河南中孚實(shí)業(yè)股份有限公司電力二分公司（以下簡稱中孚電力二分公司）#4，#5鍋爐分別于2006年10月和2007年12月投產(chǎn)，由于大峪溝煤的易結(jié)焦性能，不利于機(jī)組的長期安全運(yùn)行，同時(shí)電負(fù)荷供應(yīng)緊張，所以，鍋爐所用燃煤并沒有用設(shè)計(jì)煤種大峪溝煤而是把相對較好的登封煤作為主要燃料，富通新能源生產(chǎn)銷售生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒顆粒機(jī)、木屑顆粒機(jī)、秸稈壓塊機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料。
隨著市場形勢的變化，鍋爐燃煤價(jià)格不斷攀升，機(jī)組的發(fā)電成本居高不下。目前所用煤種為登封煤及低位發(fā)熱量相對較高的煤，與大峪溝煤相比每噸高出130元左右，因此，能摻燒大嶼溝煤成為節(jié)能降耗的一項(xiàng)重要舉措。
本文在分析了登封煤與大峪溝煤摻燒特性基礎(chǔ)上制定了摻燒方案，并在中孚電力二分公司#4，#5鍋爐上進(jìn)行了摻燒試驗(yàn)。摻燒結(jié)果表明，摻燒適量大峪溝煤是可行的、安全的和經(jīng)濟(jì)的。
1、燃燒特性及鍋爐燃燒系統(tǒng)特點(diǎn)
1.1大峪溝煤、登封煤的燃燒特性
大峪溝煤和登封煤的煤種特性分析見表1和表2。從表l和表2中可以看出，大峪溝煤揮發(fā)分含量為7. 11%，著火困難，屬于難以著火、難以燃盡的無煙煤，煤粉燃燒滯后性大，受熱面易超溫，飛灰可燃物相對較高。大峪溝煤灰的軟化溫度和流動(dòng)溫度1 500℃，而灰的軟化溫度和流動(dòng)濕度隨灰中含鐵量增加而下降，大峪溝煤Fe203的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到6. 47%，所以，燃用大峪溝煤時(shí)灰熔點(diǎn)相對較低，容易結(jié)焦。
登封煤揮發(fā)分質(zhì)量分?jǐn)?shù)為14.98%，屬于貧煤，容易著火、含硫量低、易燃盡、飛灰可燃物質(zhì)量分?jǐn)?shù)相對較低。登封煤灰的軟化溫度和流動(dòng)溫度大于1500℃，不易結(jié)焦。
大峪溝煤和登封煤的煤種特性分析見表1、灰的成分分析見表2。
根據(jù)對登封煤和大峪溝煤的特性分析可知，其揮發(fā)分相對接近，發(fā)熱量基本相同，兩者摻燒是可行的。
1.2設(shè)備概況
中孚電力二分公司34，#5鍋爐為針對難著火、難燃盡無煙煤設(shè)計(jì)的DG1025/17.4 - 1114型亞臨界壓力、中間一次再熱自然循環(huán)鍋爐。該鍋爐采用雙拱形單爐膛，燃燒器布置于下爐膛前、后拱上，W形火焰燃燒方式，尾部雙煙道結(jié)構(gòu)。鍋爐共配有24個(gè)按FW技術(shù)設(shè)計(jì)制造的雙旋風(fēng)筒分離式煤粉燃燒器，錯(cuò)列布置在鍋爐下爐膛的前、后墻拱上，如圖1所示。
2、摻燒大嶼溝煤的試驗(yàn)及調(diào)整措施
針對大嶼溝煤的來煤情況，制訂了摻燒比例為10%，20%，30%的試燒試驗(yàn)方案，著重分析煤種變化對鍋爐燃燒、汽水系統(tǒng)的影響。
2.1對鍋爐主要運(yùn)行參數(shù)的影響
由表3可以看出，隨著大峪溝煤摻燒比例的逐漸加大，除爐膛出口溫度和排煙溫度有所上升外，對鍋爐的主要運(yùn)行參數(shù)影響不大。這是因?yàn)閾綗笥鴾厦汉竺旱目赡バ韵禂?shù)增大，即煤的難磨程度增加，磨煤機(jī)出力降低。增加出力后，煤粉細(xì)度變粗，爐膛內(nèi)的燃燒滯后，火焰中心被抬高，使得爐膛出口溫度相對提高，但對鍋爐主要參數(shù)影響不大。
2.2對爐膛結(jié)焦的影響
從爐膛整體結(jié)焦情況看，結(jié)焦的主要部位在6.3m層至25.6m層，爐膛兩側(cè)墻水冷壁上結(jié)焦較明顯，其中爐膛右側(cè)水冷壁上結(jié)焦面積較左側(cè)大且結(jié)焦量多；爐膛的4傘翼墻處結(jié)焦也較多。下面分析結(jié)焦的主要原因。
2.2.1衛(wèi)燃帶的影響
下爐膛水冷壁大面積澆注料的敷設(shè)，使得燃燒區(qū)域爐膛熱負(fù)荷偏高，爐膛溫度水平高，灰熔點(diǎn)低的大峪溝煤極易黏附在澆注料上結(jié)焦。檢查發(fā)現(xiàn)，主要是衛(wèi)燃帶上結(jié)焦嚴(yán)重。
2.2.2鍋爐送風(fēng)量的影響
煤粉在爐膛中燃燒需要足夠的風(fēng)量，如果風(fēng)量不足，爐內(nèi)生成較多的還原性氣體將使灰熔點(diǎn)降低，從而導(dǎo)致結(jié)焦加劇。該W形火焰爐送風(fēng)口的位置主要集中在爐膛的前、后墻處，而兩側(cè)墻沒有布置送風(fēng)口，煤粉在進(jìn)入爐膛后勢必在兩側(cè)墻和4個(gè)翼墻處不能補(bǔ)充足夠的風(fēng)量，呈現(xiàn)局部缺氧現(xiàn)象。
2.2.3負(fù)荷及爐內(nèi)溫度的影響
隨著機(jī)組連續(xù)額定負(fù)荷長周期的運(yùn)行，使得爐膛溫度保持在很高的水平。在摻燒大峪溝煤的情況下，爐膛溫度愈高，愈容易引起結(jié)焦。不同摻燒比例下鍋爐主要運(yùn)行參數(shù)見表3。
2.3采取的措施
2.3.1燃料的合理摻燒
由值長協(xié)調(diào)燃運(yùn)車間加強(qiáng)入廠煤監(jiān)督管理及配煤管理，做到摻燒配煤均勻，防止大量大峪溝煤進(jìn)入煤倉。及時(shí)將煤質(zhì)分析報(bào)告通知鍋爐主控人員，做好燃燒調(diào)整的應(yīng)變措施。根據(jù)鍋爐燃燒情況，指導(dǎo)配煤工作，確保鍋爐所燃用煤的煤質(zhì)穩(wěn)定，杜絕燃用易結(jié)焦的單一煤種。
2.3.2調(diào)整運(yùn)行方式
運(yùn)行人員應(yīng)維持氧量在正常范圍。維持省煤器出口煙氣中氧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在2. 5%以上，使?fàn)t膛燃燒工況處于氧化性氣氛中，防止缺氧燃燒產(chǎn)生還原性氣氛降低灰的熔點(diǎn)而結(jié)焦；將左右兩側(cè)墻的4個(gè)燃燒器退出運(yùn)行，減少煤粉氣流在兩側(cè)墻的濃度和數(shù)量，盡可能防止局部缺氧；保持前、后墻各燃燒器熱負(fù)荷分配均勻，減小熱偏差、防止出現(xiàn)局部高溫而結(jié)焦。始終保持磨煤機(jī)的裝球量在最佳狀態(tài)，保證磨煤機(jī)的出力和維持合格的煤粉細(xì)度；及時(shí)吹灰、保持受熱面清潔。機(jī)組正常運(yùn)行情況下，在保證正常吹灰的前提下，可根據(jù)排煙溫度及結(jié)焦情況適當(dāng)增加吹灰次數(shù)。采取以上措施后，雖然仍有少量結(jié)焦，但對機(jī)組的長周期安全運(yùn)行沒有構(gòu)成障礙。
2.4產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益
從圖2可以看出，隨著摻燒比例的增大，經(jīng)濟(jì)效益逐漸顯現(xiàn)，按20%比例摻燒，每天可節(jié)約資金12萬元，按每年工作6 500 h計(jì)算，每年可節(jié)約資金3250萬元。
3、結(jié)束語
通過試燒試驗(yàn)證明，適當(dāng)摻燒難著火、易結(jié)焦的大嶼溝煤是可行的。為了將摻燒比例進(jìn)一步加大，提高鍋爐效率，將鍋爐衛(wèi)燃帶面積減少100m2(縮減1/6)，以有效防止側(cè)墻過結(jié)焦并降低燃燒中心溫度。
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