#3机组掺烧印尼煤期间安全性分析及改进措施

#3机组掺烧印尼煤期间安全性分析及改进措施

周瑶瑶

浙江浙能乐清发电有限责任公司浙江温州325609

摘要：为应对全国煤价的不断上涨，从降低成本的角度考虑，对#3机组进行掺烧印尼煤试验。此次掺烧的印尼煤其特点为高挥发分、高水分、低熔点、低发热量的煤种。本文通过对#3锅炉不同燃烧器层的掺烧，来改变磨煤机的各类运行参数，分析讨论#3锅炉对印尼煤的适应性情况，以及对在此试验过程中出现的问题提出一定的改进措施。

关键词：锅炉印尼煤掺烧

一、乐清电厂#3机组锅炉简介

浙江浙能乐清发电厂#3锅炉为超\超超临界参数变压运行螺旋管圈直流炉，单炉膛、一次中间再热、采用四角切圆燃烧方式、平衡通风、固态排渣、全钢悬吊Π型结构、露天布置燃煤锅炉。炉前布置六台HP1003型中速磨煤机，锅炉采用冷一次风机正压直吹式制粉系统。每台磨煤机出口四根煤粉管道接一层燃烧器。五台磨煤机就可满足BMCR负荷，其中一台备用。

炉膛由膜式壁组成，从炉膛冷灰斗进口到炉膛四周采用螺旋管圈，在此上方为垂直管圈。上部布置有前屏过热器和后屏过热器，水平烟道布置高温再热器和高温过热器，尾部烟道布置有低温再热器和省煤器。每台锅炉设24只直流式燃烧器分6层布置于炉膛下部四角，煤粉和空气从四角送入，在炉膛中呈切圆方式燃烧。燃烧器的上部设有SOFA风，以降低炉内NOx的生成量。尾部烟道下方设置两台三分仓容克式空气预热器。炉底排渣系统采用机械除渣方式。

二、乐清电厂#3机组锅炉掺烧印尼煤试验具体实施方案

1、#3锅炉制粉系统结构介绍

#3锅炉制粉系统为冷一次风正压直吹式系统，系统内设置了两台动叶可以调节的轴流一次风机、六台HP1003中速磨煤机、六台耐压式电子称重式皮带给煤机、六只原煤斗。A-F磨煤机分别对应锅炉的A-F层燃烧器，磨煤机出口设置外置式煤粉分离器，用以控制煤粉细度。制粉、输送煤粉用的空气由两台轴流一次风机供给，从一次风机出口的一次风分成两路，一路为通过三分仓式的空气预热器加热的热风，另一路为冷风。冷、热一次风通过各自风道上的调节挡板混合至适当的温度后进入磨煤机，通过调节冷一次风调节挡板控制磨煤机出口温度，通过调节热一次风调节挡板控制混合风风量。

2、掺烧期间对机组的基本技术要求：

在对乐清电厂#3机组掺烧期间，应使锅炉负荷、汽温、汽压和风量尽量保持稳定。如发现任何影响人身和设备安全的情况出现，运行人员应进行事故处理。

1)本次掺烧仅C、D两仓上印尼煤，采用分磨掺烧方式，控制单台磨煤量在35t/h～45t/h，磨煤机电流不得超60A，煤量控制采用手动方式。磨煤机磨碗差压＜4kPa，防止磨煤机堵塞。印尼煤普遍水份较大，正常运行时，应根据干燥出力决定制粉出力，出口温度不得低于露点温度,磨煤机出口温度正常控制在58～65℃，原则上不低于55℃。同时应加强对制粉系统的入口风温的监视，控制磨煤机入口风温不大于300℃。掺烧高水、高挥发分印尼煤前，将磨煤机出口折向挡板至全开位，控制煤粉细度R90控制在25%～40％。掺烧期间，原煤仓空气炮恢复热备用，煤仓仓位控制在12m以内。

2)为避免燃烧器烧坏，制粉系统运行期间应适当加大一次风量，风煤比控制大于2.2，相关磨煤机一次风量偏置+15t/h以上。四套制粉系统运行时一次风母管风压设定为8.8kPa，五套制粉系统运行时一次风母管风压设定为9.0kPa。

3)合理分配一、二次风的配比，重点关注周界风开度及二次风与炉膛差压，每两小时对燃烧器本体、水冷壁、屏式过热器结焦结渣的情况进行检查，根据排烟温度等参数变化，适当调整吹灰频率，对于严重结焦时应根据捞渣机驱动油压进行手动吹灰。严密监视主再热汽温、排烟温度、受热面壁温、空预器电流、炉底水封水位等参数。

4)加强监视各制粉系统粉管温度和火检强度，如火检强度下降且各粉管温度偏差增大至2℃以上时，就地确认有无堵煤迹象。

5)巡检每两小时对易积粉自燃部位进行温度测量，若各粉管相同位置温度偏差±5℃以上时，立即汇报单元长停磨并通知维护处理。对易积聚、易漏粉部位，发现有漏粉现象应及时进行封堵。原煤仓温度超过65℃，用常用煤种替换当前煤种并将巡检测温时间由2小时一次改为1小时一次。加强对落煤斗、给煤机落煤情况的巡检，必要时启动振打、恢复空气炮运行，防止堵煤引起磨出口温度突升。

三、乐清电厂#3机组锅炉掺烧印尼煤实际效果分析

1、锅炉积灰结焦分析

乐清电厂#3炉由于印尼煤灰熔点低的特性，其较其它煤种更易结焦，在低负荷工况时，尤为明显。通常可以从炉膛管壁温度的角度去判断结焦情况，若炉膛壁温偏差较大时，应及时吹灰，以免出现主再热汽温度过度超温，甚至出现爆管现象等。管壁在运行调节过程中，对炉膛的管壁温度作为一个重点监视内容，尤其对极易超温的后墙悬吊管应及时调节。

2、C、D磨煤机运行状态分析

在C、D磨掺烧期间，C、D磨煤机不同程度发生了堵煤现象，甚至出现了因堵煤造成机组的RB事故。究其原因，由于印尼煤含水量极高并且易燃的特性，导致在正常运行时，磨煤机出口温度不宜较高，维持在60℃左右较高，但这容易使磨煤机内部因干燥不充分而堵煤。同时又由于印尼煤高的挥发份，这种特性是其在炉膛中极易燃烧，但是对于磨煤机及其制粉系统而言，却很容易出现着火事故，这就对运行人员提出了极高的要求。

3、一次风机调节性能分析

由于印尼煤高水分的特性，其对制粉系统的干燥出力提出更高的要求。在燃烧正常煤种时，一次风机母管压力维持在8.5kpa就能够满足要求，但对于印尼煤来说，即使一次风压达到9.0kpa，制粉系统冷风调门保持在10%最低限位开度，此时一次风机出口压力在9.5-10.0kpa附近，结合我厂的实际情况，若一次风机出口压力在10.0kpa附近，极其容易发生一次风机失速现象，例如，负荷、磨煤机风量调节以及氧量控制等发生一个微小的波动，都会使一次风机发生失速的可能，造成了安全隐患。

四、结论以及改进措施

1、燃烧方式的优化

结合试验能够发现，印尼煤掺烧的结焦程度不严重，结成的焦块较为稀松，大部分都能够自然脱落。印尼煤种A在掺烧中的最大比例为50%，当印尼煤种A的掺烧比例在33%及以下时，与印尼煤种C在掺烧比例33%时的结焦程度相似，但是一旦提升至50%，结焦的情况就会恶化。

2、掺烧印尼煤的流动性差问题的解决

在实验的过程中，掺烧的印尼煤表现出容易自燃、流动性差的特点，这样的方式严重的阻碍了于#3机组运行的安全性与经济性。针对这样的问题，我厂员工进行了分析与改进。有关研究显示，利用掺烧的方式能够有效调节印尼煤的稳定性，且掺配的比例不易过高。我厂员工经过多次试验发现，41.2%的印尼煤掺烧14.2%的蒙混效果较好，稳定程度较高；41.2%的印尼煤掺烧12.4%的富动24效果较好，流动性较强。

3、一次风压调节的优化

通常，一次风机经常发生在低负荷阶段，在此阶段，磨煤机出力较低，对干燥出力要求降低，此时可以适当的较低一次风压，以避免因一次风压过高造成的失速问题。若在机组运行期间出现异常状态时，可适当增加一次风压前馈量，提前降低一次风压。同时可以开大备用制粉系统冷风调门开度作为调节手段。

总结：综上所述，为应对全国煤价的不断上涨，乐清电厂对#3机组进行掺烧印尼煤试验。在试验中发现，乐清电厂的#3机组的安全性能较好，但是在实际的运行中依旧存在不同程度的异常情况。通过关注磨煤机的电流变化，进行磨煤机的运行停止、加煤等措施，有效避免了#3机组事故的发生率，提升了#3机组掺烧印尼煤期间的安全性。

参考文献：

[1]《660MW超超临界机组集控运行规程》

[2]《高水分高挥发份印尼煤掺烧方案》