经济煤种掺烧的优化和调整

刘凤国

摘 要：近几年来，由于当前煤炭形势严峻，煤炭价格持续攀升，尤其烟煤价格升高较多，导致标煤单价升高，企业运营成本增加。为降低发电燃煤成本,公司领导提出了合理增大经济煤种在日常运行中的掺烧份额，根据当前煤炭形势和公司进煤结构，在保证机组安全、环保前提下，结合前一阶段经济煤种掺烧基础上，进一步加大掺烧力度，摸索总结掺烧经验，最大限度地降低入炉煤标煤单价。

关键词：经济煤种 掺烧 调整

引言：

经济煤种一般指性价比高的煤种，一般热值较低，如褐煤、劣质煤（中煤、型煤、蒙煤、煤泥）等。根据目前公司实际进煤情况，主要包括低热值煤、高硫煤、型煤以及阳泉煤等经济煤种。如何充分利用现有的混煤设备，既能保证经济煤种掺烧的最佳比例，又可避免在高负荷段因为过多的掺烧造成辅机设备超负荷运转及脱离负荷曲线的异常情况，即如何对#5、6炉掺烧经济煤种进行优化调整就成为了我们当前面对的关键问题。

1. 国家能源菏泽发电有限公司＃5、6锅炉简介

1.1 锅炉概况

国家能源菏泽发电有限公司三期工程为2×330MW燃煤发电机组，锅炉系东方锅炉厂有限公司DG1025/18.2-Ⅱ4型锅炉，为亚临界参数、四角切圆燃烧方式、自然循环汽包炉，单炉膛型露天布置，燃用烟煤，一次再热，平衡通风、固态排渣、全钢架、全悬吊结构，炉顶带金属防雨罩。设计燃料巨野矿区烟煤。燃烧器为左右浓淡分离式，摆动火嘴（后改为低氮燃烧器）。

1.2 制粉系统

国家能源菏泽发电有限公司三期锅炉采用正压直吹式热一次风制粉系统，每台锅炉配有3台BBD4060型双进双出钢球磨。每台磨煤机带两层燃烧器，其中A磨煤机A1层燃烧器设计为等离子燃烧器。

BBD4060型双进双出钢球磨煤机制粉系统分为给煤系统、磨煤系统、一次风系统、加钢球装置、蒸汽灭火系统，消防水系统、煤位测量系统、驱动装置、密封风系统、润滑油系统等。每台磨煤机配置2台给煤机、2台分离器，组成2个对称的研磨回路。原煤由给煤机出口经混料箱、落煤管、旁路风预干燥，与分离器分离的粗粉混合后，进入磨煤机耳轴（空心轴），经螺旋输送机送入磨煤机。一次风通过磨煤机两端中空轴进入磨煤机，完成原煤的干燥和煤粉的传输。一次风和煤粉混合物由中心筒和耳轴之间的环形空间按原煤进入的相反方向离开磨煤机，进入分离器。一次风和煤粉混合物经分离器分离后，合格的煤粉由燃烧器进入炉膛燃烧，不合格的粗粉则和原煤一起返回磨煤机内继续研磨。

2. 现状调查

受全国火电发电企业“双降”因素影响，为确保完成利益指标，锅炉运行中掺烧褐煤、劣质煤等经济煤种是大势所趋。但经济煤种与三期锅炉设计煤种——烟煤特点差别较大，开始掺烧时出现了粗粉分离器出口温度低，飞灰可燃物含量高，排烟温度升高，喷燃器喷口经常结焦，使锅炉落大焦机率增多，同时在掺配煤质不稳、在AGC模式下，造成机组负荷跟踪缓慢、极端情况下甚至会发生机组脱离负荷曲线，造成“两个细则考核”等情况。为保证锅炉掺烧经济煤种过程中的安全性和经济性，对经济煤种掺烧进行了试验及一系列优化措施。

3. 经济煤种掺烧的优化调整

3.1 开展经济煤种掺烧试验

通过开展经济煤种掺烧试验，确定各种工况下保证锅炉稳燃、防止高温腐蚀等边界条件。三期两台锅炉以燃用烟煤为主，主要掺烧部分阳泉矿点燃煤（Vdaf约为10%-15%）进行配煤掺烧试验。掺烧试验期间，通过对飞灰、炉渣、原煤的取样，了解掌握飞灰、炉渣含碳量变化和煤质情况，并对煤粉细度适时调整。运行人员密切注意炉膛出口各段烟温、受热面壁温及排烟温度的变化，防止发生高温腐蚀和管壁温度超限，并每两小时记录一次运行参数，摸索总结掺烧经验，为下一步燃烧调整提供依据。

3.2 实施分磨分仓掺配方式

根据试验数据并结合实际情况，决定#5、6炉B磨B2原煤仓全部上阳泉煤等经济煤种，其余#5、6炉各仓均保持正常燃用烟煤，保证煤质干燥无灰基挥发分Vdaf＞30%。为保证锅炉燃烧稳定，任何情况下A磨两端不得掺烧阳泉煤等经济煤种。

3.3 依托燃料智能化系统，根据掺烧需求做好掺配煤

燃料管理部应严格按照三期入炉煤掺配方案做好燃煤掺配，并将当班入炉煤的掺配预案和掺配结果及时发送至发电部集控运行，同时对每天经济煤种掺烧量进行统计。运行人员也应加强与燃料的沟通，了解掌握各仓掺配煤情况和煤质挥发分、热值等指标，以便及时调整燃烧，维持锅炉安全经济运行。

3.4 优化燃烧调整，摸索最佳运行工况

根据机组负荷和燃烧情况，可通过采取调整#5、6炉B磨料位和容量风等方法改变磨煤机出力。当机组负荷在240MW以上时，可保持B磨容量风门开度比A、C磨偏大10%以上，以增加B磨经济煤种煤量；当机组负荷在240MW以下时，应关小B磨容量风门开度，增加A、C磨容量风门开度，以保证锅炉安全稳定运行。

3.5 根据煤质变化，合理优化制粉系统经济方式

根据机组负荷和煤质情况合理控制磨煤机料位，对于掺烧阳泉煤种的#5、6炉B磨，差压料位一般维持600—700Pa左右，其他磨煤机差压料位可维持在700—800Pa左右，以保证煤粉细度，提高磨煤机带负荷能力，同时根据制粉出力和煤粉细度定期对磨煤机补加钢球，维持磨电流125～130A；并根据飞灰、炉渣含碳量对煤粉细度适时调整。当#5、6机组低负荷具备停磨条件时，或有计划的制粉系统检修时，发电部应提前8小时通知燃料停止掺烧阳泉煤和型煤等经济煤种，以保持锅炉燃烧稳定。

4. 运行中应注意的几个问题

为保证掺烧经济煤种期间锅炉安全稳定运行，防止发生烧损燃烧器喷口等异常情况，运行中应注意以下几个问题：

4.1 认真执行每班一次粉管定期吹扫，在满足机组负荷和燃烧稳定的情况下，适当降低掺烧经济煤种的磨煤机粉管出口温度。正常负荷下，通过调整B、C磨两端给煤量、两端容量风门开度，微调经济煤掺烧比例，同时注意磨两端出口温度基本一致。低负荷时根据燃烧情况对角切除部分火嘴或停止一台磨煤机，维持一次风压不低于5.0KPa，以防一次风速过低。

4.2 加强锅炉看火及喷口结焦情况。运行值班员每两小时到就地检查喷燃器着火情况，发现喷口结焦及时清理；加强对受热面壁温和炉膛出口烟温的监视；并定期检查捞渣机内的渣样、渣量情况，发现有结焦现象及时汇报处理。

4.3 加强炉膛负压和煤火检强度等参数的监视，做好事故预想，发现锅炉燃烧不稳及时调整燃烧，必要时投入等离子稳燃。每两小时记录一次运行参数，同时每天白班对#5、6炉飞灰、炉渣取样化验，并对煤粉细度适时调整。

4.4 #5、6炉制粉系统运行中，当发生原煤仓蓬煤、堵煤时，应立即进行敲打、振打、疏通，尽快恢复给煤机出力，同时应及时切换冷热风，关小或关闭热风，开大冷风，控制磨出口温度在正常范围内，并且疏通期间注意调整锅炉燃烧稳定。

4.5 为保持锅炉安全稳定运行，任何情况下A磨两端不得掺烧褐煤、劣质煤等经济煤种。

5. 经济性分析

通过试验数据分析，虽然掺烧经济煤种后机组的排烟温度升高约5℃，使煤耗升高约0.64-0.693g/KWh，但经过掺烧优化调整以后，经济煤种掺烧比例不断提高，在掺烧比例高达25%时，机组跟踪曲线接带负荷的能力未受较大影响，但经济煤种价格优势明显，大大提高了全厂的经济效益。

6. 结论

通过开展经济煤种掺烧试验，摸索总结掺烧经验，制定出一整套经济煤种掺烧运行规程规定，合理指导燃煤掺配、燃烧调整、制粉系统防爆等工作。采用分磨分仓掺烧经济煤种技术，可以有效提高经济煤种的掺烧比例，在煤炭价格持续攀升的大环境下，进一步加大经济煤种的掺烧力度，最大限度地降低入炉煤标煤单价，不断提高机组运行的安全经济性。这些工作为其他同类型的机组经济煤种掺烧提供了一定的借鉴。

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【参考文献】

【1】 黄新元.电站锅炉运行与燃烧调整. 中国电力出版社出版，2003.

【2】《DG1025/18.2-Ⅱ4型锅炉技术说明书》东方锅炉厂有限公司

【3】《国家能源菏泽发电有限公司330MW锅炉运行规程》、国家能源菏泽发电有限公司技术资料，2018（E版）

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【作者简介】

刘凤国，男，工程师，国家能源菏泽发电有限公司发电部三期运行机组长，2000年7月毕业于山东省电力学校发电厂热能动力设备专业，分配至国家能源菏泽发电有限公司工作至今，从事电力生产集控运行工作二十多年，具有丰富的生产运行经验。

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