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摻燒印尼煤對機組安全穩(wěn)定運行的影響

文檔作者：易曉波文檔來源：福建大唐國際寧德發(fā)電有限責(zé)任公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年06月05日
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A而 電力安全技術(shù) 第13卷(2011年第8期)
摻燒印尼煤對機組安全穩(wěn)定運行的影響
易曉波
(福建大唐國際寧德發(fā)電有限責(zé)任公司，福建福安355006)
[摘要]介紹了福建大唐國際寧德發(fā)電有限責(zé)任公司超臨界機組配煤摻燒(主要是印尼煤)的
運行過程中所產(chǎn)生的一些實際問題，以及為解決這些問題在調(diào)整運行方式、制定配煤方案等方面采
取的一些措施，以期對其他機組摻燒類似煤種的安全、經(jīng)濟、環(huán)保運行起到一定的參考作用。
[關(guān)鍵詞]鍋爐；摻燒；運行；安全；制粉系統(tǒng)
1 概述
福建大唐國際寧德發(fā)電有限責(zé)任公司位于福建
省寧德市沿海地區(qū)，電廠來煤全部依靠海運。目前，
由于國內(nèi)電煤供應(yīng)及海運運力緊張，同時考慮到燃
料發(fā)電成本，電廠開展了配煤摻燒工作；在摻燒國
內(nèi)煤炭的同時，還大幅提高進口煤炭的摻燒比例，
產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟效益，這在國內(nèi)，特別是東南沿
海地區(qū)有著廣泛的應(yīng)用前景。由于摻燒煤種與設(shè)計
煤種參數(shù)差別很大，尤其是一些揮發(fā)分較高、具有
易燃特性的印尼褐煤，影響了機組的安全穩(wěn)定運行。
經(jīng)過不斷試驗和總結(jié)經(jīng)驗，獲得了各種摻燒方法下
機組的運行特性參數(shù)及設(shè)備主要性能，掌握了一些
應(yīng)對的方法，為機組長期穩(wěn)定運行提供了技術(shù)參考。
寧德發(fā)電公司600 MW 超臨界燃煤發(fā)電機組
配置哈爾濱鍋爐廠的HG-1900／25．4一YM4型超
臨界變壓運行直流鍋爐，鍋爐形式為一次再熱、單
爐膛、前后墻對沖燃燒、固態(tài)排渣、平衡通風(fēng)、全
懸吊結(jié)構(gòu)n型爐。鍋爐燃燒系統(tǒng)采用低NO 軸向
旋流煤粉燃燒器(LNASB)，不僅具有較好的自穩(wěn)
燃能力和較大的調(diào)節(jié)比，且在爐膛中布置的節(jié)距較
大，相鄰的燃燒器之間不需要相互支持。制粉系
統(tǒng)采用中速磨煤機正壓直吹冷一次風(fēng)方式，每臺
鍋爐配6臺HP1003型磨煤機；設(shè)計為5臺磨煤機
運行可滿足鍋爐BMCR工況出力。鍋爐配置2臺
31VNT1720(100)型容克式三分倉回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱
器，2臺AN35e6(V19+4。)型靜葉可調(diào)軸流式引風(fēng)
機，2臺FAF25—14—1型動葉可調(diào)軸流式送風(fēng)機，
2臺PAF18一l1．8—2型兩級動葉可調(diào)軸流式一次風(fēng)
一 一
機。鍋爐吹灰蒸汽系統(tǒng)分鍋爐本體受熱面吹灰和空
氣預(yù)熱器吹灰兩部分。煙氣脫硫系統(tǒng)采用石灰石一
石膏濕法脫硫工藝，輸灰方式為氣力正壓式。
2 設(shè)計煤種和摻燒煤種的燃料特性
寧德發(fā)電公司設(shè)計煤種為大同塔山煤，其摻燒
煤種則較多，國內(nèi)煤炭主要有伊泰煤、平?昆煤等，
進口煤炭主要有印尼煤、越南煤、澳大利亞煤等。
其中，以印尼煤摻燒量最多，且煤種最復(fù)雜。表1
列舉了大同塔山煤及幾種主要印尼煤的燃料特性，
包括高揮發(fā)分、高硫分、高灰分、低發(fā)熱量煤種。
表1 設(shè)計煤種和摻燒煤種的燃料特性
名稱 景
3 印尼煤的高揮發(fā)分對機組運行的影響和
應(yīng)對措施
印尼煤的高揮發(fā)分對機組安全運行影響最大，
第l3卷(2011年第8期) ’ 電力安全技術(shù)
主要表現(xiàn)在制粉系統(tǒng)的自燃爆炸上。一般優(yōu)先采
用和其他煤種爐前混配的方式對印尼煤煤質(zhì)進行調(diào)
整，以避免發(fā)生自燃爆炸。但當(dāng)印尼煤來煤量較大
時，一部分制粉系統(tǒng)就必須單獨磨制印尼煤。
3．1 對制粉系統(tǒng)運行中的影響
對于磨制印尼煤的制粉系統(tǒng)，在運行中可以采
用以下方法來防止其自燃爆炸。
(1)合理確定磨煤機出口溫度。出口溫度過高，
會導(dǎo)致磨煤機著火和煤粉在輸粉管中自燃；出口溫
度過低，煤粉可能在輸粉管中結(jié)塊、沉積，造成輸
粉管堵塞，進而也會引起輸粉管局部自燃、燒紅甚
至引發(fā)事故。通過試驗發(fā)現(xiàn)，單獨燃用印尼煤的磨
煤機出口溫度控制在55～7O℃比較合理，在此范
圍內(nèi)可以根據(jù)揮發(fā)分含量進行一定的調(diào)整。
(2)運行過程中磨煤機人口冷熱一次風(fēng)會有混
合不充分、溫度場不均勻的情況，可能造成磨煤機
一次風(fēng)入口局部溫度偏高，而且溫差隨著給煤量(磨
煤機出力)的增大而增大。對易燃的印尼煤來說，
這是磨煤機內(nèi)部著火潛在的點火源。因此，運行中
應(yīng)重點監(jiān)視磨煤機人口溫度，防止磨煤機出口溫度
合適而入口溫度過高造成磨煤機中煤著火，一般情
況下磨煤機的人口溫度應(yīng)控制在260℃以下。此外，
要加強對磨煤機石子煤的排放工作，及時將有著火
危險的石子煤排出。
(3)應(yīng)加強對制粉系統(tǒng)的就地檢查。用測溫儀
對磨煤機本體及出口各輸粉管的溫度進行檢查，監(jiān)
視運行情況，發(fā)現(xiàn)超溫、冒煙、冒火星、著火時要
及時處理。若輸粉管燒紅，應(yīng)停止磨煤機運行并吹
掃干凈，待溫度降至正常溫度、分析出故障原因后，
方可重新啟動磨煤機運行。排渣斗或側(cè)機體冒煙、
冒火星時，就地檢查磨煤機有無異音，判斷刮板運
行情況，迅速清理石子煤，加大冷風(fēng)量降低磨煤機
出、入口溫度，經(jīng)上述處理無效時，再停運制粉系
統(tǒng)檢查。
定期對制粉系統(tǒng)不嚴(yán)密處進行檢查，檢查的重
點部位為：磨煤機輸粉管、噴燃器人口、給煤機
平臺、磨煤機頂部。若發(fā)現(xiàn)有漏粉現(xiàn)象，應(yīng)立即處
理并清理干凈。此外，還要加強對附近電纜的積粉
檢查。
(4)嚴(yán)密監(jiān)視制粉系統(tǒng)各參數(shù)(出、入口溫度，
風(fēng)量，風(fēng)壓等)。如果能在第一時間發(fā)現(xiàn)著火，并
及時投入消防蒸汽，加大冷風(fēng)量進行吹掃，降低磨
A而
出口溫度，就有一定的機會將著火情況控制住。
3．2 對制粉系統(tǒng)啟停時的影響
制粉系統(tǒng)磨制印尼煤時的自燃爆炸絕大部分發(fā)
生在磨煤機的啟動和停止階段。因此，磨制印尼煤
時應(yīng)盡量保持磨煤機連續(xù)運行，避免不必要的啟停。
制粉系統(tǒng)在啟停時，可以采用以下方法來防止其自
燃爆炸。
(1)在啟動和停止階段，應(yīng)該控制磨煤機的出
口風(fēng)粉溫度≤60℃ ，人口風(fēng)溫≤200℃。
(2)磨煤機暖磨前通人消防蒸汽5 min左右，
啟磨時控制好出口溫度，溫度達到啟動條件后，馬
上啟動磨煤機。啟動時先開大冷風(fēng)門，關(guān)小熱風(fēng)
門；降溫后，再啟動給煤機加煤，并及時將給煤
量加至30 t／h以上。加煤時先開大冷風(fēng)門，再開
大熱風(fēng)門，整個過程中控制磨煤機出口溫度不超過
60℃ 。
(3)磨煤機停運時應(yīng)先關(guān)小熱風(fēng)門再減煤，冷
風(fēng)調(diào)門盡早開大，并及時關(guān)閉熱風(fēng)隔絕門。在準(zhǔn)備
停運前磨煤機出151溫度應(yīng)降至50℃。當(dāng)給煤量降
至最小時停運給煤機；磨煤機電機電流降至空載后
繼續(xù)運轉(zhuǎn)10 min，徹底排盡石子煤再停運；磨煤
機停運后再吹掃10 rain，通入消防蒸汽3 rain。整
個過程中通風(fēng)吹掃風(fēng)量不低于60 t／b_。
(4)制粉系統(tǒng)計劃停運時間超過l天時，建議
提前將原煤倉印尼煤燒盡，更換煤種后運行不少于
5 h。在燃用易燃煤的制粉系統(tǒng)備用期間，應(yīng)加強
檢查，防止煤在煤倉中或磨內(nèi)自燃。
3．3 設(shè)備檢查、調(diào)整和改造
(1)及時調(diào)整磨煤機分離器的擋板開度， 適當(dāng)
增大煤粉細(xì)度。這一方面可以減少煤粉在制粉系統(tǒng)
內(nèi)的停留時間，降低自燃爆炸的可能性；另一方面
可以增加煤粉著火時與燃燒器噴口的距離，防止噴
口附近結(jié)焦，燃燒器燒損、變形。此外，還能大大
降低磨煤機電耗，節(jié)能效益可觀。如分離器擋板開
度從45％減小到2O％后，煤粉細(xì)度扁。從12．30％
增大到25．05％，磨制每噸印尼煤可以節(jié)省約1．1l
kW·h電量。
(2)利用制粉系統(tǒng)停運機會，檢查磨煤機出口
粉管可調(diào)縮孔的蓋板間隙和上方低速回流區(qū)域、輸
粉管閥門擋板及彎頭等處積粉情況，并進行清理。
用防火泥填充間隙效果良好，可以大大減少自燃爆
炸事故的發(fā)生次數(shù)。
一 一
A而 電力安全技術(shù) 第13卷(2011年第8期)
4 印尼煤的其他燃燒特性對機組運行的影
響和應(yīng)對措施
(1)如果所用的摻燒煤種發(fā)熱量過低，在高負(fù)
荷時即使制粉系統(tǒng)磨煤機全部運行，鍋爐可能也無
法達到滿出力。這不僅限制了機組的負(fù)荷，還降低
了安全性，使引、送、一次風(fēng)機等輔機調(diào)節(jié)性能變
差，空預(yù)器差壓增大，受熱面結(jié)渣、超溫、磨損加劇。
在低負(fù)荷時機組又存在穩(wěn)燃的問題。此外，機組協(xié)
調(diào)控制系統(tǒng)可能會由于煤質(zhì)偏差大而動作異常。因
此，制定配煤方案時要合理安排低熱值煤種的比例，
使燃煤平均熱值滿足機組安全運行的需要。下層、
中層燃燒器對應(yīng)的煤倉不宜單獨上低熱值煤種，以
免低負(fù)荷時影響穩(wěn)燃。
(2)摻燒高硫分的煤種，要注意配比不能過高，
否則會導(dǎo)致脫硫效率達不到環(huán)保要求。高硫分煤要
優(yōu)先上至下部燃燒器對應(yīng)的煤倉，這樣，在低負(fù)荷
時煙氣量小硫分高，在高負(fù)荷時煙氣量大硫分低，
保證了脫硫系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，而不至于在高負(fù)荷時
出現(xiàn)煙氣脫硫參數(shù)超標(biāo)。另外，還要特別注意空預(yù)
器的低溫腐蝕，及時開啟空預(yù)器熱風(fēng)再循環(huán)門，提
高空預(yù)器冷端平均溫度控制值。當(dāng)空預(yù)器進出口煙
氣差壓有上升趨勢時，可增加空預(yù)器的吹灰次數(shù)，
適當(dāng)提高吹灰壓力，防止空預(yù)器堵灰，造成換熱效
率下降、引風(fēng)機電耗上升甚至引發(fā)失速搶風(fēng)。同時，
維持適當(dāng)?shù)牡脱跞紵M量減少三氧化硫的生成。
(3)摻燒高灰分的煤種時，焦炭燃盡程度變差，
機械不完全燃燒熱損失和灰渣物理熱損失增加，從
而降低機組的經(jīng)濟性。如果灰分過高，還可能超出
輸灰系統(tǒng)的處理能力。所以，在確定上煤方案前，
應(yīng)該綜合計算煤種總的灰分含量是否超標(biāo)。在灰量
較多時，可以增加空壓機運行臺數(shù)，適當(dāng)提高輸灰
系統(tǒng)壓縮空氣壓力，減少輸灰系統(tǒng)各灰斗落灰時間，
避免發(fā)生堵灰的現(xiàn)象；同時，減少每個輸灰周期間
的等待時間，即提高輸灰系統(tǒng)的運行速度。
(4)摻燒高水分的煤種時，汽化潛熱隨之增加，
爐膛溫度水平降低，妨礙煤粉的燃盡，同時使排煙
體積增加，排煙溫度上升，排煙熱損失增加，鍋爐
效率下降。此外，高水分原煤流動性差，會引起原
煤斗、給煤機、落煤管內(nèi)原煤粘結(jié)堵塞以及輸粉管
堵塞，降低設(shè)備運行的可靠性和安全性，造成燃燒
穩(wěn)定性下降。要加強就地巡檢，以及時發(fā)現(xiàn)原煤堵
一 一
塞現(xiàn)象，檢查煤倉和給煤機的振打疏松裝置運行情
況，增加運行頻率，避免原煤粘結(jié)堵塞。還要適當(dāng)
提高磨煤機出口溫度及一次風(fēng)速，防止輸粉管堵塞。
(5)摻燒高灰分、高硫分、灰熔點低的煤種時，
鍋爐結(jié)渣和高溫腐蝕會加劇。為了避免這種情況，
就要維持燃燒器附近的氧化性環(huán)境，防止貼壁燃燒，
降低水冷壁溫度，減少對鍋爐的損害。定期對現(xiàn)場
人孔門和灰斗檢查渣量情況，發(fā)現(xiàn)有結(jié)渣跡象時，
及時更改配煤比，調(diào)整燃燒，降低負(fù)荷運行。每天
都要進行全爐膛吹灰工作，保持受熱面的清潔；積
灰嚴(yán)重時，可適當(dāng)增加吹灰次數(shù)。
(6)2種不同配煤方案交替的過程中，必然存
在制粉系統(tǒng)煤質(zhì)發(fā)生變化的一個時間點，在這個時
間點前后，制粉系統(tǒng)以及鍋爐的運行都會受到影響。
如，摻燒煤種從煙煤變成褐煤后，如果調(diào)整不及時，
可能導(dǎo)致制粉系統(tǒng)自燃；從不易結(jié)渣的煤變成易結(jié)
渣的煤后，如果不調(diào)整配風(fēng)，就會加劇結(jié)渣。所以，
配煤摻燒過程中，集控運行與輸煤運行之間應(yīng)加強
協(xié)調(diào)，記錄上煤時間及各煤倉煤位，推算出煤質(zhì)變
化的時間點，及時做出調(diào)整，保證機組穩(wěn)定運行。
5 結(jié)束語
綜上所述，摻燒印尼煤時要充分考慮其對機組
運行的影響，靈活運用摻燒方式，合理制定配煤方
案，計算其發(fā)熱量、硫分、灰分等是否超出了機組
的承受范 圍。根據(jù)不同配煤方案的熱值、硫分、灰分、
水分等參數(shù)，提前做好應(yīng)對準(zhǔn)備，合理安排制粉系
統(tǒng)運行方式，針對每個煤倉所上煤種的不同，也要
分別做出相應(yīng)的調(diào)整。對單獨磨制印尼煤的制粉系
統(tǒng)，為了防止其自燃爆炸，要降低出口風(fēng)粉溫度，
增加煤粉細(xì)度，嚴(yán)密監(jiān)視出入El溫度、風(fēng)量、風(fēng)壓
等參數(shù)，加強就地檢查。啟停制粉系統(tǒng)過程中，在
控制好參數(shù)的同時要注意操作的每一個細(xì)節(jié)，將危
險性降到最低。
實際運行經(jīng)驗表明，經(jīng)過充分研究、認(rèn)真分析
并制定切實有效的應(yīng)對措施，是能夠保證機組摻燒
印尼煤時的安全穩(wěn)定運行的。
參考文獻：
1朱全利．鍋爐設(shè)備及系統(tǒng)【M】．北京：中國電力出版社，
2008． (收稿日期：2011—04—15)

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