HG—1025/17.5—YM36型烟煤锅炉主烧褐煤的应用研究

摘 要 针对华电能源股份有限公司佳木斯热电厂电煤紧张的问题，积极进行主烧褐煤的研究和试验，在分析锅炉各种工况、各种掺烧比例的试验基础上，探索烟煤锅炉主烧褐煤掺烧的可行性和发展前景。

关键词 主烧褐煤；经济性

中图分类号：TK2 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）14-0135-02

1 华电能源股份有限公司佳木斯热电厂锅炉现状

华电能源股份有限公司佳木斯热电厂锅炉为HG-1025/17.5-YM36型，亚临界参数、一次中间再热、自然循环汽包炉，采用平衡通风，摆动式燃烧器四角布置切圆燃烧方式，配有冷一次风正压直吹式制粉系统，型号为ZGM95N中速磨煤机，刮板式捞渣机连续固态排渣，设计燃用混合烟煤，低位发热量5180大卡。锅炉以最大连续负荷（即BMCR工况）为设计参数，锅炉的最大连续蒸发量为1025 t/h。

2 主烧褐煤掺烧前的准备工作

1）为增强制粉系统防爆能力，有效地防止制粉系统的爆炸，增设防爆系统，完善褐煤掺烧安全技术措施，磨机加装CO监测；保证制粉系统的消防处于随时可投运状态，按褐煤掺烧的防爆措施进行制粉系统的安全保护工作。

2）由于褐煤所含水分大，相对需要热风风量较大，磨制褐煤时一次风出口风温降低，影响磨煤机的出力。冬季一次风温270℃左右，在热风全开，冷风全关的情况下，为保持磨煤机出口温度不低于50℃，限制了给煤量。#1、#2炉空气预热器旋转方向为先经过二次风室，再经过一次风室。为提高一次风温，利用机组A＼C修机会，将#1、#2炉空气预热器旋转方向做了改动，改为先经过一次风室，再经过二次风室，一次风温提高了13℃左右，达到了283℃左右，使磨煤机的干燥出力得到了提高，每台磨煤机能增加2～3吨的给煤量，机组出力增加了20 MW左右。并且将一、二次风暖风器改造成旋转式空气预热器，提高风温，从而进一步提高冬季制粉系统干燥出力。

3）我厂ZGM95N型磨煤机存在喷环的喷口流速不均匀，流速低，压力损失高等不足。经过改造动、静喷嘴环，保证喷口流速均匀，流速高，压力损失小，排渣量减小，提高燃料干燥能力，提高了煤粉的细度和煤粉的分配均匀性，磨煤机运行更加平稳，调节响应速度加快，增加磨机的出力2%～5%。

3 主烧褐煤调整方法

根据褐煤特点和设备特性在实际运行工作中，通过优化运行调整手段，实现了主烧褐煤，机组满负荷安全、经济运行。其主要调整方法如下。

3.1 烧褐煤时带高负荷措施

1）机组要保证较高的真空。

2）针对褐煤水分大的特点，所以磨煤机运行时出口温度不过低，可采用冷风门全关，热风门全开，不要担心磨煤机出口温度过高，一般情况不会超过70℃。

3）当带大负荷时，应先调风后加煤及加大一次风压，，随着煤量的增大一次风压不会变化很大。可根据各磨出力的不同加大煤量，可先少加一些煤，煤加完后进入炉膛燃烧后，炉温上升相应的烟温也上升，在空预器内吸热的一次风温也会上升，经过一些时间磨的出口温度就会上升，继续这样的循环，就会达到带负荷的能力。如出口温度不低时，磨的风量低，可适当开些冷风，增加磨的通风量，从而增加制粉系统出力。带负荷时提高一次风压也可增加磨的出力，但是给煤机密封风不宜过低，否则就可能造成煤粉与高温风进入给煤机内热工的表管中，造成表计错误严重时可能造成给煤机跳闸。五台磨的调整也应根据各台磨的出力来调整，各台磨的出力是不同的，风量也不平衡，应根据磨的风速、电流、料位等参加数来判断是否真的风量低。应该根据各台磨煤机的特性来调整煤量，从而使每台磨都达到最加出力，达到带负荷的目的。

4）随着给煤量的提高的同时加大磨的加载力。

5）判断磨的最大出力，一定要根据磨煤机电流、入口风量、磨煤机差压、磨煤机出口温度等参数综合分析，做到各磨不排煤，还得带高负荷。

3.2 如何判断磨煤机是否达到最大出力

1）看加载力是否可以继续提高。一般不用高于12 MPa。

2）看通风出力也就是看一次风压是否可以继续提高及磨煤机风门开度是否开大，如果单一提高一次风压而限制了风门的开度会使一次风机单耗增大。

3）观看电流、一次风速、磨入口风量的变化，磨煤机出口温度、磨煤机差压、磨煤机原地料位的高低，来综合判断磨煤机煤是否过大。

3.3 如何防止结焦

由于烧褐煤，磨的出口温度低，热风一般是全开的，所以采用降低一次风压力。烧料风应开一些，烧料风是一次风喷口的周界风，可防止喷口结焦，还能增加一次风的刚性。但不宜过大，过大会产生旋流，使燃烧的煤粉或软化（熔化）的灰飞到水冷壁上造成结焦。运行中燃料风开度为10%～25%为宜，低负荷时少开些，高负荷时开大些。不运行的磨关至5%就可以了，不应关严，可起到冷却一次风喷口的作用。结焦在吹灰器第二排到第三排负近，也就是燃烧的高温区，说明调整的一次风压太大，二次风刚性不足，煤质的灰熔点低造成的。所以必须控制适当的一次风压力。炉膛结焦经常发生在燃烧器上部的高温区，有时折焰角和屏式过热器都会有大量结焦，吹灰时就会发现短吹二层、三层吹灰器吹灰效果比较明显，吹长吹和折焰角附近时有大块焦子掉落使燃烧不稳。这就说明现在火焰中心上移很利害，通过关小燃烧器上部二次风档板开度，减小燃烧器上部二次风量，在总风量不变的情况下，主燃烧区域二次风量增加，燃烧器主燃烧区域处于“富氧”燃烧状态，主燃烧区域温度升高，燃料燃烧稳定，着火充分燃烧完全，防止结焦。

3.4 如何降低排烟温度

1）加强锅炉风量调整，降低火焰中心，降低炉膛出口温度，提高锅炉效率。而当负荷变化时，要及时调整过量空气系数，调整燃烧工况，控制排烟温度，在经济排烟温度下运行。在相同负荷下，尽可能提高磨煤机出力，减少磨煤机运行台数，尽量不运行上层磨，降低火焰中心。在保证制粉系统安全前提下，尽可能提高磨煤机出口温度，不仅能增加空预器换热效果，还可以提高进入炉膛的风粉混合物温度，有效的降低排烟温度，提高锅炉效率从而提高整个发电厂的经济性。endprint

2）当水冷壁及这些受热面一旦结焦，由于吸热少，排烟温度也会升高，所以经常要按规定吹灰，必要时增加吹灰次数。

3）当引风机电流增大，要分析是否是炉底水封水量小，造成炉膛漏风量大。

3.5 受热面吹灰

排烟热损失是锅炉各项损失中最大的一项，一般为4%～8%，锅炉的排烟温度越高，排烟热损失越大。排烟处的烟气容积越大，排烟热损失也越大。锅炉运行中，受热面上发生结渣或积灰时，受热面的传热变差，排烟温度升高。为了减少排烟损失，应经常保持锅炉各受热面的清洁，在锅炉运行当中还应加强受热面吹灰，但吹灰同时增加了工质损失及热量损失，所以应按工况合理地进行吹灰次数的确定，并严格执行，以保证锅炉在最佳工况下运行，使锅炉效率提高，从而提高经济性。

4 技术经济性分析

2013年通过设备改造和燃烧调整优化的应用，100%燃用褐煤带额定负荷得以实现，全年燃用褐煤126.8万吨，同比增加61.1万吨，入炉标煤单价同比下降11.9元。

我厂燃用的七台河、双鸭山、鹤岗矿烟煤，混煤可磨性指数为56，属于难磨煤种。磨煤机运行4000小时后磨辊、磨盘磨损达20 mm以上，需要补焊，每台次费用为8～10万元。燃用褐煤后由于煤质软磨煤机磨辊、磨盘磨损程度减小，需要补焊的运行时间延长至7000小时以上。

全部燃用褐煤带额定负荷，需要五台磨煤机全部运行，但由于褐煤易研磨，磨煤机加载力仅为磨制烟煤的40%，磨煤机单耗无明显增加。并且，褐煤灰分低，可有效控制烟尘排放指标低于国家标准，利于环保。

通过设备治理和燃烧调整优化法的应用，实现烟煤锅炉（5180大卡）100%燃用褐煤（3500-3600大卡）机组带额定负荷，彻底解决了供热期锅炉原煤斗蓬煤造成机组运行稳定性下降，供热质量不佳的难题，进一步降低了入炉标煤单价，并且实现锅炉燃煤多元化，破除了煤炭价格制约企业盈利的瓶颈。

5 存在的困难和问题

1）主烧褐煤，机组要带大负荷，必须5台磨运行，无备用设备。从试验情况看，燃烧器区域局部温度太高，结焦倾向增大。

2）由于褐煤的水分比较大，磨制褐煤的干燥介质量也需要增多，这样就使得风环喷嘴处的通风速度更高，而过高的风速会使该处的局部阻力损失过大，从而使一次风机的所需风压和电耗增大，同时加速了风环的磨损，引起研磨出力降低，这就要求磨煤机的部件检修率和配件的保有率都要有所提高，检修工作量有所增加。

6 掺烧结论

1）目前掺烧的宝日希勒褐煤由于煤质的变化，结焦性的强弱与来煤有很大关系，结焦表现较强的煤质，降低负荷至270 MW区间（屏底温度1160℃以下）能够保证锅炉正常运行，而结焦较弱的煤质，在300 MW负荷区间，保证吹灰器高负荷期间一班两次的情况下，可以连续运行，需密切注意结焦状态，如有结焦强烈趋势，应及时降负荷运行。

2）锅炉负荷除受褐煤结焦性的制约外，还受褐煤发热量的影响，为保证高负荷出力，磨煤机磨煤量超过180 t/h，超出锅炉原设计值近50吨，导致所需风量过大，锅炉制粉系统、燃烧器、烟风道系统等磨损、阻力损失都相应增大，对锅炉运行的经济性有一定影响。

3）主烧褐煤时除及时观察高温区结焦情况外，还要保证炉膛出口温度小于褐煤软化温度，需增设炉膛温度检测装置，保障锅炉安全运行。

4）经过近一年的实践总结，我们对烟煤锅炉主烧褐煤的方法已基本掌握，在运行中得知主烧褐煤是安全经济的。我们将逐步细化燃烧调整的各个环节，合理组织、精心调整、认真分析、总结出更多的经验数据。

参考文献

[1]王文欢，潘卫国，任建兴，等.350MW煤/气混烧电站锅炉运行特性的试验研究[J].上海电力学院学报，2006（03）.

作者简介

张虔（1972-），男，工程师，现任华电能源佳木斯热电厂运行副总工程师。endprint