330 MW火电机组贫煤锅炉改烧烟煤实践

张宝亮

（华电淄博热电有限公司，山东淄博255054）

330 MW火电机组贫煤锅炉改烧烟煤实践

张宝亮

（华电淄博热电有限公司，山东淄博255054）

通过330MW火电机组贫煤锅炉改烧烟煤实践，分析存在的问题，探讨双进双出制粉系统贫煤锅炉改烧烟煤的方法。在不进行设备改造前提下，改烧烟煤后，锅炉运行稳定性增强，机组耗油大幅降低，NOx排放指标降幅明显，喷氨量降幅30%，效果良好，为同类型锅炉拓宽燃煤结构，提高运行安全经济性提供借鉴。

锅炉；掺烧；烟煤；贫煤

0引言

华电淄博热电有限公司5号、6号机组1 110 t／h锅炉，设计燃用贫瘦煤，投产初期存在锅炉燃烧稳定性差、脱硝前NOx排放高、锅炉运行效率低、正常运行中飞灰可燃物平均7.5%左右，经燃烧优化调整后飞灰降低至5%～6%，但喷燃器脱硝改造后，飞灰可燃物升高至8%～9%，导致锅炉达不到设计效率，严重影响机组运行经济性，同时由于燃煤市场变化，贫瘦煤采购困难，价格高，机组运行利润降低，能耗指标居高不下，为降低能耗指标，提高锅炉效率，对锅炉燃煤由贫瘦煤，逐步进行掺烧烟煤，最终达到完全改烧烟煤。

锅炉改用烟煤后，排烟温度升高导致排烟损失增大，但固体未完全燃烧损失降低，总体锅炉效率提高2.5%，超过设计值0.72%；同时燃用烟煤后，锅炉燃烧稳定性增强，机组耗油大幅降低，NOx排放指标降幅明显，喷氨量降幅30%，达到了改烧烟煤预期的效果。

1 机组设备状况

5号、6号机组锅炉为某锅炉厂生产制造的DG-1109.5／17.5-Ⅱ12型亚临界、一次中间再热、自然循环汽包炉，单炉膛、尾部双烟道、平衡通风、固态排渣，全钢架悬吊结构、Π型露天布置，采用3台正压直吹式一次风机制粉系统，喷燃器采用水平浓淡燃烧器、四角切圆燃烧、假想切圆直径790 mm，设计燃用山西贫煤，锅炉保证热效率92.29%，设计煤种参数见表1。

表1 设计煤种参数

2 改烧烟煤情况分析

挥发份高的烟煤含碳量低、燃点低、易着火、燃烧时间短，贫瘦煤挥发份相对较低、燃点高、燃烬性能差［4］。因此在锅炉设计上，贫煤锅炉呈瘦高型、烟煤锅炉呈矮胖型。当贫煤锅炉燃用挥发份较高的烟煤时，锅炉运行状况和有关参数将变化，通常炉膛出口烟温降低，喷燃器着火距离拉近，主汽温度、再热汽温度降低，同时燃用烟煤时炉膛容积热负荷、断面热负荷、燃烧区域热负荷较贫煤要求低，所以改烧烟煤更容易产生结焦问题。因此，探索贫煤锅炉燃用高挥发份的煤种时锅炉安全运行问题十分必要。

为保证锅炉运行的安全性，改烧烟煤采用循序渐进，由贫瘦煤逐步添加掺烧烟煤，直至达到改烧烟煤的方式。

2.1 掺烧烟煤的方法

根据燃煤灰熔点不同将高挥发份烟煤分为高灰熔点烟煤（灰熔点在1 400℃以上）和低灰熔点烟煤（灰熔点在1 100～1 200℃）分别与贫瘦煤进行不同比例、类别添加掺烧［1］。

掺烧前制定锅炉掺烧低熔点烟煤运行操作措施，掺烧期间，严格控制磨煤机一次风母管压力、风速在合理范围内，防止喷燃器结焦；严格控制磨煤机及分离器出口温度不超80℃，停运磨煤机时必须将磨煤机抽空、给煤机皮带上的原煤走空，防止制粉系统积粉自燃；加强对锅炉蒸发量、给煤量、主汽温、再热汽温、管壁温度、各段烟温、磨煤机出口温度、一次风速、风压、氧量、飞灰、煤粉细度、SO2、NOx、烟尘等参数的监视和分析；及时测量炉膛四角火焰温度；建立专门表格进行记录；同时做好制粉系统防止火灾的应急处置预案，确保掺烧烟煤试验顺利进行。

1）分磨掺烧方式具有制粉系统控制方便、炉内燃烧过程有利于燃尽、减少结渣诸多优点；且不存在混煤不均的问题；

2）炉前掺混方式，根据煤质要求在煤场按一定比例掺配，混煤进入锅炉各煤仓［2］。

受上煤条件制约，分磨掺烧难度较大，采用了炉前掺混方式掺烧。在原燃贫煤基础上添加30%低灰熔点烟煤；观察燃烧器的着火情况、炉膛及屏过的结渣状况、炉膛出口烟气温度变化等，经3～5天时间运行，无影响锅炉安全的异常情况，锅炉运行稳定后，逐步添加烟煤量将烟煤的掺烧比例提高到50%，观察锅炉运行状况后按10%的比例逐步提高烟煤量，直到最大许可掺烧比例，在最大掺烧比例下，连续运行1周，考核锅炉运行的安全稳定性。低灰熔点烟煤掺烧完毕后，根据掺烧数量，在此基础上改用高灰熔点烟煤掺烧，直到达到掺烧烟煤最大量。经过烟煤掺烧，达到了改烧烟煤，其中低灰熔点烟煤可占50%的状况。

改烧前后参数对比见表2。

表2 改烧前后参数对比

2.2 掺烧烟煤安全性因素

2.2.1 燃烧器喷口烧损问题

锅炉的设计煤种为贫煤，一次风速的设计也是按照贫煤设计，在掺烧烟煤时，着火点提前，存在燃烧器喷口烧损问题，掺烧中采取的措施是按烟煤要求的温度，控制磨煤机出口温度，适度提高一次风速，根据风速在线测量装置，控制一次风速28 m／s，同时加强对一次风喷口出口着火情况的观察，并定时对喷口温度进行测温。

根据实际运行数据及改烧烟煤运行1年后炉内检查，喷口运行温度无明显升高，喷口无烧损现象。

2.2.2 制粉系统自燃、爆炸问题

锅炉制粉系统为双进双出钢球磨直吹式制粉系统，安装有防爆门，对煤种适应性较强，自身具备制备高挥发分烟煤的能力。

当掺烧高挥发分煤时，无论掺烧比例大小，制粉系统的控制必须按高挥发烟煤的要求控制磨煤机出口温度，停磨时抽空制粉系统煤粉，杜绝制粉系统的积粉，并加强巡检，主要巡检部位为分离器的挡板、管道弯头膨胀节，做好制粉系统的防爆工作。

全部改烧烟煤后，制粉系统运行稳定，无积粉。

2.2.3 控制炉内结渣问题

燃烧器布置采用较小直径的假想切圆，具有减缓结焦的先决条件［3］，锅炉掺烧及全烧烟煤期间，随时观察结渣情况，并做出适当的运行调整，同时通过分析相同负荷下各段烟温的变化，对各对流受热面的结渣、积灰情况进行分析；其次加强炉膛吹灰，这不但可以控制炉内的结渣程度，对缓解屏过的结渣也是有利的。

掺烧期间若出现掉大焦，导致炉膛负压波动大，或掉焦过多造成除渣装置无法连续正常排渣时，降低掺配比例。

全部改烧烟煤后，锅炉炉膛负压未出现明显波动，在低灰熔点煤量达到50%以上比例时，炉膛落焦次数增多，尺寸增大，但未造成运行波动，除渣装置运行正常、锅炉燃烧稳定。为防止炉内大量结焦造成不良后果，对灰熔点小于1 200℃的烟煤可以按50%的比例进行掺配控制。

2.2.4 燃烧稳定性

由于烟煤挥发份高、含碳量低、燃点低、易着火，着火性能优于贫瘦煤，燃用烟煤后，观察炉内燃烧稳定，炉膛火焰变的白亮，火检信号充满度增强，波动幅度减小，特别是低负荷工况，能够保证良好燃烧。

2.3 掺烧烟煤运行经济性

飞灰含碳量变化。由于烟煤的着火稳定性、燃尽性好于贫瘦煤，掺烧烟煤飞灰、炉渣含碳量将呈降低趋势［4］，根据实际运行数据统计，改烧烟煤后飞灰含碳量由燃用贫煤的7.7%降低至2.46%，灰渣损失降低了2.98%。

排烟温度变化。燃用烟煤后，磨煤机出口温度降低，需要掺用冷一次风，导致排烟温度升高7～8℃，排烟热损失增大，根据统计计算数据，排烟损失增大0.53%。

汽温、减温水量、各段烟温变化。燃用烟煤后，由于着火提前，炉膛出口温度略有降低，根据统计运行数据，炉膛出口温度降低了30℃，汽温降低2～3℃，通过调整配风方式，汽温能够提高至燃用贫煤状态；减温水量减少，各段烟温无明显改变。

NOx排放浓度。燃用烟煤前，SCR前NOx浓度平均为600mg／m3，超出SCR处理能力，燃用烟煤后SCR前NOx浓度降为380 mg／m3。每月用氨量由90 t降至65 t，降幅27.8%。

燃油量。由于烟煤的着火稳定性好于贫瘦煤，燃用烟煤后，炉膛燃烧异常稳定，炉膛火焰变的白亮，波动幅度减小，机组正常稳燃油油量减少，启动用油量明显降低，同时冷态启动采用小油枪，启动用油量由45 t降至17 t，节油60%以上。

3 结语

双进双出制粉系统锅炉，在不进行设备改造前提下，改烧烟煤是成功的，改烧烟煤后，锅炉运行稳定性增强，机组耗油大幅降低，NOx排放指标降幅明显，喷氨量降幅30%，效果良好，同时拓展了进煤渠道。

虽然贫煤锅炉高度高于烟煤锅炉，造成汽温降低，但通过调整配风方式，上调喷口角度，能够保证汽温正常，降低磨煤机出口温度、排烟温度升高，但飞灰的大幅降低，完全能够弥补排烟温度升高导致的效率降低。

［1］樊泉桂，肖立家，李玉昆.张家口电厂300 MW机组锅炉掺烧低灰熔点煤的运行特性分析［J］.热力发电，2005，34（5）：20-23.

［2］段学农，朱光明，焦庆丰，等.电厂锅炉混煤掺烧技术研究与实践［J］.中国电力，2008，41（6）：51-54.

［3］赵振宁，佟义英，方占岭，等.300 MW锅炉掺烧低灰熔点煤种的应用研究［J］.动力工程，2009，29（6）：516-527.

［4］李斌，王茂华.300 MW锅炉掺烧阳泉煤运行可靠性和经济性［J］.锅炉制造，2000（3）：9-14.

［5］岑可法，周昊，池作和.大型电站锅炉安全及优化运行技术［M］.北京：中国电力出版社，2003.

330MW Thermal Power Plant Boiler Burning Bituminous Coal in Practice

ZHANG Baoliang
（Huadian Zibo Thermal Power Co.Ltd.，Zibo 255054，China）

A description is given to the practice of fired-coal change from meager coal to bituminous coal on a 330MW power generation unit.An analysis is done of existing problems.Under discussion is the method for double-in double-out meager coal pulverizing system of boilers to cope with fuel change from meager coal to bituminous coal.Without transformation of the main equipment，after the coal change，operation stability of the boiler improved and unit fuel consumption greatly reduced，NOxemission index fell significantly，ammonia injection volume declined by as much as 30%，achieving satisfactory effect.The practice is of great value of reference for the same type of boiler to broaden firing-fuel range and improve operation safety.

boiler；mix-coal combustion；bituminous coal；meager coal

TK16

B

1007-9904（2015）08-0064-03

2015-04-15

张宝亮（1964），男，从事电厂生产技术管理工作。