某电厂300MW机组掺烧高挥发份高热值煤种探讨

唐万廷

摘  要：某电厂300MW机组采用东方锅炉厂中储式、四角切圆燃煤锅炉，这也是我国目前300MW机组的主要类型，中储式制粉系统本身有很多优点，如调节灵敏方便、锅炉运行燃料供应可靠性高，但较为突出的缺点是系统复杂、有发生爆炸的危险性，尤其是在目前该煤源复杂的情况下，热值及挥发份忽高忽低，使用高挥发份高热值煤种极易造成粉仓温度高，甚至引起制粉系统爆炸;煤粉挥发份高，燃烧提前，煤粉在燃烧器喷口内部燃烧，容易烧坏火嘴。该文旨在讨论如何控制掺烧高挥发份高热值煤种产生的一系列问题，保证机组的安全可靠运行。

关键词：300MW  高挥发份  粉仓温度

中图分类号：TM31   文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2019）10（c）-0053-02

1  该电厂中储式燃煤锅炉的优缺点及目前现状

该电厂采用东方锅炉厂中储式、四角切圆燃煤锅炉，配置A、B、C、D这4台球磨机和A、B两个粉仓，A、B制粉系统对应A粉仓，C、D制粉系统制粉对应B粉仓，通过齿索式输粉机实现各制粉系统之间倒粉，每角燃烧器共有17层喷口，其中一次风喷口5层（A、B、C、D、E），二次风喷口9层（AA、AB、BC、CC、DD、DE、EF、GG及顶二次风），其中3层（AB、BC、DE）二次风喷口设有大流量油枪，B层燃烧器内布置有点火用小油枪。长期低负荷运行，仅投运三层燃烧器。掺烧高挥发份高热值煤种主要存在两方面问题：一是粉仓温度容易升高;二是火嘴着火提前，烧坏火嘴。该电厂300MW燃煤锅炉设计煤种为干燥无灰基Vdaf约14.8%贫煤煤种，高挥发份高热值煤种直接上仓极易造成制粉系统自燃，甚至爆炸，兼有燃烧提前，烧坏火嘴，按25项反措要求中储式制粉系统不适用于干燥无灰基Vdaf超过25%煤种，未掺烧直接上仓，曾致使该电厂300MW机组出现粉仓温度高，严重时粉仓温度高达300℃，出现过粉仓吸潮管烧红的现象，多个火嘴箱体烧红、烧穿，如未及时发现处理，后果不堪设想。所以必须制定相应措施，防止此类不安全事件的发生。

2  掺烧高挥发份高热值煤种相关安全措施

（1）结合该电厂实际，为兼顾防止粉仓温度高结块和防止燃烧器喷口烧损，掺配高挥发份高热值煤种优先选用中低热值（低位发热量Qnet，ar<21000kJ/kg）高挥发份（Vdaf>30%）高挥发份高热值煤种与该地烟煤或者与中低热值中低挥发份（Vdaf<26%）煤种搭配1∶1比例掺配，高挥发份煤种比例不超过50%。

（2）由于此煤种的特性，较其他煤种易结焦，为此制定规范的吹灰制度，严格按定期工作要求进行受热面吹灰防止结大焦、折焰角垮灰。随时关注捞机内出渣情况，出现掉大焦时要及时调整配风，开大周界风、辅助风、燃尽风，燃烧器保证四角切圆形成良好，保证低负荷燃烧稳定。

（3）消除现场漏粉积粉火灾隐患。高挥发份意味着高自燃性，防止泄露自燃非常重要，当出现燃烧器漏粉，尽快停运燃烧器对应给粉机关闭一次风门，防止积粉自燃引发火灾事故。加强现场巡视，出现漏粉产生扬尘时立即制止该区域的动火工作防止出现粉尘爆炸，同时要求作业人员要采取措施防止扬尘措施。制粉系统启停时先倒冷风，操作热风门应缓慢控制磨煤机出口温度缓慢上升下降。制粉系统超过72h未运行应及时切换。加强原煤仓监视，制粉系统各种消防及充惰设备随时可靠备用。通过一系列措施，防止煤粉自燃发生。

3  掺配高挥发份高热值煤种预防粉仓温度高措施

（1）为防止粉仓温度高，从源头上控制粉仓温度。首先磨煤机出口温度控制在67℃～73℃之间，制粉系统停运前将木块分离器清理干净，充分抽粉。其次停运备用磨煤机出口温度控制在50℃以下。对于掺配高挥发份煤种的制粉系统，在该煤种未用完前尽量保持运行，避免高挥发份高热值煤种在制粉系统内部积存自燃。

（2）定期切换燃烧器，做到粉仓无大量煤粉长时间存留，积热自燃，也是控制粉仓温度升高的非常重要的措施。我们采取分时段有针对性地投运未运行的给粉机，低负荷时，火嘴投运有限，在把握“高浓度集中燃烧”的原则下，根据火嘴对应制粉系统的实际情况（见表1），白班切换至ABC层给粉机，保持B粉仓煤粉流动，中班投运BCD层、E1、E2给粉机，早班投运 BCD层加E3、E4给粉机，如发生影响机组燃烧稳定可短时将给粉机切换，制粉系统均匀切换运行，保持各粉位平衡，相差不大，夜班粉仓降粉，有效合理地安排给粉机的运行方式。

（3）粉位的平衡对于煤粉的流动性至关重要，这也能更好地维持燃烧稳定，同时能使长时间积存的煤粉量降到最低。维持各粉仓粉位正常（2.0～3.0m），控制粉仓最高点温度小于75℃，采取切换制粉系统、改变制粉系统运行方式、申请加负荷多投给粉机等措施，粉仓温度超过150℃，平稳缓慢地充二氧化碳降温，充二氧化碳时粉仓密闭。出现粉仓测点温度超过80℃时切换给粉机至对应测点区域的给粉机运行，烧掉可能自燃的积粉。一般情况下粉仓温度控制80℃，若过早的充二氧化碳降温，会造成粉仓局部温度低，煤粉板结，降低其流动性，给粉机不来粉或者卡涩，长时间积存，温度易升高自燃，板结情况会继续恶化，所以我们选择在150℃时才对其充二氧化碳降温。

4  掺配高挥发份高热值煤种防止燃烧器烧坏的措施

（1）控制送粉风温，能更好地抑制着火提前。通过开启空预器旁路冷风门降低一次风温至220℃～240℃运行，风粉混合物温度≯160℃，也可适当提高一次风压（风速）运行，但优先选择降低风温运行，运行中加强粉管风速、浓度、粉管温度监视，防止堵管。粉管风速不低于20m/s，粉管浓度不高于0.5，控制粉管风粉混合器后温度150℃～160℃之间（根据该厂煤种实际情况，参考DL/T5145-2012《火力发电厂制粉系统设计计算技术规定》、JB/T 10440-2002《大型煤粉锅炉炉膛及燃烧器设计性能规范》）。一旦运行中个别燃烧器出现轻微喷火，应降低给粉机转速粉管煤粉浓度，甚至停运给粉机吹管至不喷火为止，同时开大周界风至100%。

（2）使用高挥发份高热值煤种掺烧普通烟煤时，注意看火看焦看渣，根据看火、原烟气硫份情况适时调整一次风温、风速等参数。发现燃烧器喷口有结焦时及时清除、着火距离过近时进一步开大甚至全开周界风并提高一次风速10%～20%，对于B层燃烧器可开大小油枪助燃风门，防止燃烧器烧坏。

（3）鉴于火嘴温度异常时伴有火检烧坏的情况出现，采取加强火检、燃燒器壁温及火焰电监视等措施，发现异常及时检查处理，特别是出现给粉机失去火检跳闸时要立即就地检查燃烧器有无结焦及烧损情况。

5  结语

掺烧高挥发份高热值煤，控制粉仓温度和防止燃烧器烧坏至关重要，我们在采取相关措施时，结合该厂的实际情况，比如设备老化、粉仓吸潮管易堵塞，采取了相应的措施，及时疏通，通过测量其温度加强监视等，旨在保证每个环节都安全可靠，最大限度地保证机组安全，通过上述一系列措施，该电厂300MW机组，在使用高挥发份高热值煤种时，未出现粉仓温度异常升高及燃烧器烧坏的情况。

参考文献

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