W火焰锅炉燃用劣质煤的燃烧调整——以大唐华银株洲发电有限公司为例

杨赛兵，蒋 建，曾 臻

（大唐华银株洲发电有限公司，湖南 株洲 412005）

大唐华银株洲发电有限公司（简称“株电”）3、4号锅炉是由东方锅炉厂制造的双拱型W火焰锅炉。其最大蒸发量为1025t/h，装机容量为310MW，属于引进美国FW公司先进燃烧技术进行消化吸收的技术，锅炉设计燃用的煤种为劣质无烟煤，由于近年来原煤市场供给紧张，煤价持续上涨，为缓解成本压力。株电现实际入炉煤质更差，入炉煤质远远偏离设计煤种，系当地攸县小煤窑所产的攸县煤。其主要表现在煤的挥发份低，挥发份最低仅2%，发热量高，可磨系数小，且煤质极不稳定，变化范围大。锅炉在在脱油运行的情况下极易发生燃烧不稳而灭火，直接影响机组安全和经济运行，因此分析燃用低挥发份煤种对锅炉燃烧及其它方面的影响，找出燃用本地攸县劣质煤种的相应对策和方法，是迫切需要解决的问题。

1 攸县劣质煤燃烧特性分析

攸县（本地小煤窑）劣质煤主要特点：挥发份含量低、固定碳含量大，发热量高，可磨系数小。锅炉燃用攸县劣质煤时，煤粉气流的着火点后延，火焰温度低、煤粉气流着火不稳定、易造成局部断火，甚至造成锅炉灭火事故。煤的可磨系数小，使制粉系统严重超负荷运行，钢球损耗增大，煤粉细度难以达标。燃用劣质煤，煤粉气流进入炉膛由于挥发份含量低，所需着火温度高，炉膛着火区温度低等因素，无法形成稳定的着火，而被迫伴油燃烧造成大量燃油消耗。同时煤粒完全燃烬的时间长，造成炉膛火焰中心抬升，主再汽温度超温，及受热面管壁温度超温，严重影响锅炉安全运行。

2 燃用攸县劣质煤采取的措施

为了实现锅炉长期安全燃用攸县劣质煤的目标，我们依据同类型锅炉燃用劣质煤的经验和燃烧理论，进行了大量的摸索和试验，总结出3、4号炉燃用攸县煤的稳燃措施。

（1）一次风速调整。煤质较好时可通过停止一台磨煤机（三台磨运行）或退出4～8个火嘴的运行方式提高一次风管风速，保证火焰中心的方法来提高燃烧经济性（推荐一次风母管压力7.5～9.0kPa，风煤混合压力7.0kPa）；煤质变差时，要通过尽量降低一次风管风速，减少着火距离的方法来提高燃烧稳定性，此时应通过投入退出火嘴或增投磨煤机提高火嘴投入数量的方法来降低一次风管风速，在带负荷困难的情况下需降低负荷，降低一次风压运行，为防止堵一次风管，建议风煤混合压力不低于4kPa运行，且风粉混合温度推荐不低于80℃。

（2）加强炉膛温度测量与火焰监控。根据W火焰炉的结构特点，分别在炉膛标高18m、22m处，对前、后墙的左、右侧看火孔区域的炉膛温度和火焰分布情况进行定时监测，包括在不同的负荷、不同的磨煤机运行方式、不同的配风、不同的煤种等条件下对炉膛温度进行实地测量。通过长期的监测与运行调整，基本掌握了W炉炉温对燃烧的影响特性。监测的四个区域温度不得低于1200℃，低于1200℃，如不采取相应的稳燃措施，就很可能使燃烧恶化造成灭火。

（3）送风量及二次风挡板调控。在燃烧攸县劣质煤时为增强燃烧稳定性，氧量维持在3%以内。合理配置二次风，组织良好的炉内空气动力场，对燃用攸县劣质煤时的稳定燃烧起着至关重要的作用。运行期间，针对劣质煤着火性能差，带负荷不起炉膛温度低更不利于其燃烧，所以要尽可能的减少二次风对火焰根部的影响，拱上部分的二次风量分别由A、B挡板来控制，开度一般控制为5%～10%。拱下垂直墙上的二次风量分别由D、E、F挡板来控制，开度分别控制为5%，5%～10%和20%～40%。B挡板开度大小应合适，开得太小使火咀喷口得不到有效冷却而烧坏，太大则煤粉气流的刚性太大影响煤粉气流的着火点，对形成W火焰燃烧方式形成和稳定燃烧起到较大的干扰作用。D、E挡板对着火也有较大的影响，不可开得过大，否则，一、二次风过早混合，严重干扰火焰的正常行程，造成燃烧不稳。在配风时挡板的开度应遵循“中间大，二端小”的原则，以克服二次风箱沿程压力损失而造成的炉膛中间风量不足的现象。

（4）燃烧器乏气风及消旋叶片的调控。调节燃烧器的乏气风挡板可控制燃烧器主喷口煤粉气流的浓度及速度。若减小其开度，经乏气风管的乏一次风量减少，则燃烧器主喷口处煤粉气煤粉流浓度降低，速度增大，着火点将推后。燃用劣质煤时，要将乏气风挡板适当开大，增加燃烧器主喷口煤粉浓度并降低其风速，对于燃用煤粉的锅炉而言，燃烧器喷口中的煤粉浓度直接影响着着火的稳定性。煤粉浓度在一定的范围内，浓度越高，单位体积所需着火热量越少，同时单位体积燃烧释放热量的强度增大，以利于煤粉的迅速着火；煤粉浓度的增大，使得煤中挥发份析出后其浓度增加，使着火点温度降低，加速可燃物质的着火。在燃用低挥发份的劣质煤时尽可能提高燃烧器喷口煤粉浓度对的煤粉提前着火是非常有利的。但开度过高有可能会影响到主喷口根部的燃烧（有扰动），故推荐开度50%～75%。

消旋叶片由调节杆和叶片组成。当调节杆向上提升时，燃烧器喷口处的煤粉气流旋转强度增大，刚性降低，在炉内喷身距离减小，煤粉气流卷吸高温烟气的能力加强，着火提前。燃用攸县劣质煤时，可通过提升消旋叶片来增强旋流强度，增强煤粉卷吸高温烟气的能力，更有利于煤粉的着火。其有效调节范围在0～15格。（共27格,长期烧劣质煤的推荐位置10～12格）

（5）加强燃料管理和掺烧。株电来煤渠道十分繁杂，即便是本地攸县煤，煤质也极不稳定，变化波动范围大，这对稳燃极其不利。应对来煤分堆存放，并对来煤取样化验，掌握煤质变化，提前做好燃烧调整操作准备工作，这样能有效的防止锅炉灭火的发生。

同时通过掺混方式或掺烧方式来进行配煤。掺烧方式推荐：通过均匀分布的方式进行掺烧，因为AB磨火嘴相互交叉，CD磨火嘴相互交叉（如下图），可采用AC磨各弄一个原煤仓上优质煤，BD磨上劣质煤的方式（或反之）来进行炉内掺烧。

（6）煤粉细度调整。测试各分离器出口煤粉细度，通过下列方法对煤粉细度进行调整，以便提高煤的着火特性：a、调整磨煤机分离器折向挡板开度为30%。煤粉细度较粗时，关小分离器折向挡板。推荐煤粉细度R90为6%。b、定期清理磨煤机粗粉分离器和回粉管格栅，通过停磨开分离器检查和格栅检查孔清理的方法清空杂物，保证分离器工作正常。c、保证钢球装载量：通过定期定量加钢球的方法来保证磨煤机钢球装载量，确保磨煤机电流120～130A。保证制粉系统出力及磨煤机效率，也可提高煤粉细度。

3 结语

通过对W型火焰锅炉燃烧机理的探讨和采取上述各面调整措施,使株洲电厂两台W型火焰锅炉在燃用偏离设计煤种的劣质煤时仍能达到长时间脱油稳燃，从而实现了从设计燃用劣质煤最大比例不超过25%，到现在入炉煤中劣质煤比例上升至75%仍然能确保锅炉的燃烧稳定和安全运行。有效的缓解了近年来由于煤碳市场价格上涨给企业带来的巨大的成本压力。

[1]大唐华银株洲发电有限公司.大唐华银株洲发电有限公司310MW机组锅炉运行规程[Z].株洲：大唐华银株洲发电有限公司，2005.

[2]孙超凡,李乃钊,杨华,等.W火焰锅炉燃用劣质无烟煤的稳燃技术[J].动力工程,2005.

[3]长沙电力学院，湖南华银株洲火力发电公司.300MW火电机组培训教材[Z].株洲：大唐华银株洲发电有限公司，2005.

[4]黄维绍.锅炉燃用劣质煤的燃烧调整[J].河北：价值工程，2010.