掺烧经济煤种的安全经济性分析

尹盼宁 张永

关键词：锅炉;经济煤种;配煤掺烧;安全;经济

一、公司情况概述

国家能源集团宝庆发电有限公司（简称宝庆电厂）锅炉为东锅制造的国产超临界参数复合变压本生直流锅炉，锅炉型号DG2070/25.4-Ⅱ9型。锅炉本体采用∏型布置，一次中间再热、单炉膛、尾部双烟道结构，固态排渣，全钢构架，全悬吊结构，平衡通风、露天布置、前后墙对冲燃烧方式，采用内置式启动分离系统。锅炉的设计煤种为烟煤和本地无烟煤3：7混煤。锅炉点火用油为0号轻柴油。在保证锅炉热效率的前提下，不投油的最低稳燃负荷在使用设计燃料时为不大于45%MCR。锅炉制粉系统采用6台双进双出钢球磨煤机，冷一次风机正压直吹系统。正常情况下磨煤机6台运行。燃烧器采用24个低NOx旋流式煤粉燃烧器。锅炉共设有16只机械雾化点火油枪和8只压缩空气雾化微油点火油枪，C、E磨配有微油点火装置。

二、掺烧经济煤种试验过程

1、锅炉热值及挥发分边界试验在底层（C、E）制粉系统进行。试验拟用陕西省煤炭运销集团有限责任公司铜川分公司供给的煤种（发热量5335.089KJ/KG，挥发分20.83%，简称铜川煤）上底层原煤仓进行试验。通过改变原底层磨配煤方式，寻求原底层烟煤的替代煤种。试验期间A、B、D、F磨煤质相对保持稳定。试验在330MW、500MW、660MW三个负荷阶段下进行试验。

2、典型经济煤种的掺烧试验在B、D制粉系统进行。试验通过对几个典型煤种（如低热值煤;低挥发分煤;高灰分煤;高硫份煤或兼有上述特点两种及以上的煤种）进行掺烧试验，了解试验煤种着火及燃尽特性，摸清试验煤种对锅炉燃烧安全及经济性的影响。试验期间C、E、A、F制粉系统煤质保持相对稳定，逐步增加B、D磨出力，试验同样在330MW、500MW、660MW三个负荷阶段下进行。

三、掺烧经济煤种的安全经济性分析

1、经多次试验，陕西煤炭运销集团中能红石峡煤炭集运有限公司（简称红石峡煤，发热量5515大卡/千克、挥发分36.96%）、山西华龙煤（发热量5680大卡/千克、挥发分35.99%）等低硫烟煤为较佳点火稳燃煤种。湖南黑金时代股份有限公司煤炭销售分公司（灰山港）煤（发热量4892.3大卡/千克、挥发分33.31%），虽然热值和挥发分都满足点火要求，但因其硫份较高，冷态点火时排烟温度低容易导致空气预热器冷端低温腐蚀，不太适宜作为点火煤种，但可以作为运行中的稳燃煤种。

2、为保证锅炉安全经济运行，正常运行中底层C、E制粉系统允许的最低入炉煤热值不得低于4800大卡/千克，挥发分不得低于16%。否则可能造成锅炉燃烧不稳定和飞灰及炉渣含碳量大幅升高。铜川煤经试验可以满足锅炉正常运行中稳燃及带负荷要求，可以作为底层C、E制粉系统的常用煤种。

3、江西晋能煤因其热值过低（2158大卡/千克），灰分太高（60.41%），摻烧对锅炉安全经济性有较大负面影响。表现在飞灰含碳量上升，捞渣机渣量增加、厂用电率升高等。大量掺烧还带来锅炉火检闪烁，炉膛负压波动大等不安全因数，严重时可能造成锅炉灭火。同时该煤灰分高，易造成锅炉受热面磨损加剧、空预器堵塞速度增加。此外，还影响脱硝和电除尘效率下降。因此，该煤无多大经济价值。

4、洗精煤发热量高（5969.233大卡/千克），挥发分（16.1%）尚可。但其可磨性系数低，煤粉磨制较困难，具有典型的石墨性质。磨煤机磨制该煤种时出力较低、细度偏大。掺烧试验表明，该煤比较适宜在高负荷炉膛温度较高时运行。低负荷下掺烧该煤种不容易烧透，捞渣机表面可见明显悬浮层煤粉，飞灰和炉渣均偏高。

5、攸县煤挥发分低，且该煤可磨性系数一般。如其外在水分稍高，很容易堵塞给煤机。对该煤种进行掺烧试验发现着火和燃尽均较困难，需将一次风温控制高些（120℃以上）。火检也不是很稳定。掺烧该煤飞灰和炉渣含碳量均较明显上升。且掺烧该煤时，炉渣成稀糊状，捞渣机不容易将渣捞上来。大量掺烧时，很容易出现捞渣机漫渣现象，甚至可能导致捞渣机过负荷跳闸。因此该煤不宜过多掺烧。

四、配煤掺烧运行控制措施

1、值长根据生产实际和煤炭到货情况，保证机组上煤混配均匀工作，全面负责协调锅炉上煤，准确填写上煤记录，指挥运行调整工作。根据生产过程中实际情况 ，遇有紧急情况 、特殊运行方式等，值长有权决定上煤方式和煤种。

2、运行人员应提高监盘、调整、操作、设备巡视检查质量，各有关参数如氧量、壁温等参数按规定进行保持，在安全稳定的基础上力争完成各项经济指标。按规定定期吹灰，及时检查火嘴 、炉膛等处的结焦及捞渣机渣量情况。

3、加强制粉系统的全面检查，控制磨煤机出口温度，做好制粉系统防爆工作。当锅炉出现燃烧不稳应以安全为主，及时投入底层微油枪进行稳燃，杜绝锅炉灭火现象的发生 。

4、化学值班人员做好锅炉煤粉细度、飞灰、入炉煤发热量、挥发份等指标的化验工作， 根据入炉煤化验结果，做好各项指标的反馈工作，为合理掺烧提供依据 。

五、结论

面对日益严峻的电力市场和煤炭市场形势，公司承受较大的经营压力，但是掺烧经济煤种为公司有效降低燃料成本 ，据统计2013年宝庆电厂耗用原煤245万吨，其中掺烧低热值、高硫分经济煤种171.5万吨，燃用经济煤种占70%，无烟煤基本以湖南本地劣质煤为主，较好的实现了掺烧经济煤种，降本增效的目的。公司必须适应市场环境变化，在保证机组稳定运行和环保排放要求的基础上，针对燃煤的储运、掺配模式、运行方式等环节，逐一对比分析不同掺烧煤种在储运 、燃烧系统等设备中的特性，总结掺烧低热值煤对锅炉效率 、厂用电率等各方面的影响，及时修改相应技术措施，进而不断摸索和积累掺烧低热值煤的经验，做到低热值煤掺烧的闭环管理，以确定最佳的掺烧方案。

参考文献

国家能源集团宝庆发电有限公司2X660MW机组集控运行规程

宝庆电厂锅炉热值及挥发份边界确定试验报告

刘庆吉. 荣庆善  掺烧经济煤种安全经济性分析[J] 热电技术，2012，2

崔洁.刘文燕  锅炉燃用高灰分煤种分析及应对措施[J] 应用技术，2006，17

作者简介：尹盼宁（1987-），本科学历，工程师，从事火电厂集控运行管理工作。

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