520 t/h锅炉准东煤掺烧的研究

周忠勇（新疆众和股份有限公司乌鲁木齐830013）

520 t/h锅炉准东煤掺烧的研究

周忠勇
（新疆众和股份有限公司乌鲁木齐830013）

新疆准东地区煤炭资源丰富，但因其碱金属含量高，煤灰极易沾污，不适用电站锅炉大量使用，本文主要是针对新疆众和150 MW机组配套520 t∕h锅炉燃烧准东煤做了研究探讨，在提高掺烧比例的同时，提出了防止锅炉受热面积灰结焦的预防措施，为其他锅炉燃用准东煤提供了参考数据。

准东煤掺烧防结焦

新疆众和热电公司2×150 MW机组配套锅炉是华西能源工业股份有限公司生产，超高压参数、一次中间再热、四角切向燃烧、单炉膛自然循环汽包炉。锅炉采用П形布置、悬吊结构、紧身封闭、平衡通风、固态排渣、全钢双排构架。

随着新疆电力企业的迅猛发展，煤炭市场不能满足日益增长的需求，准东煤的大规模开采，一定程度缓解了煤炭市场的紧缺，但因准东煤的高沾污特性制约了其大量使用，对准东煤燃烧实践，探索高比例掺烧准东煤的方法及预防积灰结焦措施。

1 不同比例掺烧情况

因锅炉燃烧机理复杂，不同比例掺烧调整工作量大，前后历时18个月，通过反复调整试验，得到了第一手资料。主要分三个阶段开展工作：

第一阶段：入炉煤采用立井煤∶露天煤=5∶5的掺烧方式；

第二阶段：入炉煤采用立井煤∶露天煤=4∶6的掺烧方式；

第三阶段：入炉煤采用立井煤∶露天煤=3∶7的掺烧方式。

第一、第二阶段掺配准东煤比例50%～60%，锅炉内部水冷壁、过热器、再热器结焦积灰较少，受热面较干净，机组基本能维持长周期安全运行；第三阶段掺配准东煤70%进行试验，锅炉水冷壁、过热器、再热器结焦呈现逐渐增加且导致高温再热器、出现不同程度的积灰情况，且折焰角处出现硬焦，高过防磨护板出现变形及脱落现象，积灰最严重处为高温过热器后及高温再热器部位，已形成烟气走廊，结焦趋势随着掺配比例增加速度加快。

2 各阶段燃烧调整情况

第一阶段自锅炉运行调试初期至2012年4月中旬以前，即立井煤∶露天煤=5∶5的掺烧方式。此时锅炉满负荷运行时主要参数及风门开度情况见表1。

表1

此阶段由于锅炉属于调试运行初期，锅炉主辅机设备均为新投运阶段，出力及各项性能均较优，且锅炉各受热面均为新管束，故无明显的积灰结焦情况，锅炉燃烧情况良好，一、二次风侧空预器无堵灰情况，锅炉受热面完好无积灰结焦情况，喷燃器无变形及损坏情况。

第二阶段从2012年4月中旬开始，按立井煤∶露天煤=4∶6的比例掺烧，锅炉内部水冷壁、过热器、再热器结焦积灰较少，高温过热器处防磨护板变形情况较多，但经过调整后锅炉基本能够稳定燃烧，且受热面积灰、结焦情况无明显加剧趋势，锅炉可长周期安全运行。锅炉主要参数及受热面情况见表2。

准东煤掺配比例60%时，锅炉内部水冷壁、过热器、再热器结焦积灰较少，见图1、图2。

表2

图1 掺烧比例60%时，锅炉屏过积灰结焦局部细节图

图2 掺烧比例60%时，锅炉折焰角部位积灰结焦局部细节图

第三阶段在2013年8月15日至9月7日进行，将准东煤掺配比例调整至70%进行燃烧调整试验，并利用机组检修对各受热面积灰结焦情况进行检查。锅炉主要参数及受热面结焦情况见表3。

表3

按照70%比例进行掺烧三周时间，经检查锅炉水冷壁、过热器结焦呈现逐渐增加，且折焰角处出现硬焦，高温再热器出现不同程度的积灰情况，积灰最严重处为高温过热器后及高温再热器部位，已形成烟气走廊，结焦趋势随着掺配比例提高速度加快（图3、图4、图5）。

图3 70%比例掺烧，屏式过热器及后屏过热器区域局部积灰结焦情况

图4 70%比例掺烧，折焰角过热器区域积灰结焦情况

图5 70%比例掺烧，高过、高再区域处积灰结焦局部细节图

3 燃烧调整方案及措施

在进行准东煤不同比例掺烧的试验过程中，为确保锅炉运行的各参数在可控范围，根据锅炉燃烧状况，对影响锅炉燃烧的各种因素进行调整。由于各参数之间互相影响、制约，故在安全前提下，为保证燃烧调整的方向性，须根据实际运行情况，先确定部分定值，对变量进行逐步调整分析；主要有一、二次风调整、风煤配比、煤粉细度、飞灰可燃物等方面。

通过18个月的不断摸索与总结，形成锅炉燃烧调整方案及措施：

⑴煤粉细度的控制。根据试验数据分析，煤粉细度越小，在风量配比合适的情况下飞灰越大，反之煤粉细度越大，飞灰越小。建议煤粉细度R90控制在不大于20%，不小于8%为宜。根据调整经验可对不同层制粉系统煤粉细度进行不同调整，按照最上层制粉系统煤粉细度R90最小，而后由上向下逐步递增的方式。通过实验，煤粉细度不是越细越好，而是需要调整到合适的范围，我厂150 MW机组最下层煤粉细度R90控制在15%左右较为合适，最上层煤粉细度可控制在10%左右。

⑵关于机组负荷与风煤配比。磨煤机变加载压力越大煤粉细度越细，变加载压力越小煤粉细度越粗。建议给煤量控制在33 t∕h左右，加载油压定在8～10 MPa之间，且不同百分比负荷下风煤配比必须合适，暂定按表4进行调整。

表4

制粉系统运行。运行过程中尽量采取#1、#2、#3磨运行，#4磨作为备用磨。#4磨启动时飞灰大，停止时相对较小；尽量避免#2、#3、#4磨煤机长时间运行，造成炉膛出口烟温及排烟温度升高。

炉膛负压保持-30～50 Pa之间为宜。负压过小尾部空预器积灰的可能性越大，负压过大燃料量在炉内停留时间缩短，燃料化学和机械未完全燃烧热损失增大，适当提高炉膛负压可减少积聚在尾部空气预热器内的积灰。

磨煤机入口一次风压与煤量需达到合适的配比。建议每台磨的煤量对应的入口一次风压按如下调整：

表5

配风方式：一般高负荷采用“倒三角形”配风，低负荷采用“正三角形”配风，经济负荷时采用“缩腰式”配风方式。

由于我厂150 MW机组负荷为自用电，故绝大多数时间均为高负荷或满负荷运行，故应采取“倒三角行”配风，根据近两年的不断摸索与调整，在#1、#2、# 3磨运行时，高负荷状态下最适宜的风门开度见表6。

需注意150 MW机组基本为满负荷时，由于准东地区煤矿煤质水分较大，故在燃用准东煤时应严密监视炉膛出口烟温，炉膛出口烟温不超过1 000℃，根据炉膛烟温及时投运吹灰器，调整吹灰压力为保证吹灰质量防止受热面粘灰，吹灰压力尽可能按照设计值上限；适当控制氧量在4%～5%，磨煤机出口温度不低于55℃。

表6

4 结论

通过准东煤不同比例下锅炉燃烧调整、试验，新疆众和2*150 MW机组配套锅炉可以在满负荷下长周期燃用60%的准东煤。在露天煤掺配比例70%时锅炉受热面结焦加剧，不能维持长周期运行。

经过现场的不断总结、调整，目前，该锅炉在满负荷情况下实现了65%比例燃用准东煤。

[1]锅炉燃烧理论基础.哈尔滨工业大学.

收稿:2014-11-24

DOI∶10.16206∕j.cnki.65-1136∕tg.2015.01.030