤机积煤,磨煤机堵塞,在连续阴雨天气,运行人员清理、疏通制粉系统,运行维护量大。飞灰量的增加,使锅炉炉膛、水平烟道、尾部烟道受热面积灰、磨损加剧,需增加对受热面的吹灰次数和受热面防磨检查次数。
   2.3矸石多。煤中矸石多,煤粉磨制困难,磨煤机钢球耗量增大,制粉能力下降,制粉能耗增大,煤粉仓粉位较难维持,严重时机组不得不降低负荷运行。为提高制粉出力,使得制粉出力能满足锅炉负荷的需要,采用增加磨煤机内通风量,但通风量增加造成煤粉细度降低,煤粉着火和燃烬困难,锅炉排烟温度升高,效率降低,机组煤耗增大,经济性降低。
   2.4安全隐患大。综上所述,如果劣质煤种用量过多,势必给锅炉燃烧稳定、机组负荷及经济运行产生较大影响。田家庵电厂曾因短时煤源紧张,被迫较多燃用劣质煤,而发生了因燃煤热值低,给粉机出力达上限,而锅炉蒸发量不能满足机组带满负荷的需要;也发生过制粉出力低、煤粉仓粉位无法保证,而不得不短时降低负荷运行。因此,制订科学的劣质煤配煤方案和相应地稳定燃烧技术措施,是确保锅炉安全、经济运行的关键。
   3.制定配煤方案
   针对劣质煤供应情况,首先要从煤场管理入手,制定切實可行地输煤配烧方案,最大程度地减少对锅炉的影响。
   3.1 煤场管理办法
   3.1.1 田家庵电厂有煤场一个,筒仓两个,储煤量共约7万吨。为充分利用煤场的调节作用,对煤场划分不同的区域,其中劣质煤全部存放在煤场北部,南煤场全部堆放淮南矿务局的优质煤,筒仓主要存优质干煤,在雨天或火车来煤较潮时,为锅炉提供可靠煤质。
   3.1.2 来煤进厂后,根据煤炭来源地、入厂煤质化验结果,及目测及手感等经验判断,将不同煤种分别存入指定煤场。
   3.1.3煤场每月盘点一次,了解各种煤质的存煤数量,便于科学调度。
   3.2 输煤及配烧方案
   3.2.1配烧原则:长期配烧,避免短时大量燃用劣质煤。规定A、B、D原煤仓上设计煤种,C仓配烧劣质煤,为保证劣质煤的用量,机组负荷在220MW以上时,C层给粉机转速高于其它层给粉机转速,低负荷运行时适当降低C层给粉机转速。
   3.2.2向煤仓上煤时,由一条皮带专门输送劣质煤至两台炉的C仓,另一条皮带输送优质煤,避免同一条皮带上煤时可能将劣质煤混入其它煤仓。
   3.2.3当两台炉的C仓进满劣质煤后(或机组因其它原因不能配烧劣质煤时),而火车来的劣质煤又很多的情况下,则将劣质煤转入指定的北煤场存放。
   3.2.4当火车来煤较潮时,向锅炉输煤采用双系统皮带运行的输煤方式,将潮煤和筒仓的煤按1:1或1:2的比例通过犁煤器混合输送到同一原煤仓。
   3.2.5当班值长根据每台机组运行状况、预计负荷等,可临时改变配煤方案,如机组长时间满负荷运行,燃烧或制粉设备故障、消缺时,则不配、少配劣质煤或分时段配烧劣质煤。
   3.2.6向锅炉输送煤种和数量提前告知机组运行人员,同时加强对入炉煤的采质和化验工作,保证煤质化验报告准确,并及时录入MIS系统,供运行人员查看。
   4.完善锅炉稳定燃烧措施
  对锅炉燃烧系统进行科学地完善并采取强化燃烧的措施,确保锅炉燃烧稳定,有力配合燃用劣质煤。
   4.1保证炉内良好的空气动力工况和四角燃烧器风粉分配均匀。田家庵电厂在2008和2009年的机组大修中,完善了锅炉一、二次风速在线检测装置,对锅炉燃烧器进行了冷态空气动力场试验,对有贴边现象的燃烧器安装角度进行了适当校正,同时调整了二次风箱大风门开度。机组运行后又对锅炉的一次风速进行了热态调平标定,同时规定每班对各二次风、周界风挡板开度检查校对一次,确保四角同层一、二次风档板开度一致,位置正确,配比均匀。规定四角给粉机保持同时运行,不采用停一、二台给粉机的燃烧调节方法。
   4.2 提高煤粉气流着火的稳定性。将配烧劣質煤的C层一次风速控制值比设计值降低2~4m/s,以保持与其它层相同的着火点,在DCS系统中增加了一次风速低报警功能,便于及时冲洗一次风管,防止低风速引起一次风管堵塞,并按规定对一次风管定期冲洗。
   为保持较佳的煤粉浓度,有利于煤粉着火、燃烧,每层给粉机转速控制在最高转速的50~80%,偏离此范围,则进行切、投层给粉机。
   提高配烧劣质煤的C制粉系统煤粉细度,每周两次分析煤粉细度参数,由于田家庵电厂采用的是乏气送粉方式,为保持一次风速的稳定,运行中使用磨煤机乏气再循环来改变磨煤机内通风量,同时辅助调节粗粉分离器折向门和粗细筒位置,确保煤粉细度在要求范围内。
   4.3发挥燃烧器煤粉浓淡分离装置的最佳效益。浓淡分离装置将进入炉膛的煤粉气流分离为浓相和淡相,向火侧的浓相有利于煤粉着火,背火侧的淡相可防止煤粉冲刷水冷壁,浓淡分离装置的切向角度是保证浓淡分离效果的关键。在2008和2009年的机组大修中,发现锅炉部分浓淡分离器切向板角度发生了偏移,全部进行了校正。
   4.4加强煤粉仓管理,确保给粉机下粉连续、均匀。中间储仓式制粉系统的煤粉仓若管理不善,煤粉发生结块或粉位较低(0.5~1米)时,易造成给粉机下粉不连续、不均匀,威胁锅炉燃烧的稳定。为此我们制定了“煤粉仓管理制度”,规定正常情况下,各粉仓粉位不低于1米;每天对四个粉仓中的一个进行一次有效降粉,降粉时最低粉位降到0米,以破坏松散的粉块;机组长时间低负荷运行时,停用的给粉机进行定期切换;严格按规定开关粉仓吸潮阀,保持吸潮管道的通畅,防止水蒸汽长时间滞留煤粉仓产生凝结造成煤粉结块,有效
  地防止了煤粉的结块。
   4.5保持稳燃油枪的可靠性。每日白班对稳燃油枪进行试投,确保进、退自如,油枪畅通;每周对油枪雾化片进行检查,保证其良好地雾化效果。充分发挥气化小油枪的功能,在燃烧不稳时及时投入气化小油枪稳定燃烧。
   5.制定运行燃烧劣质煤技术措施
   在实际运行中,制定运行燃烧劣质煤技术措施要求运行中正确执行,保证燃烧稳定。
   5.1每值接班后,煤质检验中心应及时将本班要燃用的准确的煤质分析数据汇报值长。
   5.2接班时单元长、主值应了解上个班燃煤情况,并就地检查实际来煤接班后汇报值长,了解本班要燃用的煤种及煤质分析,随时掌握煤质变化,掺烧比例,合理组织燃烧,如遇煤质差,煤潮等煤种时,各炉组捣煤工具齐全,输粉机、燃油系统应处于正常良好备用状态,并做好事故预想。
   5.3应尽量保持高粉位运行,以利于给粉机下粉流畅.
   5.4 因煤质原因,负荷带不上,但给粉机出力均在额定值时,不能盲目加大给粉量,应汇报值长,申请降低机组负荷。
   5.5下层给粉机是燃烧基础,当燃劣质煤时,要切至手动方式运行,并保持适当的转速。根据煤质,燃烧情况合理使用风量,下联箱水封、大灰斗水封应正常。
   5.6冲洗煤粉管道时应在机组带75%额定负荷以上、燃烧稳定的情况下进行,一次只允许冲洗一根煤粉管道,略停若干分钟后才能冲洗第二根。一次风挡板应逐渐缓慢开关。
   5.7加强对制粉系统的监视与分析,对磨煤机进、出口压差、磨后温度、电流,排粉机出口风压、电流来分析制粉工况,掌握下煤情况,以保证磨出口在60-65℃左右。换风操作必须做到:操作稳、调整稳、排粉机出口风压的变化应控制在200Pa内幌动。当煤种突变,挥发份过低或给粉机故障影响燃烧,火检、火焰电视图象显示着火不稳时,应迅速投油助燃。
   5.8在燃劣质煤期间,单元长、主值应经常到就地观察炉膛燃烧情况,必要时应投油稳燃。
  6.结束语
   通过对煤场的科学化管理,充分利用煤场对不同煤质分区域存放的有利条件,及时准确地掌握各煤场的燃煤质量,严格执行配煤和输煤方案,加强对锅炉燃烧设备的维护、调整,发挥燃烧设备的最佳效能,提高运行人员燃烧调整的技能,使劣质煤配烧工作规范化、标准化、制度化,目前厂配烧劣质煤工作进展顺利,自去年实施该方案后,未发生燃烧不稳定、机组限制负荷等异常情况。事实证明,只要做到优化配制、混合掺烧,就能够保证锅炉燃烧的稳定,就能够达到机组稳发、满发、节能降耗之目的。
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