关于200MW汽轮发电机组锅炉煤耗偏高的分析及措施

王桂华

（中国神华煤制油化工有限公司，内蒙古 包头 014051）

供电煤耗是火力发电厂主要经济指标之一，有效地降低供电煤耗对提高机组效率、节能降耗具有重要意义。如何降低供电煤耗现已成为火力发电厂节能工作的重中之重。笔者结合自身运行经验进行分析，认为该厂供电煤耗还有很大空间可以开发，主要从锅炉方面提出解决办法,大体分为提高锅炉效率、提高制粉出力、再热汽温、变压运行等方面。

1 提高锅炉效率，降低供电煤耗

如何提高机组效率，就锅炉而言，大体分为两个方面：一方面应通过调整运行方式和措施尽量减少各种损失；通过完善地检修消除影响经济性的缺陷和问题。另一方面则应提高蒸汽参数质量，减少减温水量和排污量。在所有损失中，排烟热损失和机械未完全燃烧热损失所占比重最大，因此有效地减少这些损失，将会大大地提高锅炉效率。

1.1 降低锅炉排烟热损失

对排烟热损失有影响的主要是排烟温度和排烟量。一般来说，排烟温度每上升10℃，排烟热损失则增加0.6%～1%。排烟量主要由过剩空气系数和燃料中的水分来决定，而燃料中的水分则由入炉煤成分来决定。主要包括：漏风、受热面积灰和结渣、外界因素等。

漏风是指炉膛漏风、制粉系统漏风及烟道漏风，是排烟温度升高的主要原因之一，是与运行管理、检修以及设备结构有关的问题。

（1）炉膛漏风主要指炉顶密封、看火孔、入孔门及炉底密封水封槽处漏风。在所有漏风中，尤以炉底漏风影响最大，当炉底水封失去或者炉膛掉大焦破坏炉底水封时，将使大量冷风从炉底漏入，严重影响锅炉的经济性和安全运行。

（2）制粉系统漏风主要是从煤、粉管道漏入。制粉系统的漏风一直较为严重，一是由于设计上的原因；二是由于制粉系统的防爆门破裂造成漏风增大。因此要经常检查防爆门的铁皮有无暴烈破损，及时进行处理。

（3）烟道漏风指氧量计前尾部烟道漏风在氧量不变时，烟道漏风也将排挤一，二次风量，使排烟温度上升。

影响排烟温度的外界因素主要是环境温度（即空预器入口温度）和入炉煤的成分。环境温度的变化将使空预器传热温差跟随变化，从而使排烟温度也随着季节变化。煤质是影响排烟温度的最大因素，煤成分的变化将使炉膛的燃烧工况发生变化，当入炉煤的煤质变差、发热量低于设计值时将使给煤量和烟气量增加，最终使排烟热损失增大。

1.2 降低锅炉未完全燃烧热损失

未完全燃烧热损失包括化学不完全燃烧热损失和机械不完全燃烧热损失两种，对煤粉炉化学不完全燃烧热损失较小，与煤的挥发分有关。对于煤粉炉机械不完全燃烧热损失是仅次于排烟热损失的一项热损失，主要由灰渣中的可燃物和随烟气排出炉外飞灰中的可燃物组成。

煤质的原因包括：煤粉水分过大、煤粉灰分高、煤粉挥发分低等。

由于原煤水分高，为了满足制粉出力，必然增加制粉系统通风量，引起煤粉细度增大。造成一次风喷口的煤粉着火距离太远，从而引起着火、燃烧推迟，煤粉在来不及燃烧完全就离开炉膛。煤粉水分过高，着火热也高。同时，由于一部分燃烧热消耗在加热水分上，使水分汽化、过热，也降低了炉膛内的烟气温度，使煤粉气流卷吸的烟气温度降低，火焰对煤粉气流的辐射热也降低，这些因素对着火不利。

燃煤灰分高，由于燃料本身放热量低，燃料消耗量大，加之灰分不但不放出热量，而且还要吸收热量，使炉膛内烟气温度降低，煤粉气流着火推迟，也使煤粉着火稳定性降低。由于灰分的隔绝作用，煤的燃尽性能较差。

煤中挥发分低，煤粉气流的着火温度显著提高，着火热也随之增大。也就是说，必须把煤粉气流加热到更高的温度才能着火。因此，挥发分低的煤着火要困难些，达到着火所需的时间也更长些，着火点离开燃烧器的距离也自然拉得更长些。燃料中挥发分含量较高时，煤粉着火容易，同时燃烧过程稳定，未完全燃烧热损失也较小。

炉膛过剩空气系数过小，会使燃料燃烧不完全，而且由于烟气中未完全燃烧产物的存在，给锅炉运行带来二次燃烧的威胁；炉膛过剩空气系数过大，则排烟热损失也大，达不到经济运行的效果，同时导致排烟热损失和风机电耗增加。

2 提高制粉出力，降低制粉电耗将有效降低供电煤耗

制粉出力包括磨煤出力、干燥出力、通风出力。制粉出力下降包括3个方面：①单位时间内制备的煤粉量下降；②当煤粉粒度过细和过度干燥时，消耗了部分系统制粉能力；③当煤粉粒度过粗、煤粉颗粒的均匀性和水分超标时，锅炉着火、燃烧效率和稳定性降低。

制粉系统出力下降会增加制粉系统运行的小时数，造成较高的磨煤电耗、通风电耗及钢耗，厂用电增高、各种维护量和设备消耗增加，设备安全可用性下降，机组及制粉系统的综合经济性难以保证。

2.1 给煤量不足

原煤仓内落下杂物堵塞下煤口、原煤水分太多导致棚煤，会使下煤量不足，给煤机煤层厚度减小，球磨机载煤量达不到额定的最佳载煤量，致使球磨机出力下降。

2.2 球磨机磨煤出力下降

2.2.1 原煤质差

当原煤可磨性下降、杂物过多，特别是当原煤水分过大时，致使球磨机磨煤能力下降。

2.2.2 衬瓦磨损

衬瓦的外形决定着钢球的提升能力，随着运行时间的延长，衬瓦磨损量增大，衬瓦磨损超标时，球磨机磨煤能力将无法满足需要。钢球与球磨机衬瓦硬度存在匹配关系，当钢球过硬时，导致衬瓦磨损速度加快，影响磨煤能力。

2.2.3 钢球装载量不符合要求

理论上，钢球装载量在最佳钢球装载量以下，当煤种和原煤水分一定时，球磨机出力与钢球装量的0.6次方成正比。因此，钢球装载量不足会导致球磨机磨煤能力下降。

2.2.4 钢球材质不符合要求、小钢球比例过高

一定比例的小钢球可以填充大钢球的间隙，使钢球总的表面积和撞击次数增加，与大钢球一起达到磨煤的作用。但过量的小钢球将使球磨机磨煤能力下降。钢球硬度和耐磨性不足，对煤的撞击和挤压研磨能力下降；钢球冲击韧性不足，钢球破碎率过高，这样就影响了球磨机的出力。二者都会导致球磨机内小钢球比例增加，出力下降。

2.3 球磨机通风出力不足和系统漏风

（1）球磨机通风量不足，磨煤机中的通风量难以带出磨成的煤粉。原因有：原煤水分超标、原煤干燥过度和系统漏风。

（2）由于制粉系统为负压系统，如管道和设备有不严密之处，冷空气就由外界漏入系统，漏风一般发生在给煤机、磨煤机进出口、管道法兰、系统检查孔、防爆门等处。制粉系统漏风对制粉量、煤粉粒度和耗电率等运行指标都有影响。漏风的部位不同，其危害性亦不同，对于球磨机来说，漏点越靠近球磨机入口，危害越大，例如在球磨机进口漏入冷空气，将使进入磨煤机的干燥介质温度降低，对燃料的干燥能力减小，因而使磨煤出力降低和磨煤单位耗电增大。

3 变压运行对降低供电煤耗具有实际意义

首先，通常低负荷下定压运行，大型锅炉难于维持主蒸汽及再热蒸汽温度不降低，而变压运行时，锅炉易保持额定的主蒸汽和再热蒸汽温度。当变压运行主蒸汽压力下降，温度保持一定时，虽然蒸汽的过热焓随压力的降低而降低，但由于饱和蒸汽焓上升较多，总焓明显升高，这一点是变压运行取得经济性的重要因素。

其次，变压运行气压降低气温不变时，汽轮机各级容积流量、流速近似不变，能在低负荷时保持汽轮机内效率不下降。

再次，变压运行，高压缸各级包括高压缸排汽温度将有所升高，这就保证了再热蒸汽温度，有助于改善热循环效率。

4 结论

牡丹江第二发电厂成为黑龙江电网的主力调峰电厂，近几年来机组调峰次数逐年递增，再加上入炉煤质灰分大及入炉煤质不均衡，造成锅炉煤耗数值处于偏高不下。笔者通过分析以上原因在经过多年运行调整的经验，使发电煤耗有所下降，现在该厂5号炉的发电煤耗是372g/kWh、6号炉的发电煤耗是374g/kWh，以提高机组效率，节能降耗，降低运行成本效果显著。