1025T/h贫煤锅炉改烧烟煤的创新实践

一、前言

胜利发电厂二期两台300MW机组, 锅炉为1025t/h亚临界压力中间再热自然循环锅炉, 燃烧设备设计、校核煤种为贫煤, 采用双进双出钢球磨正压直吹式制粉系统, 燃烧器采用四角布置切向燃烧方式。锅炉共配置四台BBD3754双进双出磨煤机, 每一台磨煤机对应一层煤粉喷嘴, 自下而上依次为A、B、C、D磨。机组正常运行, A、B、C、D磨均是贫煤或者A、B磨是贫煤, C、D磨无烟煤。

近来, 煤炭市场发生了很大的变化, 煤炭价格下滑, 市场烟煤充足, 从进一步经营好电厂角度, 电厂要对燃煤结构进行调整, 使二期两台贫煤锅炉八台制粉系统逐步改烧烟煤, 以降低飞灰可燃物和烟气中氮氧化物和硫化物的含量, 利于机组的经济运行和环保指标的控制。锅炉燃烧煤种的变化, 就意味着制粉系统、风烟系统参数和燃烧器等做相应调整。

二、更换煤种原因

1. 基于煤炭市场的变化, 市场烟煤充足

近来, 煤炭市场发生了很大的变化, 煤炭价格下滑, 市场烟煤充足, 电厂很容易购买到大量的烟煤。

2. 基于锅炉燃烧烟煤时, 飞灰可燃物相对贫煤低, 更经济

烟煤挥发分高, 灰分低, 稀疏的颗粒内部结构, 快速的反应性, 较低的着火点等煤质特性, 决定了飞灰可燃物相对贫煤更低的主要原因。

3. 基于环保压力

目前, 人们对环保的要求越来越高, 国家对电厂的环保指标更是越来越严格, 环保局安装了烟气含硫和氮氧化物24小时在线检测, 电厂的环保指标时刻都在监视当中, 给电厂前所未有的环保压力。

基于以上原因, 电厂决定要改变燃煤结构, 让二期两台贫煤炉改烧烟煤。

三、理想效果

1. 设计煤种与烟煤技术指标对比分析

设计煤种的性质介于无烟煤与烟煤之间, 挥发分占10%~20%;燃烧较稳定, 机组安全性较高。

改烧煤种特点是挥发份高, 水分大, 含硫低, 易燃烧, 热值适中, 利于降低飞灰、氮氧化物和喷氨量。

2. 烟煤对锅炉运行的影响

(1) 对锅炉燃烧的影响

(1) 燃烧稳定性燃烧稳定性问题多出现在无烟煤、贫煤挥发分较低的或灰分大的情况。燃烧稳定性与煤的发热量、煤粉气流着火温度、挥发分、炉膛热负荷、炉膛卫燃带面积等参数有关, 对于烟煤不存在燃烧稳定性问题。

(2) 燃烧经济性煤的发热量、煤燃尽率、挥发分、炉膛热负荷、炉膛卫燃带面积等参数对燃烧经济性均有很大影响。对于烟煤, 更有利于燃尽, 降低机械未完全燃烧损失, 提高锅炉运行经济性。

(3) 结渣性炉膛燃烧越强烈, 炉膛温度内就越高, 还原性气氛下炉膛结渣倾向加重。改烧烟煤时尤其注意炉膛结焦情况。

(2) 对制粉系统的影响

(1) 安全性由于烟煤挥发分高, 燃点低的特性, 对于磨制烟煤的制粉系统防爆炸、防止煤粉自燃是重中之重的问题。

(2) 烟煤易磨制, 出力提高;要求制粉温度80℃, 煤粉细度可适当提高。

3. 经验借鉴

根据以往, 在机组启停、A磨检修或B磨检修时, 为节省助燃用油, 在底层A、B磨曾经改烧过烟煤。积累了一些烧烟煤的经验。

经验一:有些烟煤水分含量大, 即使不用冷风, 制粉温度仍偏低, 甚至低于70℃;有些烟煤, 热风门开度低于20%, 冷风门开度达100%, 制粉温度仍很高, 能接近100℃.通过控制磨制烟煤的制粉温度在70℃---85℃之间, 定期就地检查和调整着火距离在0.5米左右。

经验二:烟煤比贫煤易磨制, 出力相对偏大 (特别是4A磨) 。

经验三:捞渣机内出现黄色玻璃状的焦块, 周期性炉膛大面积掉焦, 造成渣沟堵塞。

经验四:由于制粉系统使用冷风量较大, 致使排烟温度偏高2℃---4℃

经验五:停磨时, 避免给煤机上下插板不严, 返粉, 给煤机温度高, 致使落在给煤机皮带的细粉很容易自燃, 机组停运后应及时通知检修及时清除给煤机皮带上的煤。

经验六:环保指标优良, 没有出现因烟气中硫超标降机组负荷的现象;同负荷情况下, 相对贫煤SCR入口氮氧化物偏低100---200。

经验七:主再热汽减温水量减少。

根据烟煤对锅炉运行的影响和经验, 可以从运行调整上通过采取必要的技术和管理措施, 实现二期两台贫煤锅炉改烧烟煤的目的。

五、制定措施

1. 潜在风险

(1) 一次粉管和燃烧器烧坏

(2) 制粉系统自燃或爆炸, 特别是给煤机因返粉温度高着火, 这种情况在电厂已发生两次。

(3) 炉膛大面积结焦

2. 制定措施

(1) 控制制粉温度, 磨的分离器出口温度维持在70~80℃之间。

(2) 防止煤粉积存, 保持较高的一次风压、一次风量, 任何运行一次粉管风速≮18m/s;磨制烟煤的制粉系统停止后, 必须用冷风吹扫粉管5min, 防止煤粉积存烧坏一次风管;确保给煤机上下插板严密。这样可以有效防止煤粉积存。

(3) 适当增大喷燃器附近的二次风配比, 较早混入二次风会降低火焰温度, 也可防止煤粉着火离喷燃器过近。比如利用一次风口的侧边风, 侧边风的风速高, 可以增加一次风刚性, 防止气流偏斜, 可保护喷燃器不被烧坏、避免在喷燃器附近产生还原性氛围、燃烧器周围水冷壁结焦和高温腐蚀。

(4) 启、停制粉系统时避免长时间空磨运转, 防止钢球撞击产生火花引起煤粉爆炸, 停磨前料位压差低于150Pa。

(5) 保持合适的煤粉细度。煤粉不宜过细可粗些, 短时间燃用烟煤可不调节折向挡板, 通过增大磨煤机出力来实现;在参数正常范围内尽量增大磨煤机出力有以下优点:有助于控制制粉温度不会太高;在一定程度上会使煤粉细度变粗;可降低制粉电耗。

(6) 实验中定时对喷燃器就地巡检, 观察实际着火距离和结焦情况, 及时调整制粉温度和二次配风, 防止烧坏喷燃器如发现喷燃器附近有结焦现象, 及时清理。

(7) 结合燃烧实际, 参照化学化验煤质指标, 通过燃用烟煤时判断方法, 在煤质变化时及时调整燃烧及制粉系统运行方式, 防止煤质变差调节不及时造成锅炉灭火。

六、确认效果

1. 大大提高锅炉燃烧的稳定性, 如下图:火检充满度极高。

2.#4炉燃烧器为降低氮氧化物改造后, 烧无烟时, 飞灰特别高, 有的甚至高达12.7。改烧烟煤后, 锅炉飞灰明显降低, 平均值由8%下降至3.5%, 提高了锅炉效率。

3. 燃烧烟煤氧量控制在3%--3.5%之间, 相比燃烧贫煤氧量3.5%—4.5%降低, 氮氧化物随着氧量变小而变小, 因此氧量的降低利于减少锅炉NOx排放和排烟损失。从而减少喷氨量, 降低发电成本。

4. 提高了制粉细度, 降低了制粉电耗。主要表现在第四台磨启停的负荷点, 无烟煤启停第四台磨的负荷点是230MW, 烟煤提高到250—260MW之间。

关键词：烟煤,贫煤锅炉,点停炉,节油

参考文献

王天宇;燃煤锅炉热效率调高方法及优化效果 (J) ;民营科技;2011年07期