发电厂锅炉燃烧劣质煤时节油的问题分析

2010-01-01刘友军

中国新技术新产品 2010年11期

刘友军

（贵州金元发电运营有限公司发耳分公司生计部，贵州水城 553017）

随着全国煤炭市场改革和电力企业的迅猛发展,电煤紧缺日益加重,多年以来,入炉煤质严重劣化,入炉煤低位发热量经常为3500～4000kcal/kg,固定碳小于40%,而灰分高达40%～60%,严重偏离设计煤种,锅炉燃烧工况无法得到保证。因锅炉启停、燃烧不稳、缺陷处理等造成大量耗油,导致发电成本大幅度增加,如何降低锅炉耗油已是目前急需解决的问题。本文结合实际运行经验,总结分析了影响锅炉耗油的主要原因,提出了2028t/h锅炉节油的一些具体方法。

1 设备概况

该厂为上海锅炉厂有限公司制造，型号SG-2028/17.5-M916，锅炉为亚临界压力一次中间再热控制循环汽包炉。采用中速磨冷一次风机正压直吹式制粉系统，燃烧器采用四角布置切向燃烧方式。燃烧器共设置六层煤粉喷嘴，锅炉配置6台ZGM113N中速磨煤机，每台磨的出口由四根煤粉管接至炉膛四角的同一层煤粉喷嘴。燃烧器的一、二次风喷嘴呈间隔排列，顶部设有2层OFA二次风。1号3号、2号4号角燃烧器中心线与前墙水冷壁中心线分别成45°角和37°角顺时针旋转，四角顶部各有三层反切20°的消旋风逆时针旋转。连同煤粉喷嘴的周界风，每组燃烧器各有二次风挡板17组，均由电动执行器单独操作。为满足锅炉汽温调节的需要，燃烧器喷嘴采用摆动结构，除OFA2喷嘴由一台气动执行器驱动作上下单独摆动外，其余喷嘴由内外连杆组成一个摆动系统，由另一台气动执行器集中带动作上下摆动。在燃烧器二次风室中配置了三层共12支轻油枪，采用机械压力雾化方式，燃油容量按24%MCR负荷设计。点火装置采用高能电火花点火器。燃烧器采用水冷套结构。

设计煤种及校核煤种为贫瘦煤。设计煤种低位发热量为5000kcal/kg,固定碳为56.60%,挥发分为14%,灰分为27.7%。

2 影响锅炉耗油的原因

2.1 造成锅炉耗油量大增的主要原因是煤质严重劣化。该厂自2009年1月以来,入炉煤平均灰分上升很多,导致锅炉耗油大幅度增加。夜间调峰较深，最低不投油稳燃负荷达不到设计水平。点火助燃用油消耗大。

2.2 影响锅炉耗油的另一个重要原因是运行人员的调整操作。在煤质一定的条件下,运行人员的调整操作水平对锅炉耗油影响也很大。

2.3 设备运行可靠性。设备故障较高时,设备缺陷耗油占锅炉月耗油的30%左右。

3 锅炉节油具体方法

3.1 锅炉启、停节油

启炉前及早投入蒸汽推动,将炉水加热到饱和温度。同时采用蒸汽推动还可使锅炉各部受热面均匀受热,减小了因受热不均或加热速度过快产生的各金属部件变形,特别是汽包等金属壁较厚的地方,可有效地加快启炉速度,缩短投油时间。锅炉点火初期大量耗油也不适应节能环保的要求，要尽早断油，采用少油点火燃烧器。

3.2 锅炉助燃节油

随着煤质的劣化和夜间深试调峰的需要,锅炉助燃耗油占锅炉耗油总量的70%左右,而影响锅炉助燃耗油量大的主要原因在燃烧稳定性好坏。提高锅炉燃烧稳定性主要有以下几种方法。

3.2.1 运行调整方面

3.2.1.1 降低一次风速,控制炉内氧量，适当降低一次风速可使着火点提前,保证煤粉在喷燃器口处着火的连贯性。强化煤粉着火的一个主要方法是提高炉内温度,控制炉内氧量在合适范围内,可有效提高炉内温度,特别低负荷时,如果氧量过大,炉内热负荷下降,燃烧稳定性将下降。一般控制一次风速在25～30m/s,氧量控制在3%～5%。

3.2.1.2 合理进行一、二次风配比，进行一、二次风调整时要根据锅炉的实际运行工况,合理调整。一次风量以满足输送煤粉和挥发分析出、着火为原则,二次风应满足煤粉着火所需的氧,一、二次风混合应陆续进行,同时避免产生局部缺风现象。

3.2.1.3 保证合适的煤粉细度和均匀度，煤粉越细,着火越容易。这是因为在同样的煤粉质量浓度下,煤粉越细,燃烧反应的表面积越大,而煤粉本身的热阻却减小。因而加热时,细煤粉的温升速度要比粗煤粉快,这样就可以加快化学反应速度和更快地达到着火点。同时煤粉的均匀性指数对着火也有一定的影响,均匀性指数越小,粗煤粉越多,燃烧速度和燃烧程度相应就会降低。

3.2.1.4 减少对燃烧的扰动，影响燃烧稳定的因素很多，最重要的是解决给煤机断煤问题。

3.2.2 设备改造方面

随着煤质劣化,原设计喷燃器已不能满足锅炉稳定燃烧的需要,应及时采用较先进的高效稳燃的节油燃烧燃烧器。

该厂在小修中将原A、B层燃烧器更换为“节油点火燃烧器”。上、下二组3层一次风喷嘴的间距为1580mm，使燃烧器既有维持低负荷所必要的喷嘴热功率，又可在低负荷时有3层火炬相互点燃支撑，为稳定着火和强化燃烧创造了有利条件。但是在适应目前劣质煤方面仍显得不能满足低于60%负荷需要。在浓淡燃烧基础上，可将下层燃烧器改为在燃烧器内用小油枪直接点燃煤粉气流的燃烧方式，即目前已广泛使用的节油点火燃烧器，可提高锅炉在低负荷时对劣质煤的适应能力，减少助燃油使用量。本锅炉现在下层（A、B层）油枪每支为2200kg/h，将下层（A、B层）煤粉燃烧器改为节油点火燃烧器后，每支煤粉燃烧器使用的小油枪为2×80kg/h。此套系统在锅炉启动、停止以及低负荷稳燃方面替代原油枪绝大部分功能，实现以煤代油，达到节油目的。并在A层安装一次风加热装置，尽快让一次风温达到磨机启动条件，以达到提前投入磨机运行，实现以煤代油功能。

3.3 设备缺陷处理节油

运行人员应加强对各参数的控制和设备的检查,及时发现各类设备缺陷,避免因发现不及时造成缺陷扩大。定期对二次风门进行校对,防止因二次风门失灵,影响锅炉燃烧调整。机组需滑参数降压处理缺陷时,运行人员应按检修要求积极配合,创造条件,尽量缩短处理时间。加强设备检修质量,保证设备可靠运行,减少设备故障率。