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燃用劣質(zhì)煤對(duì)鍋爐的影響及應(yīng)對(duì)措施

文檔作者：鄧朝旭，張萌萌文檔來源：平頂山姚孟發(fā)電有限責(zé)任公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2022年08月28日
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第31卷第1l期
2O09年l1月
華電技術(shù)
Huadian Techn0logy
Vo1．3l No．11
N0v．20O9
燃用劣質(zhì)煤對(duì)鍋爐的影響及應(yīng)對(duì)措施
鄧朝旭，張萌萌
(平頂山姚孟發(fā)電有限責(zé)任公司，河南平頂山467o31)
摘要：近年來隨著國內(nèi)能源需求不斷旺盛，電煤資源的供需平衡遭到破壞，促使發(fā)電企業(yè)電煤供應(yīng)日趨多元化。電煤
質(zhì)量差、煤種雜，人爐煤質(zhì)控制難度加大，引發(fā)的設(shè)備缺陷明顯增多。結(jié)合平頂山姚孟發(fā)電有限責(zé)任公司 3、 4機(jī)組的實(shí)
際情況，分析了燃用劣質(zhì)煤對(duì)鍋爐安全性、經(jīng)濟(jì)性運(yùn)行的影響，并給出了切實(shí)可行的解決辦法。
關(guān)鍵詞：劣質(zhì)煤；滅火；安全性；經(jīng)濟(jì)性
中圖分類號(hào)：TK 229．6 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號(hào)：1674—195l(2009)l1一oo09—03
1 機(jī)組概況
平頂山姚孟發(fā)電有限責(zé)任公司 3、 4機(jī)組的鍋
爐是采用瑞士蘇爾壽公司的專利技術(shù)，由比利時(shí)考
克利爾鋼鐵公司制造的半塔式中間再熱直流鍋爐。
鍋爐配備的制粉系統(tǒng)為正壓直吹式系統(tǒng)，共由2臺(tái)
離心式一次風(fēng)機(jī)、5臺(tái)碗式中速磨煤機(jī)、5臺(tái)刮板式
給煤機(jī)組成。鍋爐燃煤按50％ 的平頂山原煤和
50％的洗中煤混合燃燒而設(shè)計(jì)，煤中水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)
為8％ 一12％ ，灰的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為37．6％ 。
自20o5年以來，由于煤炭市場(chǎng)情況變化、煤源
緊張、煤質(zhì)急劇變差且不穩(wěn)定等因素增加，入廠煤種
類較多，煤質(zhì)難以得到保障。從表1可以看出，該公
司燃用煤質(zhì)逐年下降，入爐煤的各個(gè)參數(shù)均已偏離
設(shè)計(jì)值，給鍋爐安全運(yùn)行帶來很多困難。煤質(zhì)差時(shí)
鍋爐燃燒不穩(wěn)定，嚴(yán)重威脅機(jī)組安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
表l 近年來鍋爐煤質(zhì)變化情況(平均值)
名稱 單位20o5年20o6年2oo7年20o8年 設(shè)計(jì)值
Q ? kJ／kg 17．25 ．5O l5．1O 15．20 l7．17
Vdaf ％ 33．3 31．2 27．5 28．1 33．0
M ％ 7．6 7．3 8． 3 9．3 8．O～12．0
Ad ％ 38．6 38．5 42． 1 45．5 37．6
2 燃用劣質(zhì)煤對(duì)鍋爐安全運(yùn)行的影響
鍋爐燃用劣質(zhì)煤對(duì)鍋爐的影響是全方位的，主
要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：對(duì)鍋爐燃燒的影響、對(duì)制粉
系統(tǒng)的影響、對(duì)鍋爐受熱面的影響、對(duì)風(fēng)煙系統(tǒng)的影
響以及對(duì)排渣和排灰系統(tǒng)的影響等。
2．1 對(duì)鍋爐燃燒的影響
煤的揮發(fā)分越低，需要的著火溫度就越高，煤粉
就不易著火，爐膛燃燒不穩(wěn)定，爐內(nèi)負(fù)壓擺動(dòng)，嚴(yán)重
收稿日期：2009—06—30
時(shí)爐內(nèi)燃燒惡化，可能導(dǎo)致鍋爐滅火事故的發(fā)生；其
次，為滿足負(fù)荷需要，給煤機(jī)要在原來額定出力下加
大轉(zhuǎn)速，滿足負(fù)荷的需要，長時(shí)間的高轉(zhuǎn)速超額定出
力運(yùn)行，在一次風(fēng)壓增加受到限制的情況下，一次風(fēng)
管內(nèi)易出現(xiàn)積粉，具體表現(xiàn)在現(xiàn)場(chǎng)的情況就是來粉
忽多忽少，導(dǎo)致爐膛負(fù)壓大幅度波動(dòng)，尤其是在一次
風(fēng)管瞬間被吹通的情況下，容易導(dǎo)致鍋爐正壓滅火。
2o08年1__6月，僅 3爐由于煤質(zhì)原因就滅火2次。
2．2 原煤倉堵塞
燃用劣質(zhì)煤時(shí)，灰分增加，煤質(zhì)變黏，經(jīng)常出現(xiàn)
原煤倉堵塞、給煤機(jī)不下煤的情況，給制粉系統(tǒng)的安
全運(yùn)行帶來極大的隱患。
2．3 制粉系統(tǒng)長時(shí)間過負(fù)荷運(yùn)行
當(dāng)燃煤發(fā)熱量低時(shí)，為滿足負(fù)荷需要，相應(yīng)的給
煤機(jī)要在原來額定出力下加大轉(zhuǎn)速，滿足負(fù)荷的需
要，而長時(shí)間的高轉(zhuǎn)速、超額定出力運(yùn)行，使給煤機(jī)
減速箱摩擦片打滑，導(dǎo)致給煤機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)的事故頻發(fā)，
不同煤質(zhì)時(shí)制粉系統(tǒng)參數(shù)見表2、表3。另外，由于
給煤機(jī)超負(fù)荷運(yùn)行，給煤機(jī)刮板拉彎、拉斷事故也頻
繁發(fā)生，斷掉的刮板拉到磨煤機(jī)內(nèi)，使磨煤機(jī)振動(dòng)加
劇，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致磨煤機(jī)磨輥損壞、磨盤密封破壞
等。給煤機(jī)及磨煤機(jī)的頻繁跳閘造成鍋爐燃燒不
穩(wěn)，極易發(fā)生鍋爐滅火。
表2 額定負(fù)荷下燃用劣質(zhì)煤與設(shè)計(jì)煤種
給煤機(jī)轉(zhuǎn)速對(duì)比 r／min
煤種 2給煤機(jī) 4給煤機(jī) 5給煤機(jī) 6給煤機(jī)總轉(zhuǎn)速
2．4 鍋爐四管磨損加劇
長期燃用低發(fā)熱量煤時(shí)，由于煙氣量、飛灰含量
增加，會(huì)導(dǎo)致鍋爐的省煤器、過熱器、再熱器等四管
磨損加劇，受熱面管壁變薄、運(yùn)行周期短，漏泄、爆管
等不安全情況頻繁出現(xiàn)；同時(shí)，飛灰含量增加還會(huì)使
· 10· 華電技術(shù) 第31卷
表3 額定負(fù)荷下燃用劣質(zhì)煤與設(shè)計(jì)煤種
磨煤機(jī)電流對(duì)比 A
吸風(fēng)機(jī)工作條件變得惡劣，葉片磨損加劇，葉輪磨損、
振動(dòng)大等缺陷頻繁發(fā)生，直接威脅鍋爐安全運(yùn)行。
2．5 煤粉濃度較高，粉管堵塞現(xiàn)象時(shí)常發(fā)生
(1)一次風(fēng)管堵塞破壞了原來的四角切圓燃燒
工況，使?fàn)t膛內(nèi)火焰的充滿度下降，給受熱面的吸熱
造成熱偏差；同時(shí)，偏離的火焰沖擊爐墻，極易造成
爐墻結(jié)焦。
(2)粉管堵塞后，煤粉積在管內(nèi)，易發(fā)生積粉自
燃，對(duì)鍋爐的穩(wěn)定燃燒構(gòu)成了威脅，嚴(yán)重影響鍋爐安
全運(yùn)行。
2．6 撈渣機(jī)及渣溝堵塞
燃煤發(fā)熱量降低，會(huì)導(dǎo)致鍋爐排灰量、灰分增
大。撈渣機(jī)內(nèi)渣量增大，將會(huì)導(dǎo)致渣溝堵塞；同時(shí)，
灰水濃度增大，鍋爐排灰量增大，灰池高水位運(yùn)行，
會(huì)引起灰溝不暢，甚至堵塞。
3 燃用劣質(zhì)煤對(duì)鍋爐經(jīng)濟(jì)性的影響
3．1 煤質(zhì)變差對(duì)鍋爐效率的影響
(1)排煙熱損失增加。燃用低揮發(fā)分的煤時(shí)，
在燃燒初期階段由于揮發(fā)分不能很快析出，著火點(diǎn)
推后，燃燒不穩(wěn)定；著火熱隨之增大，著火困難，達(dá)到
著火所需的時(shí)間變長，火焰中心上移；爐膛輻射受熱
面吸收的熱量減少，對(duì)流受熱面吸收的熱量增加，尾
部排煙溫度升高，排煙熱損失增大。 3、 4爐燃用劣
質(zhì)煤時(shí)排煙溫度要上升4—5℃ 。
(2)不完全燃燒熱損失增加。劣質(zhì)煤燃燒困
難，燃盡階段時(shí)間加長，而且又處于低溫區(qū)，煤粉不
易燃盡，飛灰可燃物及爐渣可燃物含量增大，機(jī)械不
完全燃燒熱損失增加。同時(shí)，由于煤質(zhì)發(fā)熱量低，在
額定負(fù)荷運(yùn)行情況下勢(shì)必加大給粉量，而鍋爐風(fēng)機(jī)
的富裕量偏小，經(jīng)常出現(xiàn)燃燒缺風(fēng)，導(dǎo)致化學(xué)不完全
燃燒熱損失增加。
(3)受熱面導(dǎo)熱系數(shù)變小。劣質(zhì)煤灰分含量
大，爐內(nèi)各受熱面積灰嚴(yán)重，受熱面的導(dǎo)熱系數(shù)變
小、熱阻增加，影響管內(nèi)工質(zhì)的吸熱，出現(xiàn)傳熱惡化，
加劇排煙溫度升高，排煙熱損失增大。
3．2 燃料的有效利用率減小
燃用劣質(zhì)煤時(shí)，空氣預(yù)熱器磨損嚴(yán)重，直接導(dǎo)致
其漏風(fēng)率增加、一次風(fēng)壓不足，使磨煤機(jī)石子煤內(nèi)夾
粉現(xiàn)象嚴(yán)重，石子煤量大幅增加，燃料的有效利用率
減小。20o8年7—8月， 3、 4爐每天的石子煤排放
總量都在300 t左右，其中就夾雜約15％的煤粉。
3．3 煤質(zhì)變差鍋爐燃油量增加
燃用低揮發(fā)分的煤時(shí)，一方面由于著火點(diǎn)推遲，燃
燒不穩(wěn)定，需要加助燃燒油；另一方面，低負(fù)荷期間，由
于爐膛溫度低，使著火更加困難，為確保燃燒穩(wěn)定必須
加助燃燒油。所以，燃用低揮發(fā)分的煤時(shí)，無論是在滿
負(fù)荷工況還是低負(fù)荷工況，燃燒不穩(wěn)的問題始終存在，
導(dǎo)致鍋爐助燃燒油量居高不下，經(jīng)濟(jì)l生下降。
3．4 煤質(zhì)變差鍋爐輔機(jī)耗電率上升
燃用低發(fā)熱量煤時(shí)，相同負(fù)荷下燃燒所需的煤
粉量大幅增加，給煤機(jī)在正常轉(zhuǎn)速下不能達(dá)到額定
負(fù)荷。因此，必須增加給煤機(jī)轉(zhuǎn)速。這樣一來，給煤
機(jī)、磨煤機(jī)電流大幅增加(見表3)，導(dǎo)致制粉耗電大
幅上升。所需風(fēng)量也多，吸風(fēng)機(jī)耗電也大幅攀升，鍋
爐側(cè)廠用電率升高。
3．5 再熱器減溫水量大
該公司 3、 4爐再熱汽溫采用噴水減溫，設(shè)計(jì)煤
質(zhì)下再熱器減溫水門開度很小。燃用劣質(zhì)煤時(shí)，由
于煙氣量增大，對(duì)流換熱增大、再熱汽溫升高、再熱
器減溫水量增大，使機(jī)組的循環(huán)效率降低。
3．6 檢修成本大幅提高
受熱面磨損，導(dǎo)致鍋爐泄露；給煤機(jī)超負(fù)荷運(yùn)
行，給煤機(jī)刮板拉彎、拉斷事故的頻繁發(fā)生，斷掉的
刮板拉到磨煤機(jī)內(nèi)，磨煤機(jī)振動(dòng)加劇，嚴(yán)重時(shí)使磨煤
機(jī)磨輥損壞、磨盤密封破壞等原因，使鍋爐小修次數(shù)
增加，人力、物力成本大幅提高。
4 燃用劣質(zhì)煤時(shí)采取的措施
(1)加強(qiáng)鍋爐的燃燒調(diào)節(jié)工作。燃用劣質(zhì)煤
時(shí)，運(yùn)行人員要精心調(diào)整鍋爐的燃燒工況，采用合理
的過量空氣系數(shù)，爐膛應(yīng)盡量保持高溫，以利于燃
燒；按規(guī)定操作調(diào)整鍋爐負(fù)荷，監(jiān)視爐膛負(fù)壓、排煙
溫度、氧氣，使鍋爐運(yùn)行參數(shù)保持在最佳數(shù)值。為保
持爐膛燃燒穩(wěn)定性，該公司先后制訂了《 3、 4鍋爐
燃用劣質(zhì)煤防止滅火安全措施》、《關(guān)于防止 3、 4
爐一次風(fēng)管堵塞及吹管的管理規(guī)定》、《 3、 4爐制
粉系統(tǒng)特殊組合方式下安全措施》等。
鍋爐運(yùn)行人員要及時(shí)掌握入爐煤的煤質(zhì)分析情
況，特別是入爐煤的揮發(fā)分、發(fā)熱量、灰分的含量，以
便在控制鍋爐運(yùn)行時(shí)做到有的放矢。特別是直吹式
鍋爐運(yùn)行人員可以根據(jù)給煤機(jī)煤量大致判斷煤質(zhì)優(yōu)
劣，避免人爐煤煤質(zhì)的大幅波動(dòng)。
(2)加強(qiáng)各煤種的混燒、摻燒和配煤技術(shù)工作。
對(duì)我國大多數(shù)電廠而言，采用單一煤源，確保煤質(zhì)穩(wěn)
定并不現(xiàn)實(shí)，對(duì)多礦點(diǎn)煤種按人爐煤質(zhì)要求進(jìn)行配
煤是更為可行的辦法。該公司每臺(tái)給煤機(jī)配備2個(gè)
第11期 鄧朝旭，等：燃用劣質(zhì)煤對(duì)鍋爐的影響及應(yīng)對(duì)措施 ·ll·
原煤倉，給人爐煤的配煤工作帶來很大方便。南倉
配備發(fā)熱量、揮發(fā)分較高的煤，北倉配發(fā)熱量、揮發(fā)
分較低的煤，這種方式可確保所有摻燒煤種進(jìn)入爐
內(nèi)參與燃燒，避免了人爐煤質(zhì)的大幅波動(dòng)。
(3)改進(jìn)給煤機(jī)啟、停邏輯，優(yōu)化鍋爐內(nèi)部燃
燒。原來該公司 3、 4爐每臺(tái)給煤機(jī)啟動(dòng)時(shí)，邏輯上
都是先開四角二次風(fēng)擋板，然后，給煤機(jī)才允許啟
動(dòng)。直吹式制粉系統(tǒng)從給煤機(jī)啟動(dòng)到爐膛見粉有
1～2 min的滯后現(xiàn)象，這樣一來，先大量通風(fēng)對(duì)本已
燃燒不好的爐膛造成很大的擾動(dòng)，特別是啟底層制
粉系統(tǒng)時(shí)這種擾動(dòng)更大。后經(jīng)多次討論試驗(yàn)，將底
層制粉系統(tǒng)的啟動(dòng)邏輯更改為先啟給煤機(jī)，等爐膛
見粉著火后再開四角二次風(fēng)門。改進(jìn)后啟、停底層
制粉系統(tǒng)時(shí)，爐內(nèi)燃燒工況大為改觀。
(4)增加微油助燃。原來該公司 3、 4爐油槍
只有大油槍，油量較大，每年的助燃用油較多。2007
年在鍋爐第5層燃燒器內(nèi)增加微油助燃，微油槍油
量較小，每小時(shí)只有0．1t左右。改進(jìn)后，既能增強(qiáng)
爐內(nèi)燃燒，又起到了節(jié)油的效果，綜合效益可觀。
(5)一次粉管上增加節(jié)流擋板，平衡四角一次
風(fēng)速，防止一次粉管堵塞。燃用劣質(zhì)煤時(shí)，由于灰分
較大、煤粉濃度較大、從磨煤機(jī)出口到鍋爐四角燃燒
器的線路長度不同以及粉管內(nèi)一次風(fēng)速不同，會(huì)造
成風(fēng)速較低的一次粉管內(nèi)煤粉堆積，一次粉管堵管
現(xiàn)象時(shí)常發(fā)生。在四角一次粉管上增加節(jié)流擋板，
通過測(cè)量試驗(yàn)，對(duì)風(fēng)速較高的一次風(fēng)管節(jié)流，提高同
層另外一次粉管內(nèi)的風(fēng)速，可防止堵管現(xiàn)象的發(fā)生。
(6)控制一次風(fēng)速及風(fēng)壓。燃用劣質(zhì)煤時(shí)，在
保證正常送粉的前提下，降低一次風(fēng)壓，減小一次風(fēng)
剛性，既有利于煤粉的引燃，又提高燃燒經(jīng)濟(jì)性。燃
用劣質(zhì)煤的一次風(fēng)率不大于30％ ，為了提高劣質(zhì)煤
的穩(wěn)燃效果和燃盡程度，二次風(fēng)率不宜過低，在分配
上應(yīng)采用“上多下少”的比例。
(7)加強(qiáng)設(shè)備檢修管理。檢修部門應(yīng)保證設(shè)備
工作正常，出現(xiàn)缺陷及時(shí)消除，特別是與燃燒有關(guān)的
設(shè)備(磨煤機(jī)、給煤機(jī)、一次風(fēng)機(jī)等)；同時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)
與鍋爐燃燒有關(guān)熱控設(shè)備的檢查維護(hù)，保證FSSS等
系統(tǒng)工作正常。
(8)提高撈渣機(jī)及渣溝沖渣水壓力，防止撈渣
機(jī)及渣溝堵塞事故的發(fā)生。
(9)增加鍋爐本體吹灰和預(yù)熱器吹灰次數(shù)，提
高鍋爐受熱面導(dǎo)熱系數(shù)。
(10)在燃用高灰分、低揮發(fā)分的劣質(zhì)煤時(shí)，往
往爐膛燃料著火推遲，火焰延長，所需的燃盡時(shí)間較
長，火焰中心上移，爐膛出口煙溫及溫度場(chǎng)的均勻性
變差。此時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)觀測(cè)管壁溫度的變化，當(dāng)有超溫
和熱偏差現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，及時(shí)采取措施。當(dāng)減溫水量
不足時(shí)，要及時(shí)調(diào)整爐膛燃燒，無效時(shí)，要降低鍋爐
負(fù)荷運(yùn)行，確保機(jī)組的安全運(yùn)行。
5 結(jié)束語
該公司燃用劣質(zhì)煤時(shí)采取以上措施后，有效地
控制了煤質(zhì)的大幅變化，助燃用油下降50％ 左右；
堵管現(xiàn)象也已經(jīng)得到控制，即使偶有堵管，也能在短
時(shí)間內(nèi)及時(shí)吹通；排煙溫度下降4℃左右，綜合廠用
電率下降O．17％?，F(xiàn)2臺(tái)鍋爐運(yùn)行穩(wěn)定，經(jīng)濟(jì)性與
安全性得到了明顯提高。
參考文獻(xiàn)：
[1]韓元才．煤粉燃燒[M]．北京：科學(xué)出版社，2001．
[2]劉振東，楊杰．劣質(zhì)煤對(duì)電站鍋爐安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的影響
[J]．電站系統(tǒng)工程，2006，22(6)：23—24．
(編輯：劉芳)
作者簡介：
鄧朝旭(1971一)，男，河南平頂山人，工程師，從事300
Mw發(fā)電機(jī)組集控運(yùn)行方面的工作。
張萌萌(1966一)，男，河南魯山人，技師，從事大容量電
站鍋爐技術(shù)管理方面的工作。
o ●o ● 0 ●o ●0 ●0 ●o ●<> ●0 ●o ●o ●0 ●0 ● 0 ●0 ●0 ●0 ● 0 ●<> 0 ●<> ● <> ●0 ●< > ●<> ●<> ●<> ●< > ●0 ●0 ●0 ●< > ●< >●< > ●<> ●< > ●-(>●<> ●0 ●< > ●<> ●< > ●<> ●<> ●<> ●<> ●
(上接第8頁)二次風(fēng)機(jī)A，B進(jìn)口調(diào)節(jié)擋板從
67％ ，58％ 回關(guān)到32％ ，20％ ，引風(fēng)機(jī)A，B進(jìn)口調(diào)節(jié)
擋板從27％ ，24％ 回關(guān)到19％ ，16％ ，爐膛負(fù)壓最低
到一l 440 Pa后馬上回升到600 Pa，最后在一300 Pa
內(nèi)趨于穩(wěn)定。20 min后RB結(jié)束，重啟一次風(fēng)機(jī)B，
負(fù)壓自動(dòng)不退，爐膛負(fù)壓保持平穩(wěn)。
4 結(jié)束語
通過分析影響爐膛負(fù)壓自動(dòng)投入的幾個(gè)主要因
素，抓住重點(diǎn)地對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備及控制策略進(jìn)行優(yōu)化，成
功地實(shí)現(xiàn)了從機(jī)組啟動(dòng)到滿負(fù)荷及RB異常工況下
爐膛負(fù)壓的全過程自動(dòng)控制，提高了鍋爐運(yùn)行的安
全性和穩(wěn)定性，同時(shí)為今后處理同類型的熱工技術(shù)
問題提供了借鑒。
(編輯：劉芳)
作者簡介：
陳霄峰(1972一)，男，浙江寧波人，高級(jí)工程師，從事電
廠熱控自動(dòng)化調(diào)試方面的工作。

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