褐煤掺烧的探索与实践

2019-11-11魏雅冬

活力 2019年16期

魏雅冬

[关键词]褐煤;探索;实践

引言

由于近几年煤炭市场的不利形势，我公司积极开展褐煤掺烧工作，争取最大限度降低成本，提高企业盈利能力，公司提出采购部分劣质煤、褐煤作为动力燃料发电。入炉煤科学、合理的混配，既是保证机组安全稳定运行，又是保证经济指标提升和全年生产任务完成的基础，为了做好褐煤掺烧工作，我厂根据炉膛燃烧情况，进行了燃烧调整试验及炉膛燃烧系统的改造工作，在此基础上制定了科学合理的配煤掺烧方案，为掺烧褐煤提供参考依据.

一、锅炉设备及参数

我厂1、2号锅炉均由哈锅设计及制造，型号为HG-1025/17.5-YM36型，设计蒸发量为1025t/h，设计效率为93.579%。每台锅炉采用正压直吹式制粉系统，五台MPS170HP-II型中速磨煤机，炉膛四角布置角式煤粉燃烧器，切圆燃烧，燃烧器最大摆动角度为±30°。在燃烧器一二层、二三层、四五层之间布置有三层机械雾化油枪，一层燃烧器设有微油点火装置。设计工况下4台磨煤机运行，1台磨煤机备用。燃用设计煤种MCR工况下消耗原煤：141.2t/h;炉膛截面热负荷qa：4.667MW/m2;容积热负荷qv：108.35KW/m3;燃烧器区域面积热负荷qbw：1647kW/m2。

二、褐煤性质

褐煤，又名柴煤，是煤化程度最低的矿产煤。煤化程度介于泥炭和烟煤之间，棕黑色、无光泽的低级煤。褐煤水分大（>40%），挥发成分高（>40%），发热量低（<12.56MJ/kg（3000Kcal/kg），含游离腐植酸。空气中易风化碎裂，燃点低（270℃左右）。化学反应性强，不易储存和远运。储存超过两个月就易发火自燃，堆放高度不应超过2m。主要用于发电厂的燃料，也可作化工原料、催化剂载体、吸附剂、净化污水和回收金属等。褐煤通常分为两种：土状褐煤（browncoal），质地疏松而较软;暗色褐煤（lignite），质地致密而较硬。可直接用作家庭燃料、工业热源燃料及发电的燃料，也可用作气化、低温干馏等的原料。

三、掺烧褐煤对机组的影响

掺烧褐煤后，入炉煤质远低于设计煤种，对锅炉着火稳定性有很大影响。由于褐煤挥发分高，水分高，灰分小，燃烧切圆不稳定;同时燃用褐煤时，通常负荷都低，也会造成燃烧不稳定现象，使燃烧工况恶化。

由于褐煤属于高水分、高挥发分煤种，易燃烧，掺烧褐煤时，会使对应喷燃器着火提前，造成燃烧器烧损。由于其灰熔点经过测试在1050℃，具有较强结焦特性会使该喷燃器区域结焦严重，吸热量减少，其他区域吸热量增加，影响锅炉水冷壁安全。褐煤属于高挥发分、高水分褐煤，容易引发制粉系统爆炸;水分高特性容易造成制粉系统干燥出力不足，磨煤机出口温度降低，粉管积粉堵塞引起积粉自燃;未堵塞粉管对应的燃烧器出力增大，造成局部热负荷过高，结焦加剧，形成恶性循环，影响锅炉安全运行。

掺烧褐煤对设备的运行和维护也有很大的影响，使设备的运行和维护周期变短。主要表现在制粉系统的连续长周期运行没有停备时间、一次风管磨损加剧、喷口附近有严重的烧损现象、受热面磨损增大等方面，给机组稳定运行带了一定困难。这些都是掺烧褐煤不可避免的问题，如何减少这些负面影响，这需要我们在配煤掺烧工作中不断地挖掘和总结经验。

四、解决方案

（一）想要保证燃烧稳定安全，掺配混合的均匀性至关重要

配煤掺烧分两种方式，炉前掺配和炉内掺配。炉前掺配：是指不同煤种在卸煤或上煤过程中进行混配，在进入磨煤机前已基本混合均匀。炉内掺配：是指两种煤在不同磨煤机分别磨制后在炉内燃烧过程中进行混合，主要通过按煤种分仓上煤来实现。其优缺点如下。

炉前掺配优点：（1）掺配煤操作简单;（2）制粉系统安全性相对较高;（3）炉内燃烧均衡。

缺点：（1）机组的热态启動耗油量较高，不能进行小油枪或等离子点火改造;（2）炉内燃烧过程中存在“抢风”现象，易造成燃烧不完全;（3）工作量较大。

炉内掺配优点：（1）机组运行中有1台或2台磨煤机磨制烟煤，利于机组热态启动;（2）制粉系统煤粉细度、磨出口温度可分别控制;（3）燃烧初期分别燃烧，不存在抢风现象。

缺点：（1）分磨掺烧方式时，炉内温度场可能会出现严重的不平衡现象，反而影响煤粉燃尽;影响火焰稳定性;（2）当掺配的烟煤挥发份较高时，制粉系统的安全性大大降低，因此必须做好防止制粉系统爆炸、自燃的措施。

（二）调整燃烧时按照如下原则进行

（1）合理组合磨煤机运行方式，采取鼓腰配风、束腰配煤的燃烧方式。将中部的二次风适当的开大、适当减少中部给煤机给煤量。降低燃烧器区域温度。

（3）通过风量调整，降低火焰中心，达到降低炉膛出口烟温的目的。

（3）炉上部燃烬风尽量不开，以减少炉膛上部还原性气体，减少炉膛结焦的概率。

（4）任何情况下不允许超参数运行，经常检查漏风情况。