广州珠江电厂掺烧印尼煤方式探讨

李志强

(广州珠江电厂,广东 广州 511457)

近年来煤炭价格不断攀升，为了降低发电成本，提高电厂经济性，国内很多电厂都掺烧设计煤种以外的低成本煤。东南沿海电厂主要以掺烧印尼煤为主，内地以掺烧蒙煤为主，印尼煤最大的特点是挥发分高、水分高、结渣和自燃爆炸倾向较强，不能单独作为电厂锅炉燃料，掺烧是最好的方式，如何掺烧是最优(安全、经济、环保)的，这就是要探讨的问题[1-2]。

1 锅炉概况

广州珠江电厂有4台哈尔滨锅炉厂有限责任公司生产的HG1021/18.2-YM3型亚临界参数、一次中间再热、自然循环汽包炉，配备6台ZGM80G-Ⅲ型中速磨，采用正压直吹式制粉系统，四角喷燃切圆燃烧方式，正常满负荷时5台磨煤机运行，1台备用，燃料以山西神木煤为主，烟气采用选择性催化还原SCR脱硝，湿法脱硫。

2 燃煤特性

印尼煤具有高挥发分、高水分、低熔点、低灰分、低发热量、低硫分、可磨性好、有良好的着火和燃尽特性等特点，但结渣和自燃爆炸倾向较强[3-4]。电厂燃用煤与印尼煤成分对比见表1。

表1 电厂燃用神木煤与印尼煤成分对比

3 不同掺烧方式对比

为了更好地掌握掺烧印尼煤对锅炉各方面的影响，把掺烧工作做得更好，在2号炉分别进行3号、5号、3号和5号制粉系统3种不同方式掺烧印尼煤，并分别从安全性、经济性、环保性进行对比分析。

3.1 安全性

a. 制粉系统自燃爆炸

掺烧过程中防止制粉系统发生自燃爆炸，关键是控制好磨煤机出口温度，以不超过65 ℃为限，实际运行中发现由于印尼煤水分高，磨煤机出口温度60 ℃都很难达到，但同时不能低于55 ℃，如果温度过低，煤粉流动性变差，容易发生堵磨，对安全不利。在掺烧过程中如果制粉系统故障，应对磨煤机进行充分吹扫和冷却，并及时清除积煤，将制粉系统灭火蒸汽联箱保持充压状态，做好巡回检查，及时发现和处理煤粉外漏，3种掺烧方式均可以实现安全掺烧[5]。

b. 管壁温度

选取运行中最容易超温的 “再热器59组1管”(超温报警值572 ℃)和“再热器26组1管”(超温报警值560 ℃)2个点进行比较，在满负荷工况进行对比，由表2可以看出，掺烧1台制粉，两管壁温度均有所下降，掺烧2台制粉时，会升高1～2 ℃，因此掺烧不会威胁管壁安全。

表2 管壁温度对比(300 MW工况) ℃

c. 炉膛结焦

掺烧过程中，通过对锅炉受热面结焦情况进行检查，发现受热面基本都是轻微粘污，焦质较疏松，易于清除，即3种方式掺烧印尼煤均未加剧锅炉结焦。

d. 空预器差压

选取不掺烧与掺烧工况下，机组分别连续运行30天，记录空预器在正常吹灰情况下，空预器差压变化情况，发现未掺烧时，空预器差压约增大0.1 kPa，而掺烧后不但没有增加，反而有下降趋势，这主要与印尼煤挥发分高、低硫分、低灰分有关，A/B空预器前后差压对比见表3。

表3 A/B空预器前后差压对比(300 MW工况) kPa

3.2 经济性

a. 事故喷水量

随着掺烧量增加，过热器和再热器事故喷水都随之增加，掺烧印尼煤后，300 MW工况下事故水量增加3～5 t，循环效率有所降低。

b. 排烟温度

掺烧印尼煤后排烟温度升高1～3 ℃，一方面由于掺烧印尼煤时，为了防止制粉系统不发生自燃和爆炸，磨煤机出口温度会控制比较低，同时适当增加了一次风速；另一方面印尼煤含水量高(36%)，导致其燃烧和燃尽过程延迟，这也是造成减温水量增加的原因[6]。

c. 厂用电

印尼煤可磨性好，因此正常情况下磨煤机电耗会下降，但掺烧后，在220～230 MW要提前启动制粉系统，因此磨煤机电耗正常应能持平，这样就重点比较引风机电耗高、印尼煤水分高、发热量低、灰分少等造成的烟气量增加，因此在同等氧量情况下，引风机电耗会增加，300 MW工况下每台引风机电流增加10 A左右。

d. 磨煤机磨损

印尼煤可磨性指数为74，不同批次的印尼煤煤质不同，可磨性指数也有差异。掺烧初期，由于磨煤机加载在“自动”，会出现磨煤机振动大、电流波动大、加载拉杆摆动幅度偏大情况，加速磨煤机的磨损。将磨煤机加载油的比例溢流阀切“手动”控制，掺烧印尼煤的磨煤机带固定负荷(给煤机手动)，并在现场根据磨煤机振动情况、加载拉杆摆动幅度以及磨煤机电流，手动调整至合适的加载压力，保证磨煤机运行状态良好，由于印尼煤可磨性好，只要控制得当，可以延长磨煤机使用周期[7]。

e. 飞灰含碳量和CO含量

掺烧印尼煤期间，对飞灰含碳量影响不大，均在3%以下，而烟气CO有所下降，这主要由于印尼煤挥发分含量高，有利于燃烧和燃尽。经济指标对比汇总见表4。

表4 经济指标对比(300 MW工况)

3.3 环保性

a. SCR入口NOx含量

掺烧印尼煤会降低SCR入口NOx含量，这主要是印尼煤的挥发分含量较高，挥发分析出后迅速与氧发生反应，减少了氮与氧的接触量，有利于低氮燃烧，降低脱硝成本。

b. 吸收塔入口SO2含量

掺烧会降低吸收塔入口SO2含量，特别是只进行3号制粉掺烧时，吸收塔入口SO2含量会降低50%左右，这对降低脱硫成本，提高电厂超洁净排放有利。环保指标对比汇总见表5。

表5 环保指标对比(300 MW工况) mg/Nm3

4 结束语

结合广州珠江电厂实际情况，采用3号制粉或3号、5号制粉同时掺烧，此2种掺烧方式对电厂安全性、经济性、环保性最为合理，经过半年多的实际掺烧，电厂取得了较好的经济效益，可为存在同类型问题的电厂提供参考。