褐煤掺烧的积极意义及其风险控制分析

褐煤掺烧的积极意义及其风险控制分析1、燃烧褐煤的积极意义燃烧褐煤，最主要是为了控本增效,褐煤属于差煤，价钱便宜，它折算标煤后的煤价低于相对好煤折算标煤后的价格，例如,2011年初以来，5000Kcal/kg的好煤按市场价折算成标煤的到厂平均价为1018元/吨,而我厂实际燃用的3500Kcal/kg 的褐煤现价折算成标煤到厂平均价低于918元/吨。根据运行部试验及策划部测算，在一定范围内多燃烧褐会降低发电成本。其次, 褐煤形成年代短，易于开采，煤源广,多燃烧这样的煤，扩大了购煤主动权。还有附加的客观有利之处是对社会的:因为电厂大型锅炉自动化程度高，燃烧效率高，增加了差煤的燃尽率，提高了能源有效利用率,又由于一般褐煤自身含硫量、含氮量较低，掺烧后有利于降低总SO2和NOX的排放量，减轻我厂脱硫系统的压力，含硫量的降低也有利于减轻炉膛高温腐蚀与尾部烟道的低温腐蚀。2、燃烧褐煤的技术可行性分析褐煤的挥发份高，发热量低，水分高，粘性大，灰熔点偏低。以下是其各种分析指标对电厂锅炉燃烧的影响：挥发分。是判别煤炭着火特性的首要指标。它和煤化的时间和所处位置的深浅有关，挥发分含量越高，着火越容易。根据锅炉设计要求，供煤挥发分值的变化不宜太大，否则会影响锅炉的正常运行。如原设计燃用低挥发分的煤而改烧高挥发分的煤后，会因火焰中心逼近喷燃器出口而烧坏喷燃器；若原设计燃用高挥发分的煤种而改烧低挥发分的煤，则会因着火过迟使燃烧不完全，甚至造成锅炉熄火事故。灰分。灰分含量高会使火焰传播速度下降，着火时间推迟，燃烧不稳定，炉温下降。各地区产褐煤的灰分不尽相同，但总体平均值偏低。水分。水分是燃烧过程中的有害物质之一，制粉及燃烧中需要吸受大量的热量，同时水份蒸发的过程中会带走大量的热量，对锅炉的影响相比灰分的影响大得多。水份高是褐煤最大特性和不利因素。发热量。发热量是锅炉设计的一个重要依据，总发热量会涉及到制粉系统出力和机组出力要求，因此要煤的发热量与锅炉设计要求大体相符。褐煤的发热量比较低，正是它价格便宜的主要原因。灰熔点。由于煤粉炉炉膛火焰中心温度多在1300以上，在这样高温下，煤灰大多呈软化或流体状态。若煤灰熔点的软化温低，则易结焦，造成炉内金属管壁过热、超温、爆管的后续影响。褐煤的灰熔点一般低于1200，和我厂设计煤种相近。煤的可磨性系数。可磨系数越高则煤粉越容易达到过滤筛的通过率，磨煤机也越易于达到其额定出力，功耗越小。褐煤的可磨系统相对设计煤种偏大些，有的能达到70%，属于比较有利的。煤的硫分。硫是煤中有害杂质，虽对燃烧本身没有影响，但它的含量太高，而脱硫系统的脱硫能力不够效率不足时，对设备的腐蚀和环境的污染都相当严重，达不到考核要求还会被经济扣罚，因此，电厂燃用煤的硫分不能太高，褐煤的硫份一般不高。表一是我厂锅炉的设计煤种和一般燃用的褐煤的有关数据。表一项 目单 位设 计 煤劣 质 煤褐煤（平均）固定碳FC%47.843.2930挥发份VM%22.8221.5040灰份AY%19.7722.606水份WY%9.6112.6140低位发热量LHVMJ/kg22.42.120.313.80.4Kcal/kg536050048603300100高位发热量HHVMJ/kg23.421.317Kcal/kg559050994060由此可见，褐煤和我厂设计煤种的偏差主要表现在发热量低和水份高。锅炉的布置，燃烧器的型式都是一定的，当燃煤偏离设计煤种，并超出一定范围时，会给锅炉的安全和经济性带来一定的影响，主要表现在：1.锅炉出力下降，2.热损失增加，效率降低3.燃烧不稳，甚至熄火，燃尽程度差，4，结渣，受热面超温，腐蚀，磨损，和增加大气污染，5.燃料费用和发电成本的变化。实际中常见直接危害是结焦，超温，爆管，灭火。为减少参数偏差，我们采用了按一定比例将好煤和褐煤掺配燃烧方案。掺烧是为调节燃煤的品质，主要是调节：发热量，挥发份，灰分，硫分，解决和改善带负荷能力、燃烧质量，防止灭火，防止严重结渣、腐蚀、磨损等，在安全和经济之间找到一个合理的平衡点。 扎赉诺尔褐煤具有一般褐煤的通性，高水分、低热值，极易着火与燃尽，且灰熔点较低极易结渣，有一般褐煤的通性，我厂在小范围试烧掺配该煤种进行可控安全性进行评估后，采购了掺配煤设备，进行了掺烧扎赉诺尔褐煤的锅炉性能试验，试验结果显示：掺烧扎煤后机组的供电煤耗升高，且升高幅度随着掺烧比例的增加而增加，当掺烧比例为25%时，供电煤耗增加了0.6g/kWh；当掺烧比例达到36%时，供电煤耗增加了1.6g/kWh。从两个阶段掺烧后供电煤耗的变化值比较后确认：合理的掺烧比例应在25%30%左右。掺煤扎煤后炉膛上部烟气温度下降，炉膛出口烟温也略有下降。炉膛上部烟气温度达到1300以上，高于扎煤的软化温度，存在结渣倾向。总体结果是满意的，后来对于其他地区褐煤四台机组均采用了这样的掺烧方案，直到目前，去年全年的供电煤耗为315.93g/kwh，而09年的供电煤耗是319.4 g/kwh，08年是323.87 g/kwh，而煤入炉平均热量分别是4927 Kcal/kg和5061 Kcal/kg，除去机组大修后性能提高因素，煤耗仍是有效下降的。由此确立了掺烧褐煤的经济和技术可行性。3、掺烧褐煤的运行风险及控制燃烧褐煤能增加经济性，但它并不是我厂锅炉的设计煤种，而且褐煤有高挥发份和低水份对燃烧安全影响较大的特性，如果不能正确合理地利用它，会影响到机组某些系统的安全运行，安全就是效益，只有确保安全的前提下才能去争取效益。燃烧褐煤实际上是将风险和困难转化成效益，因此需要全厂多个部门通力配合、认真对待，我们才能达到燃烧褐煤的初衷。掺烧褐煤期间，为达到风险的最小化和经济的最大化，要根据负荷曲线进行不同时段的煤种选择不同比例和合理的磨组配合进行掺配，这是一个比较复杂并有一定运行技术含量的问题，对配煤人员提出了很高的要求。负荷低时是在以确保燃烧安全前提下控制掺配褐煤比例和磨组间的分配，负荷高时掺配原则是在确保磨煤机在煤量带足的情况下能保证负荷，主要考虑掺配后的平均热值，但这些都需要关注磨组的工况和启停计划，还要考虑脱硫效率能否达到要求。甚至一段时期内的存煤及来煤情况也是需要考虑的因素之一。对于打煤进仓人员的要求则是严格按照配煤单要求打煤掺配、进仓， 不能打错煤，进错仓位，对于突发原因引起的需要改变配煤单要求时应及时通知相关岗位并得到允许。而更多的要求是针对我们机组集控运行人员的，由于褐煤的参数偏离设计用煤参数，它高挥发份和低水份对燃烧安全影响较大的特性，决定了我们必须对制粉系统，燃烧系统的检查，操作，监视，调整，控制方面都要引起重视，要比对一般的煤种付出更多的关注。首先，因为褐煤的水份高，又有一定粘滞性，因而在冬季易冻结成块，增加落煤管、给煤机堵塞进而造成磨煤机断煤的机率，这就要求我们巡检人员增加巡检次数、保证巡检质量。冻结严重煤块偏大时要及时通知更换煤种或减少褐煤的掺配比例，监盘人员也要多关注磨组运行工况，发现磨后温度上升，给煤机断煤，要及时发现，正确判断，果断处理，给煤机因皮带无煤跳闸时，该层油枪应该自投，否则手动投入该组油枪，同时派人就地查看给煤机，将机组改机踪运行方式，增加运行磨组的煤量至最高，（若原来是二磨运行时，则再增投一组油枪，并立即准备启动备用磨组。）将主汽压力跟踪实际压力往下设定，确保汽压，汽机调门开度不大幅度变化，以利于汽包水位自动调节正常，将备用磨组暖磨备用，就地敲打落煤管无效时，及时启动备用磨组，调节好汽温，汽压，确保负荷不致大幅降低，使机组稳定运行。水份高，则磨煤机干燥出力也要高，如果掺配褐煤比例过高、气温低或因负荷低引起一次风温低干燥出力不足，造成磨后温度低，干燥出力不够时，煤粉不能及时吹走，易造成堵粉管，堵磨。发现有煤火检故障报警，该组油枪自投，监盘人员要引起警惕，及时查看SOE确定具体故障火检，派人现场查看该粉管温度，查看该燃烧器着火情况，判断是否有堵塞情况，如果及时发现粉管堵塞，条件允许调磨后用一次风甚至漏风吹通停磨后的该粉管的几率就会很高，若发现不及时，粉管堵塞会越堵越严重，到时只能用水力疏通，费时费力，还不安全。运行中，如果发现磨煤机差压增加，一次风调门开度增加（#2机组有一次风调开度大于60%报警，而#1机组的这个报警至今未接），磨煤机电流增加，另外的运行磨煤量也在增加，则是该磨组出力下降，发生堵磨了，则立即将机组改机跟踪方式，如果这时负荷在330MW以上，先适当降低其他磨组煤量后，再降低堵磨磨组煤量，防止因降低堵磨磨组煤量后突然吹通，大量积压的煤粉一下子进入炉内，引起负荷突升，压力突升，工况大幅扰动。如果负荷低于280MW，则可以在只退出AGC的协调运行方式，并且负荷高限放开的情况下，直接逐步降低堵磨磨组的煤量，以利吹通，即使有积粉大量吹进炉内，也会因负荷、调门有调节余地不致使压力突升引起汽包水位大幅度波动，但要注意到因降低了差煤量，而协调要求总煤量的平衡而增加了下层磨组的好煤煤量，实际是加强是燃烧，会引发主汽压力上升，可以适当的将主汽压力设定值降低。如果因堵磨后一次风量低（60t/h,延时2秒）跳给煤机，则该层油枪会自投，此时要迅速按以上原则处理，防止一次风量低致磨组跳闸，若因为一次风流量低到55t/h（延时2分钟）、 50t/h（延进2秒钟）引起磨组跳闸，则机组250MW以上负荷时会只剩二磨运行会触发RB信号，一分钟后下层运行磨组油枪会自投，但机组仍会在协调方式，根据#1、#2机组大修后的磨煤机RB试验结果，这种方式下给水能够自调正常，只需要注意将主汽压力设定根据实际压力及负荷适当往下设定，汽温调节时加减减速温水时幅度不要太大，以致干扰给水流量，负荷小于240MW时，RB复位，可以待工况稳定后启动备用磨组加负荷。若二磨跳一磨工况，除运行磨组油枪自投外还需要及时投用相邻油枪助燃并及时启动备用磨组稳定机组工况。这时的油枪及时投入非常重要，手动投入油枪时要注意将二次风门关至15%-20%的点火位置，因为跳闸磨组的二次风门可能只能自动关到30%。若有油枪不能投入是由于该磨煤机跳闸后无法复位，则将磨的画面右方操作器PULVBYPASS置于“NORMAL”方式后，计时1分钟后允许点油枪，但这种现象比较少，多组油枪投用时应该稍有间隔时间，防止因轻油压力低跳闸，欲速反而不达。由于褐煤的水分高，在冷热风门开足的情况下，仍无法满足干燥出力，只能增加一次风量偏置，如果掺烧同样是挥发分不低的蒙煤，带来的后果是燃烧器着火距离变远，那么，煤火检可能检测到脱火（油枪会自投），在两磨运行的低负荷情况（主蒸汽流量低于686t/h）下,当有一组燃烧器中有两只火检检测到脱火时则燃烧器会跳闸，直接跳磨组，这种工况还是比较危险的，因此，当出现火检故障或检测脱火时，要现场看火确认，并及时调整燃烧，不得已时启动第三台磨组确保安全。现在我厂下层磨组主要采用小比例掺配，由斗轮机取好煤和铲车取褐煤通过小皮带掺配，而上层磨则采用大比例掺配，由两台斗轮机同时取煤，一台取好煤，一台取褐煤，由各自的出力控制掺配比例。，一般小皮带掺配能力在200-300t/h之间，而斗轮机出力此时会控制在800/h左右，在小比例掺配方式下，难免会因为铲车司机的取煤或操作手法不同,取煤地点远近,难易不同,而发生时间上的不均匀，引起掺配不均，对燃烧带来的后果是由于下层磨组的煤量不变而总进炉煤发热量变化，主蒸汽压力、温度大幅度变化，如果遇上协调指令的反向变化叠加，加上减温水的影响，有时压力波动会达到10kg/cm2，通过试验发现，在机跟踪方式下，负荷也会有超过10MW的波动。因此，在高负荷的协调方式时，由于防止脱硫增压风机过流，一般都限制了负荷高限，这时要关注压力变化，防止电动释放阀动作。由于褐煤水分高，为达到合格的磨后温度，冷热风门会开足，磨煤机进口一次风温会高得接近热一次风温，高负荷时能达到320，而褐煤挥发份高，当有结块煤粉不能及时吹走时，会容易在磨煤机内部引发火星，结焦，爆燃等，也会因为排废不及时，风温高引起石子煤箱内的积煤自燃，因此巡检人员和排废临时工加强对掺配燃烧褐煤磨组的检查。而在启停磨组时煤仓存煤不应该是褐煤，主要是因为挥发份高煤种启停时由于煤粉浓度会落入爆炸区域而易发生爆炸，应该参考部门颁布的“燃烧印尼煤的启停磨要求”。而且如果存这样高挥发份煤尤其是进入夏季后更易引起自燃，所以对煤仓也要加强巡检，发生有发热、自燃迹象的要按照运行部颁布的有关“备用煤仓管理”预案处理。我们在确保安全的前提下，不光要多烧褐煤，还要尽量提高锅炉的燃烧效率，以体现运行人员应有的技术水平和经济责任心。由于有的褐煤挥发分高达40%，而硫份低至0.3%，有时会和挥发份低至25%，且硫份高达0.8%以上的平朔煤掺烧，但是由于褐煤的水份高，掺配后磨后温度提不上来，只好增加磨一次风量，引起燃烧滞后，又由于脱硫增压风机电流常超限，不得已控制总风量，引起燃料燃烧不充分，两者叠加后飞灰可燃物必然增加，因此这两种煤掺烧时应该放在最下层磨组使用或不采用这样的组合，不得已在上层磨燃用时，可以采用将二次风门同时改手动比正常开度大等一些强化燃烧手段。欠风后更易引起结焦，并且平朔煤灰又高达15%以上，不得已增加吹灰次数，锅炉效率会受到影响。今年电网内电力缺口较大，我厂机组负荷率较高，入炉煤平均发热量降低后，总煤量和总风量必然上升，受到脱硫增压风机负荷电流限制，在高负荷时无法吹灰，但是蒙煤灰份相对高，平朔煤硫份高，欠风易结焦