长焰煤掺比对锅炉效率的影响

2020-07-13王云鹏

中国设备工程 2020年13期

王云鹏

（新乡中益发电有限公司，河南长垣 453400）

公司锅炉设计煤种为山西长治贫煤，为降低燃煤成本且兼顾调峰期间机组稳燃的需要，选择陕北低灰熔点的长焰煤作为主力经济煤种，采购的贫煤其挥发份也低于设计值3．6%以上，但长焰煤掺比加大后，机组煤耗却增加。2019年7月公司进行了长焰煤不同掺比的锅炉效率试验，试验选择在同一台机组的600MW负荷下进行，长焰煤的掺比分别为30%和10%，经试验测算30%的掺比锅炉效率低。

1 情况简介

公司2×660MW锅炉型号为DG2060/26．15-Ⅱ2型超超临界直流炉，直吹式制粉系统，旋流煤粉燃烧器，对冲方式燃烧，燃烧器前后墙各三层，每层6只。锅炉设计煤种为山西长治贫煤，干燥无灰基挥发份为15．61%，采用ZMG113G-Ⅰ型中速磨煤机，干排渣方式。为降低燃煤成本，公司实际燃用的是干燥无灰基挥发份为12%左右的贫煤和陕北干燥无灰基挥发份为38%左右的低熔点长焰煤。2019年为了进一步降低燃煤成本，公司加大了长焰煤的掺烧比例，最高掺烧比例达48%。虽然长焰煤掺比增加了，但机组的煤耗却也增加，调研同类型锅炉的发电单位，也存在同样现象，即：设计为贫煤的锅炉，当长焰煤掺烧比例加大后锅炉效率降低，机组煤耗增加。为分析此原因，于2019年7月进行了长焰煤掺比为30%和10%的锅炉效率对比试验。

2 试验过程

2.1 试验负荷的选择

因实际燃用的贫煤挥发份偏低，低负荷时长焰煤10%掺比满足不了稳燃要求，为此试验负荷选择500MW以上，实际试验负荷是600MW。

2.2 试验依据与标准

（1）GB/T 10184-2015《电站锅炉性能试验规程》；

（2）机组制造厂、设计院的技术资料。

2.3 测量方法

（1）烟气成分分析。空预器进出口烟道按网格法布置取样点，各孔所抽烟气样混合后送入烟气分析仪，测试时数据稳定后每15分钟记录一次数据。测试前烟气分析系统都经过标准气体的标定；测试结束后烟气分析系统进行漂移检查。

（2）入炉煤的取样。试验开始后，每间隔30分钟在运行的给煤机煤斗上取一次煤样，直至试验结束。每套制粉系统每次取约1kg样品，密闭存放。试验结束后，全部样品混合缩分后密封保存，进行元素分析、工业分析及发热量测定。

（3）飞灰的取样。在除尘器入口水平烟道上用专用取样装置取样，试验前清空取样器内存灰，试验开始后连续取样直至试验结束。试验结束时将收集的飞灰密封保存，进行可燃物分析。

（4）炉渣的取样。试验开始后，每间隔15min取一次渣样，直至试验结束。试验结束后，全部渣样混合缩分后密封保存，进行可燃物分析。

（5）环境温度、湿度和大气压力测量。试验开始后，在送风机入口用经校验的干湿度温度计和膜盒式大气压计测量环境温度、相对湿度和大气压力，每15分钟记录一次直至试验结束。

（6）空预器入口一、二次风温、风量测量。空预器入口一、二次风温、风量采用DCS 数据，每15分钟记录一次。

（7）锅炉运行参数记录。试验开始后全面记录锅炉运行参数，每15分钟一次直至试验结束。

表1 600MW试验测试数据

2.4 数据处理与计算

采用算术平均值方法处理试验数据，依据GB10184-2015《电站锅炉性能试验规程》计算相关数据，用热损失法计算锅炉效率。

表2 试验工况下锅炉效率计算结果

3 试验数据分析

由试验数据可知，长焰煤30%比例的锅炉效率比长焰煤10%比例的锅炉效率低0．896%，锅炉效率降低的主要原因是飞灰含碳量升高，两者相差2．36%。长焰煤30%比例下飞灰含碳量高的主要原因是由“抢风”现象引起。位于底层煤粉挥发份偏高，易于着火和燃尽，相对于中间层而言着火提前，消耗了炉内中下部的大部分氧气；而中间层煤粉挥发份低，着火滞后且氧气又不足，着火推迟，在炉膛内行程又相对较短，煤粉不易燃尽，所以其飞灰含碳量升高。从表1中的排烟温度可知，长焰煤30%比例比长焰煤10%比例高2．7℃/1．5℃，说明长焰煤30%比例的火焰中心是相对偏上的。