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褐煤摻煤的積極意義及其風(fēng)險控制

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褐煤摻煤的積極意義及其風(fēng)險控制

1、燃燒褐煤的積極意義
燃燒褐煤,最主要是為了控本增效,褐煤屬于差煤,價(jià)錢(qián)便宜,它折算標煤后的煤價(jià)低于相對好煤折算標煤后的價(jià)格,例如,2011年初以來(lái),5000Kcal/kg的好煤按市場(chǎng)價(jià)折算成標煤的到廠(chǎng)平均價(jià)為1018元/噸,而我廠(chǎng)實(shí)際燃用的3500Kcal/kg 的褐煤現價(jià)折算成標煤到廠(chǎng)平均價(jià)低于918元/噸。根據有關(guān)測算,在一定范圍內多燃燒褐會(huì )降低發(fā)電成本。其次, 褐煤形成年代短,易于開(kāi)采,煤源廣,多燃燒這樣的煤,擴大了購煤主動(dòng)權。還有附加的客觀(guān)有利之處是對社會(huì )的:因為電廠(chǎng)大型鍋爐自動(dòng)化程度高,燃燒效率高,增加了差煤的燃盡率,提高了能源有效利用率,又由于一般褐煤自身含硫量、含氮量較低,摻燒后有利于降低總SO2NOX的排放量,減輕我廠(chǎng)脫硫系統的壓力,含硫量的降低也有利于減輕爐膛高溫腐蝕與尾部煙道的低溫腐蝕。溫濕度計 | 光度計 | 糖度計 | 校正器 | 斜口鉗 | 測高儀 | 電源供應器 | 工具包 | 折射計 | 粗糙度儀 | 溫濕度儀 | 發(fā)生器 | 紅外線(xiàn)測溫儀 | 氣體檢測儀 | 剪線(xiàn)鉗 | 酸堿計 | 壓力計 | 鉤表
2、燃燒褐煤的技術(shù)可行性分析
褐煤的揮發(fā)份高,發(fā)熱量低,水分高,粘性大,灰熔點(diǎn)偏低。以下是其各種分析指標對電廠(chǎng)鍋爐燃燒的影響:
揮發(fā)分。是判別煤炭著(zhù)火特性的首要指標。它和煤化的時(shí)間和所處位置的深淺有關(guān),揮發(fā)分含量越高,著(zhù)火越容易。根據鍋爐設計要求,供煤揮發(fā)分值的變化不宜太大,否則會(huì )影響鍋爐的正常運行。如原設計燃用低揮發(fā)分的煤而改燒高揮發(fā)分的煤后,會(huì )因火焰中心逼近噴燃器出口而燒壞噴燃器;若原設計燃用高揮發(fā)分的煤種而改燒低揮發(fā)分的煤,則會(huì )因著(zhù)火過(guò)遲使燃燒不完全,甚至造成鍋爐熄火事故。
灰分;曳趾扛邥(huì )使火焰傳播速度下降,著(zhù)火時(shí)間推遲,燃燒不穩定,爐溫下降。各地區產(chǎn)褐煤的灰分不盡相同,但總體平均值偏低。
水分。水分是燃燒過(guò)程中的有害物質(zhì)之一,制粉及燃燒中需要吸受大量的熱量,同時(shí)水份蒸發(fā)的過(guò)程中會(huì )帶走大量的熱量,對鍋爐的影響相比灰分的影響大得多。水份高是褐煤最大特性和不利因素。
  發(fā)熱量。發(fā)熱量是鍋爐設計的一個(gè)重要依據,總發(fā)熱量會(huì )涉及到制粉系統出力和機組出力要求,因此要煤的發(fā)熱量與鍋爐設計要求大體相符。褐煤的發(fā)熱量比較低,正是它價(jià)格便宜的主要原因。
      灰熔點(diǎn)。由于煤粉爐爐膛火焰中心溫度多在1300℃以上,在這樣高溫下,煤灰大多呈軟化或流體狀態(tài)。若煤灰熔點(diǎn)的軟化溫低,則易結焦,造成爐內金屬管壁過(guò)熱、超溫、爆管的后續影響。褐煤的灰熔點(diǎn)一般低于1200℃,和我廠(chǎng)設計煤種相近。
      煤的可磨性系數?赡ハ禂翟礁邉t煤粉越容易達到過(guò)濾篩的通過(guò)率,磨煤機也越易于達到其額定出力,功耗越小。褐煤的可磨系統相對設計煤種偏大些,有的能達到70%,屬于比較有利的。
      煤的硫分。硫是煤中有害雜質(zhì),雖對燃燒本身沒(méi)有影響,但它的含量太高,而脫硫系統的脫硫能力不夠效率不足時(shí),對設備的腐蝕和環(huán)境的污染都相當嚴重,達不到考核要求還會(huì )被經(jīng)濟扣罰,因此,電廠(chǎng)燃用煤的硫分不能太高,褐煤的硫份一般不高。
表一是我廠(chǎng)一期鍋爐的設計煤種和一般燃用的褐煤的有關(guān)數據。
表一

     
質(zhì)
褐煤(平均)
固定碳
FC
%
47.8
43.29
30
揮發(fā)份
VM
%
22.82
21.50
40
灰份
AY
%
19.77
22.60
6
水份
WY
%
9.61
12.61
40
低位發(fā)熱量
LHV
MJ/kg
22.4±2.1
20.3
13.8±0.4
 
 
Kcal/kg
5360±500
4860
3300±100
高位發(fā)熱量
HHV
MJ/kg
23.4
21.3
17
 
 
Kcal/kg
5590
5099
4060

由此可見(jiàn),褐煤和我廠(chǎng)設計煤種的偏差主要表現在發(fā)熱量低和水份高。鍋爐的布置,燃燒器的型式都是一定的,當燃煤偏離設計煤種,并超出一定范圍時(shí),會(huì )給鍋爐的安全和經(jīng)濟性帶來(lái)一定的影響,主要表現在:1.鍋爐出力下降,2.熱損失增加,效率降低3.燃燒不穩,甚至熄火,燃盡程度差,4,結渣,受熱面超溫,腐蝕,磨損,和增加大氣污染,5.燃料費用和發(fā)電成本的變化。實(shí)際中常見(jiàn)直接危害是結焦,超溫,爆管,滅火。為減少參數偏差,我們采用了按一定比例將好煤和褐煤摻配燃燒方案。摻燒是為調節燃煤的品質(zhì),主要是調節:發(fā)熱量,揮發(fā)份,灰分,硫分,解決和改善帶負荷能力、燃燒質(zhì)量,防止滅火,防止嚴重結渣、腐蝕、磨損等,在安全和經(jīng)濟之間找到一個(gè)合理的平衡點(diǎn)。
華能呼倫貝爾能源公司開(kāi)發(fā)的扎賚諾爾褐煤具有一般褐煤的通性,高水分、低熱值,極易著(zhù)火與燃盡,且灰熔點(diǎn)較低極易結渣,有一般褐煤的通性,2009年1月份,運行部在小范圍試燒摻配該煤種進(jìn)行可控安全性進(jìn)行評估后,采購了摻配煤設備,進(jìn)行了摻燒扎賚諾爾褐煤的鍋爐性能試驗,試驗結果顯示:摻燒扎煤后機組的供電煤耗升高,且升高幅度隨著(zhù)摻燒比例的增加而增加,當摻燒比例為25%時(shí),供電煤耗增加了0.6g/kWh;當摻燒比例達到36%時(shí),供電煤耗增加了1.6g/kWh。從兩個(gè)階段摻燒后供電煤耗的變化值比較后確認:合理的摻燒比例應在25%30%左右。摻煤扎煤后爐膛上部煙氣溫度下降,爐膛出口煙溫也略有下降。爐膛上部煙氣溫度達到1300℃以上,高于扎煤的軟化溫度,存在結渣傾向?傮w結果是滿(mǎn)意的,后來(lái)對于其他地區褐煤四臺機組均采用了這樣的摻燒方案,直到目前,去年全年的供電煤耗為315.93g/kwh,而09年的供電煤耗是319.4 g/kwh,08年是323.87 g/kwh,而煤入爐平均熱量分別是4927 Kcal/kg5061 Kcal/kg,除去機組大修后性能提高因素,仍是有效下降的。由此確立了摻燒褐煤的經(jīng)濟和技術(shù)可行性。
3、摻燒褐煤的運行風(fēng)險及控制
燃燒褐煤能增加經(jīng)濟性,但它并不是我廠(chǎng)鍋爐的設計煤種,而且褐煤有高揮發(fā)份和低水份對燃燒安全影響較大的特性,如果不能正確合理地利用它,會(huì )影響到機組某些系統的安全運行,安全就是效益,只有確保安全的前提下才能去爭取效益。燃燒褐煤實(shí)際上是將風(fēng)險和困難轉化成效益,因此需要全廠(chǎng)多個(gè)部門(mén)通力配合、認真對待,我們才能達到燃燒褐煤的初衷。
摻燒褐煤期間,為達到風(fēng)險的最小化和經(jīng)濟的最大化,要根據負荷曲線(xiàn)進(jìn)行不同時(shí)段的煤種選擇不同比例和合理的磨組配合進(jìn)行摻配,這是一個(gè)比較復雜并有一定運行技術(shù)含量的問(wèn)題,對配煤人員提出了很高的要求。負荷低時(shí)是在以確保燃燒安全前提下控制摻配褐煤比例和磨組間的分配,負荷高時(shí)摻配原則是在確保磨煤機在煤量帶足的情況下能保證負荷,主要考慮摻配后的平均熱值,但這些都需要關(guān)注磨組的工況和啟停計劃,還要考慮脫硫效率能否達到要求。甚至一段時(shí)期內的存煤及來(lái)煤情況也是需要考慮的因素之一。
對于打煤進(jìn)倉人員的要求則是嚴格按照配煤?jiǎn)我蟠蛎簱脚、進(jìn)倉, 不能打錯煤,進(jìn)錯倉位,對于突發(fā)原因引起的需要改變配煤?jiǎn)我髸r(shí)應及時(shí)通知相關(guān)崗位并得到允許。
而更多的要求是針對我們機組集控運行人員的,由于褐煤的參數偏離設計用煤參數,它高揮發(fā)份和低水份對燃燒安全影響較大的特性,決定了我們必須對制粉系統,燃燒系統的檢查,操作,監視,調整,控制方面都要引起重視,要比對一般的煤種付出更多的關(guān)注。
首先,因為褐煤的水份高,又有一定粘滯性,因而在冬季易凍結成塊,增加落煤管、給煤機堵塞進(jìn)而造成磨煤機斷煤的機率,這就要求我們巡檢人員增加巡檢次數、保證巡檢質(zhì)量。凍結嚴重煤塊偏大時(shí)要及時(shí)通知更換煤種或減少褐煤的摻配比例,監盤(pán)人員也要多關(guān)注磨組運行工況,發(fā)現磨后溫度上升,給煤機斷煤,要及時(shí)發(fā)現,正確判斷,果斷處理,給煤機因皮帶無(wú)煤跳閘時(shí),該層油槍?xiě)撟酝,否則手動(dòng)投入該組油槍?zhuān)瑫r(shí)派人就地查看給煤機,將機組改機蹤運行方式,增加運行磨組的煤量至最高,(若原來(lái)是二磨運行時(shí),則再增投一組油槍?zhuān)⒘⒓礈蕚鋯?dòng)備用磨組。)將主汽壓力跟蹤實(shí)際壓力往下設定,確保汽壓,汽機調門(mén)開(kāi)度不大幅度變化,以利于汽包水位自動(dòng)調節正常,將備用磨組暖磨備用,就地敲打落煤管無(wú)效時(shí),及時(shí)啟動(dòng)備用磨組,調節好汽溫,汽壓,確保負荷不致大幅降低,使機組穩定運行。
水份高,則磨煤機干燥出力也要高,如果摻配褐煤比例過(guò)高、氣溫低或因負荷低引起一次風(fēng)溫低干燥出力不足,造成磨后溫度低,干燥出力不夠時(shí),煤粉不能及時(shí)吹走,易造成堵粉管,堵磨。發(fā)現有煤火檢故障報警,該組油槍自投,監盤(pán)人員要引起警惕,及時(shí)查看SOE確定具體故障火檢,派人現場(chǎng)查看該粉管溫度,查看該燃燒器著(zhù)火情況,判斷是否有堵塞情況,如果及時(shí)發(fā)現粉管堵塞,條件允許調磨后用一次風(fēng)甚至漏風(fēng)吹通停磨后的該粉管的幾率就會(huì )很高,若發(fā)現不及時(shí),粉管堵塞會(huì )越堵越嚴重,到時(shí)只能用水力疏通,費時(shí)費力,還不安全。運行中,如果發(fā)現磨煤機差壓增加,一次風(fēng)調門(mén)開(kāi)度增加(#2機組有一次風(fēng)調開(kāi)度大于60%報警,而#1機組的這個(gè)報警至今未接),磨煤機電流增加,另外的運行磨煤量也在增加,則是該磨組出力下降,發(fā)生堵磨了,則立即將機組改機跟蹤方式,如果這時(shí)負荷在330MW以上,先適當降低其他磨組煤量后,再降低堵磨磨組煤量,防止因降低堵磨磨組煤量后突然吹通,大量積壓的煤粉一下子進(jìn)入爐內,引起負荷突升,壓力突升,工況大幅擾動(dòng)。如果負荷低于280MW,則可以在只退出AGC的協(xié)調運行方式,并且負荷高限放開(kāi)的情況下,直接逐步降低堵磨磨組的煤量,以利吹通,即使有積粉大量吹進(jìn)爐內,也會(huì )因負荷、調門(mén)有調節余地不致使壓力突升引起汽包水位大幅度波動(dòng),但要注意到因降低了差煤量,而協(xié)調要求總煤量的平衡而增加了下層磨組的好煤煤量,實(shí)際是加強是燃燒,會(huì )引發(fā)主汽壓力上升,可以適當的將主汽壓力設定值降低。如果因堵磨后一次風(fēng)量低(60t/h,延時(shí)2秒)跳給煤機,則該層油槍會(huì )自投,此時(shí)要迅速按以上原則處理,防止一次風(fēng)量低致磨組跳閘,若因為一次風(fēng)流量低到55t/h(延時(shí)2分鐘)、 50t/h(延進(jìn)2秒鐘)引起磨組跳閘,則機組250MW以上負荷時(shí)會(huì )只剩二磨運行會(huì )觸發(fā)RB信號,一分鐘后下層運行磨組油槍會(huì )自投,但機組仍會(huì )在協(xié)調方式,根據#1、#2機組大修后的磨煤機RB試驗結果,這種方式下給水能夠自調正常,只需要注意將主汽壓力設定根據實(shí)際壓力及負荷適當往下設定,汽溫調節時(shí)加減減速溫水時(shí)幅度不要太大,以致干擾給水流量,負荷小于240MW時(shí),RB復位,可以待工況穩定后啟動(dòng)備用磨組加負荷。若二磨跳一磨工況,除運行磨組油槍自投外還需要及時(shí)投用相鄰油槍助燃并及時(shí)啟動(dòng)備用磨組穩定機組工況。這時(shí)的油槍及時(shí)投入非常重要,手動(dòng)投入油槍時(shí)要注意將二次風(fēng)門(mén)關(guān)至15%-20%的點(diǎn)火位置,因為跳閘磨組的二次風(fēng)門(mén)可能只能自動(dòng)關(guān)到30%。若有油槍不能投入是由于該磨煤機跳閘后無(wú)法復位,則將磨的畫(huà)面右方操作器PULVBYPASS置于“NORMAL”方式后,計時(shí)1分鐘后允許點(diǎn)油槍?zhuān)@種現象比較少,多組油槍投用時(shí)應該稍有間隔時(shí)間,防止因輕油壓力低跳閘,欲速反而不達。
由于褐煤的水分高,在冷熱風(fēng)門(mén)開(kāi)足的情況下,仍無(wú)法滿(mǎn)足干燥出力,只能增加一次風(fēng)量偏置,如果摻燒同樣是揮發(fā)分不低的蒙煤,帶來(lái)的后果是燃燒器著(zhù)火距離變遠,那么,煤火檢可能檢測到脫火(油槍會(huì )自投),在兩磨運行的低負荷情況(主蒸汽流量低于686t/h)下,當有一組燃燒器中有兩只火檢檢測到脫火時(shí)則燃燒器會(huì )跳閘,直接跳磨組,這種工況還是比較危險的,因此,當出現火檢故障或檢測脫火時(shí),要現場(chǎng)看火確認,并及時(shí)調整燃燒,不得已時(shí)啟動(dòng)第三臺磨組確保安全。
現在我廠(chǎng)下層磨組主要采用小比例摻配,由斗輪機取好煤和鏟車(chē)取褐煤通過(guò)小皮帶摻配,而上層磨則采用大比例摻配,由兩臺斗輪機同時(shí)取煤,一臺取好煤,一臺取褐煤,由各自的出力控制摻配比例。,一般小皮帶摻配能力在200-300t/h之間,而斗輪機出力此時(shí)會(huì )控制在800/h左右,在小比例摻配方式下,難免會(huì )因為鏟車(chē)司機的取煤或操作手法不同,取煤地點(diǎn)遠近,難易不同,而發(fā)生時(shí)間上的不均勻,引起摻配不均,對燃燒帶來(lái)的后果是由于下層磨組的煤量不變而總進(jìn)爐煤發(fā)熱量變化,主蒸汽壓力、溫度大幅度變化,如果遇上協(xié)調指令的反向變化疊加,加上減溫水的影響,有時(shí)壓力波動(dòng)會(huì )達到10kg/cm2,通過(guò)試驗發(fā)現,在機跟蹤方式下,負荷也會(huì )有超過(guò)10MW的波動(dòng)。因此,在高負荷的協(xié)調方式時(shí),由于防止脫硫增壓風(fēng)機過(guò)流,一般都限制了負荷高限,這時(shí)要關(guān)注壓力變化,防止電動(dòng)釋放閥動(dòng)作。
由于褐煤水分高,為達到合格的磨后溫度,冷熱風(fēng)門(mén)會(huì )開(kāi)足,磨煤機進(jìn)口一次風(fēng)溫會(huì )高得接近熱一次風(fēng)溫,高負荷時(shí)能達到320℃,而褐煤揮發(fā)份高,當有結塊煤粉不能及時(shí)吹走時(shí),會(huì )容易在磨煤機內部引發(fā)火星,結焦,爆燃等, 也會(huì )因為排廢不及時(shí),風(fēng)溫高引起石子煤箱內的積煤自燃,因此巡檢人員和排廢臨時(shí)工加強對摻配燃燒褐煤磨組的檢查。而在啟停磨組時(shí)煤倉存煤不應該是褐煤,主要是因為揮發(fā)份高煤種啟停時(shí)由于煤粉濃度會(huì )落入爆炸區域而易發(fā)生爆炸,應該參考部門(mén)頒布的“燃燒印尼煤的啟停磨要求”。而且如果存這樣高揮發(fā)份煤尤其是進(jìn)入夏季后更易引起自燃,所以對煤倉也要加強巡檢,發(fā)生有發(fā)熱、自燃跡象的要按照運行部頒布的有關(guān)“備用煤倉管理”預案處理。
我們在確保安全的前提下,不光要多燒褐煤,還要盡量提高鍋爐的燃燒效率,以體現運行人員應有的技術(shù)水平和經(jīng)濟責任心。
由于有的褐煤揮發(fā)分高達40%,而硫份低至0.3%,有時(shí)會(huì )和揮發(fā)份低至25%,且硫份高達0.8%以上的平朔煤摻燒,但是由于褐煤的水份高,摻配后磨后溫度提不上來(lái),只好增加磨一次風(fēng)量,引起燃燒滯后,又由于脫硫增壓風(fēng)機電流常超限,不得已控制總風(fēng)量,引起燃料燃燒不充分,兩者疊加后飛灰可燃物必然增加,因此這兩種煤摻燒時(shí)應該放在最下層磨組使用或不采用這樣的組合,不得已在上層磨燃用時(shí),可以采用將二次風(fēng)門(mén)同時(shí)改手動(dòng)比正常開(kāi)度大等一些強化燃燒手段。欠風(fēng)后更易引起結焦,并且平朔煤灰又高達15%以上,不得已增加吹灰次數,鍋爐效率會(huì )受到影響。
今年電網(wǎng)內電力缺口較大,我廠(chǎng)機組負荷率較高,入爐煤平均發(fā)熱量降低后,總煤量和總風(fēng)量必然上升,受到脫硫增壓風(fēng)機負荷電流限制,在高負荷時(shí)無(wú)法吹灰,但是蒙煤灰份相對高,平朔煤硫份高,欠風(fēng)易結焦,對爐全面吹灰必不可少,因此應該抓住時(shí)機,改變過(guò)去順序吹灰的習慣,在中午負荷稍減的短時(shí)間內對水冷壁進(jìn)行吹灰,利用早班兩磨期間或負荷稍低的時(shí)候,對水平煙道和尾部煙道進(jìn)行吹灰。如果水冷壁長(cháng)時(shí)間沒(méi)有吹灰,但需要啟動(dòng)上層磨組時(shí)了,防止汽溫不易控制,可以在預見(jiàn)到啟磨之前,將負荷加到200MW以上,對短吹逐只吹灰后再啟磨,來(lái)不及時(shí),只能降低主再熱汽溫,啟動(dòng)第三磨組后,再進(jìn)行吹灰。
     燃燒褐煤將成為我廠(chǎng)常態(tài),因此了解褐煤的燃燒特性和安全特性將對提高我們的運行技術(shù)和機組安全穩發(fā)很有意義。
發(fā)布人:2012/3/13 11:14:001448 發(fā)布時(shí)間:2012/3/13 11:14:00 此新聞已被瀏覽:1448次