中储式煤粉炉掺烧印尼煤的探索与实践（印尼煤的灰熔点是多少）

引言

云浮发电厂（B厂）有限公司#3、#4炉是东方锅炉厂为燃用无烟煤而设计生产的超高压中间再热自然循环汽包炉,原设计煤种为山西晋东南无烟煤,于2011年完成燃用烟煤改造,改造设计煤种为内蒙烟煤,自完成烟煤改造以来,锅炉运行安全、稳定、可靠。而随着近几年国内外煤炭市场的变化及广东电力市场的逐步开放,企业经营压力剧增,鉴于印尼煤价格比国内烟煤便宜较多的现状,为降低经营成本,在保证设备安全的前提下,开展3、4号机组掺烧印尼煤技术攻关和改造工作。掺烧印尼煤改造工作主要是在现有锅炉制粉系统及燃烧系统不进行大范围改动的情况下,通过在烟煤中掺配印尼煤,完善制粉系统及调整炉内燃烧操作,从而达到降低机组生产成本的目的。

中储式煤粉炉掺烧印尼煤的探索与实践（印尼煤的灰熔点是多少）

1基于煤种参数分析的掺烧风险

通过对印尼煤煤种主要参数的综合分析,如表1所示,结合我厂锅炉实际情况,在确保安全、风险可控的前提下,对整个掺烧印尼煤可能出现的状况进行了总结分析,认为掺烧印尼煤的主要风险集中在以下4点:（1）由于目前印尼煤灰熔点普遍在1150～1200℃,掺烧后煤质灰熔点较纯烧烟煤时有所降低,可能会导致锅炉结焦:（2）由于印尼煤挥发分较高,中储式制粉系统发生火灾、爆炸的风险较高:（3）由于印尼煤挥发分较高,可能会出现喷嘴提前着火及烧损,致使燃烧器损坏变形。煤场、输煤系统煤粉自燃可能性提高。（4）锅炉效率降低,排放控制难度增加,特别是锅炉飞灰可能出现较大的提升。

2改造方案

基于风险预判及煤种参数情况,本次改造项目分三部分完成。

2.1确定掺烧比例及目标

结合我厂设备实际情况,特别是根据燃烧器、制粉系统设备现状,通过论证测算确定掺烧印尼煤上限比例。

2.2中储式制粉系统改造优化

在现有制粉系统基础上实施"双乏气制粉系统"。为适应煤炭市场变化,我厂在2011年度完成了燃用烟煤改造。该项目由西安热工研究院完成,其中制粉系统为燃用烟煤进行了"乏气制粉系统"改造,主要通过抽取一路炉烟至一次风箱与热风混合,作为惰性干燥介质满足制粉系统用风,降低制粉系统运行含氧量,提升系统防爆能力,该系统在磨制较低挥发分的国内烟煤时已经足够,但是在磨制较高挥发分的印尼煤时安全性已经不能满足要求,对此通过讨论决定对该系统进行改造。新增一路低温炉烟,抽取增压风机后炉烟以实现制粉系统在磨制高挥发分印尼煤时,系统对氧量以及风温的要求,同时将热风至制粉系统供风管道封堵,通过风压平衡计算决定接入口位置及方式,通过风量平衡计算确定风管尺寸,同时为满足制粉系统异常工况下的处理要求,对接入口、风门布置、管道尺寸进行综合核算,确保满足制粉系统稳定、安全、可控的运行要求。

另外,对制粉系统所有设备进行拉网式排查优化改造,包括粗粉分离器、细粉分离器增加防爆门,粉仓C02灭火装置扩容,煤仓增加蒸汽灭火装置,绞龙输粉机增加C02灭火系统以及对易积粉部位进行封堵,制粉系统漏风排查及系统氧量测定等一系列改造优化措施。通过综合改造后,基本可实现掺烧印尼煤时制粉系统的风险可控。

2.3运行监控以及防控措施

为保证掺烧计划的顺利实施,我厂从印尼煤进厂至排渣、出灰各个节点进行全方位整体控制。

（1）制定煤场防自燃措施、输煤系统防自燃措施、原煤仓防自燃措施。（2）制定专项保证印尼煤掺配均匀技术措施:确保按比例要求进行掺配,从源头上解决大量印尼煤同时进入原煤仓的风险。（3）优化制粉系统运行保护逻辑:在综合考虑制粉系统运行安全、风险控制、经济出力的基础上,对制粉系统运行控制参数进行全面优化,同时对各设备保护逻辑进行优化,完成制粉系统启动、停运、事故处理等重要运行操作的优化。对制粉系统主设备排粉机、磨煤机增加相应闭锁保护,对影响系统氧量的磨煤机入口冷风门开启条件进行严格控制,确保异常处理时事件不扩大,风险可控。（4）对制粉系统相关定期工作进行全面排查与优化,包括对磨煤机钢球补充、木块分离器清理木块、蒸汽灭火装置试运行等工作进行重新评估与优化。（5）修订掺烧印尼煤时防止制粉系统自燃或爆燃的措施,明确制粉系统运行风险、控制手段、异常处理方法等内容,并进行全员宣贯。（6）修订掺烧印尼煤锅炉防结焦燃烧配风、定期吹灰及限负荷措施,对因灰熔点降低引起的锅炉结焦问题进行预控与处理,防止锅炉大面积结焦情况的出现。（7）修订锅炉运行措施座签表,针对掺烧可能引起的燃烧器提前着火、锅炉结焦、飞灰提升、排放控制困难等问题,从锅炉燃烧调节、配风管理、氧量控制、风温风速控制等手段进行全方位优化,实现锅炉安全、经济、高效运行。

3项目阶段性试验过程

项目实施阶段分别按照印尼煤掺烧比例10%、20%、30%三阶段进行完善性优化改进,整个实施阶段总体情况较好。

3.1制粉系统运行方面

制粉系统运行时情况较好,现场各部位测温数据及制粉系统各部位监控数据未见明显异常,磨煤机出口温度控制较理想:但制粉系统双侧运行时,因冷炉烟风压对热炉烟供风的压制作用,两侧制粉系统的通风量受到影响,制粉系统出力较差,为解决该问题,采用了提升炉烟风机出力的方法,致使炉烟风机耗电量稍有增加。

3.2燃烧方面

燃烧方面集中在结焦问题上,数据显示炉膛出口温度较相同工况下最大温升在35.左右,其余各段烟温、蒸汽温度变化情况不大,因燃烧优化措施到位未发现明显结焦。另一方面燃烧器提前着火情况、一次风管测温未见异常。但现场捞渣机出渣压力增大,有大量松散小焦块掉落,结合捞渣机出渣情况分析认为,低熔点的印尼煤成灰后存在吸附成渣作用,大量炉灰被吸附形成碎小焦块掉落。

3.3锅炉效率方面

基于锅炉结焦风险控制的原因,锅炉风机电耗率稍有提升,锅炉排烟温度未见明显变化。另外试验阶段锅炉飞灰提升较大,最大幅度提升至6.5%(掺烧前飞灰4.2%）,提升幅度较大。为解决飞灰问题,结合炉温、一次风温、一次风速、二次风压等运行参数,将锅炉配风方式由原"均等配风"模式更改为"倒宝塔"配风模式,并对不同负荷段下配风模式进行量化摸索,通过不断优化成功解决了掺烧印尼煤引起的锅炉飞灰增大问题,现掺烧印尼煤时锅炉飞灰已恢复至原设计正常值。

4结语

(1）创新点:在锅炉制粉系统及燃烧系统不进行大范围改动的情况下,通过不断完善B厂制粉系统运行监视调整性能,尽可能控制掺烧印尼煤的风险,成功实现了中储式煤粉炉掺烧高挥发分印尼煤的改造。

(2）效益核算:由于印尼煤具有挥发分高的特点,因此在燃烧调整上必须采取相应措施以防止制粉系统自燃或爆炸,在制粉过程中必须采用低温炉烟制粉,由于采用低温炉烟制粉,导致磨煤机干燥出力下降,需增加额外制粉时间,导致制粉耗电率增加。另外,为了防止燃烧器喷嘴出现提前着火现象,运行操作上需提高一次风速,增加一次风压,导致风烟系统耗电增加,通过核算风烟系统耗电提升约0.42%,影响煤耗约1.8g/kwh,度电燃料成本将上升1.68厘/kwh。按照印尼煤30%比例掺烧,燃料成本煤价下降约35.87元/t,即掺烧印尼煤后度电燃料成本将下降13.99厘/kwh,实际度电燃料成本最终下降12.31厘/kwh,掺烧效益明显。