褐煤摻煤的積極意義及其風(fēng)險控制

燃燒褐煤，最主要是為了控本增效,褐煤屬于差煤，價錢便宜，它折算標(biāo)煤后的煤價低于相對好煤折算標(biāo)煤后的價格，例如,2011年初以來，5000Kcal/kg的好煤按市場價折算成標(biāo)煤的到廠平均價為1018元/噸,而我廠實際燃用的3500Kcal/kg 的褐煤現(xiàn)價折算成標(biāo)煤到廠平均價低于918元/噸。根據(jù)有關(guān)測算，在一定范圍內(nèi)多燃燒褐會降低發(fā)電成本。其次, 褐煤形成年代短，易于開采，煤源廣,多燃燒這樣的煤，擴大了購煤主動權(quán)。還有附加的客觀有利之處是對社會的:因為電廠大型鍋爐自動化程度高，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SO₂和NO_X的排放量，減輕我廠脫硫系統(tǒng)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(yīng)器 | 工具包 | 折射計 | 粗糙度儀 | 溫濕度儀 | 發(fā)生器 | 紅外線測溫儀 | 氣體檢測儀 | 剪線鉗 | 酸堿計 | 壓力計 | 鉤表

褐煤的揮發(fā)份高，發(fā)熱量低，水分高，粘性大，灰熔點偏低。以下是其各種分析指標(biāo)對電廠鍋爐燃燒的影響：

① 揮發(fā)分。是判別煤炭著火特性的首要指標(biāo)。它和煤化的時間和所處位置的深淺有關(guān)，揮發(fā)分含量越高，著火越容易。根據(jù)鍋爐設(shè)計要求，供煤揮發(fā)分值的變化不宜太大，否則會影響鍋爐的正常運行。如原設(shè)計燃用低揮發(fā)分的煤而改燒高揮發(fā)分的煤后，會因火焰中心逼近噴燃器出口而燒壞噴燃器；若原設(shè)計燃用高揮發(fā)分的煤種而改燒低揮發(fā)分的煤，則會因著火過遲使燃燒不完全，甚至造成鍋爐熄火事故。

② 灰分�；曳趾�量高會使火焰?zhèn)鞑ニ俣认陆担�著火時間推遲，燃燒不穩(wěn)定，爐溫下降。各地區(qū)產(chǎn)褐煤的灰分不盡相同，但總體平均值偏低。

③ 水分。水分是燃燒過程中的有害物質(zhì)之一，制粉及燃燒中需要吸受大量的熱量，同時水份蒸發(fā)的過程中會帶走大量的熱量，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。

④  發(fā)熱量。發(fā)熱量是鍋爐設(shè)計的一個重要依據(jù)，總發(fā)熱量會涉及到制粉系統(tǒng)出力和機組出力要求，因此要煤的發(fā)熱量與鍋爐設(shè)計要求大體相符。褐煤的發(fā)熱量比較低，正是它價格便宜的主要原因。

⑤      灰熔點。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)。若煤灰熔點的軟化溫低，則易結(jié)焦，造成爐內(nèi)金屬管壁過熱、超溫、爆管的后續(xù)影響。褐煤的灰熔點一般低于1200℃，和我廠設(shè)計煤種相近。

⑥      煤的可磨性系數(shù)�？赡ハ禂�(shù)越高則煤粉越容易達(dá)到過濾篩的通過率，磨煤機也越易于達(dá)到其額定出力，功耗越小。褐煤的可磨系統(tǒng)相對設(shè)計煤種偏大些，有的能達(dá)到70%，屬于比較有利的。

⑦      煤的硫分。硫是煤中有害雜質(zhì)，雖對燃燒本身沒有影響，但它的含量太高，而脫硫系統(tǒng)的脫硫能力不夠效率不足時，對設(shè)備的腐蝕和環(huán)境的污染都相當(dāng)嚴(yán)重，達(dá)不到考核要求還會被經(jīng)濟(jì)扣罰，因此，電廠燃用煤的硫分不能太高，褐煤的硫份一般不高。

表一是我廠一期鍋爐的設(shè)計煤種和一般燃用的褐煤的有關(guān)數(shù)據(jù)。

表一

由此可見，褐煤和我廠設(shè)計煤種的偏差主要表現(xiàn)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(dāng)燃煤偏離設(shè)計煤種，并超出一定范圍時，會給鍋爐的安全和經(jīng)濟(jì)性帶來一定的影響，主要表現(xiàn)在：1.鍋爐出力下降，2.熱損失增加，效率降低3.燃燒不穩(wěn)，甚至熄火，燃盡程度差，4，結(jié)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。實際中常見直接危害是結(jié)焦，超溫，爆管，滅火。為減少參數(shù)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(diào)節(jié)燃煤的品質(zhì)，主要是調(diào)節(jié)：發(fā)熱量，揮發(fā)份，灰分，硫分，解決和改善帶負(fù)荷能力、燃燒質(zhì)量，防止滅火，防止嚴(yán)重結(jié)渣、腐蝕、磨損等，在安全和經(jīng)濟(jì)之間找到一個合理的平衡點。

華能呼倫貝爾能源公司開發(fā)的扎賚諾爾褐煤具有一般褐煤的通性，高水分、低熱值，極易著火與燃盡，且灰熔點較低極易結(jié)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(shè)備，進(jìn)行了摻燒扎賚諾爾褐煤的鍋爐性能試驗，試驗結(jié)果顯示：摻燒扎煤后機組的供電煤耗升高，且升高幅度隨著摻燒比例的增加而增加，當(dāng)摻燒比例為25%時，供電煤耗增加了0.6g/kWh；當(dāng)摻燒比例達(dá)到36%時，供電煤耗增加了1.6g/kWh。從兩個階段摻燒后供電煤耗的變化值比較后確認(rèn)：合理的摻燒比例應(yīng)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(dá)到1300℃以上，高于扎煤的軟化溫度，存在結(jié)渣傾向。總體結(jié)果是滿意的，后來對于其他地區(qū)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/kg和5061 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(jì)和技術(shù)可行性。

燃燒褐煤能增加經(jīng)濟(jì)性，但它并不是我廠鍋爐的設(shè)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，會影響到機組某些系統(tǒng)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。燃燒褐煤實際上是將風(fēng)險和困難轉(zhuǎn)化成效益，因此需要全廠多個部門通力配合、認(rèn)真對待，我們才能達(dá)到燃燒褐煤的初衷。

摻燒褐煤期間，為達(dá)到風(fēng)險的最小化和經(jīng)濟(jì)的最大化，要根據(jù)負(fù)荷曲線進(jìn)行不同時段的煤種選擇不同比例和合理的磨組配合進(jìn)行摻配，這是一個比較復(fù)雜并有一定運行技術(shù)含量的問題，對配煤人員提出了很高的要求。負(fù)荷低時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(fù)荷高時摻配原則是在確保磨煤機在煤量帶足的情況下能保證負(fù)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(dá)到要求。甚至一段時期內(nèi)的存煤及來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(yán)格按照配煤單要求打煤摻配、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單要求時應(yīng)及時通知相關(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(shù)偏離設(shè)計用煤參數(shù)，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(tǒng)，燃燒系統(tǒng)的檢查，操作，監(jiān)視，調(diào)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(jié)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(shù)、保證巡檢質(zhì)量。凍結(jié)嚴(yán)重煤塊偏大時要及時通知更換煤種或減少褐煤的摻配比例，監(jiān)盤人員也要多關(guān)注磨組運行工況，發(fā)現(xiàn)磨后溫度上升，給煤機斷煤，要及時發(fā)現(xiàn)，正確判斷，果斷處理，給煤機因皮帶無煤跳閘時，該層油槍應(yīng)該自投，否則手動投入該組油槍，同時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，（若原來是二磨運行時，則再增投一組油槍，并立即準(zhǔn)備啟動備用磨組。）將主汽壓力跟蹤實際壓力往下設(shè)定，確保汽壓，汽機調(diào)門開度不大幅度變化，以利于汽包水位自動調(diào)節(jié)正常，將備用磨組暖磨備用，就地敲打落煤管無效時，及時啟動備用磨組，調(diào)節(jié)好汽溫，汽壓，確保負(fù)荷不致大幅降低，使機組穩(wěn)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高、氣溫低或因負(fù)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，煤粉不能及時吹走，易造成堵粉管，堵磨。發(fā)現(xiàn)有煤火檢故障報警，該組油槍自投，監(jiān)盤人員要引起警惕，及時查看SOE確定具體故障火檢，派人現(xiàn)場查看該粉管溫度，查看該燃燒器著火情況，判斷是否有堵塞情況，如果及時發(fā)現(xiàn)粉管堵塞，條件允許調(diào)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很高，若發(fā)現(xiàn)不及時，粉管堵塞會越堵越嚴(yán)重，到時只能用水力疏通，費時費力，還不安全。運行中，如果發(fā)現(xiàn)磨煤機差壓增加，一次風(fēng)調(diào)門開度增加（#2機組有一次風(fēng)調(diào)開度大于60%報警，而#1機組的這個報警至今未接），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，如果這時負(fù)荷在330MW以上，先適當(dāng)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(nèi)，引起負(fù)荷突升，壓力突升，工況大幅擾動。如果負(fù)荷低于280MW，則可以在只退出AGC的協(xié)調(diào)運行方式，并且負(fù)荷高限放開的情況下，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(nèi)，也會因負(fù)荷、調(diào)門有調(diào)節(jié)余地不致使壓力突升引起汽包水位大幅度波動，但要注意到因降低了差煤量，而協(xié)調(diào)要求總煤量的平衡而增加了下層磨組的好煤煤量，實際是加強是燃燒，會引發(fā)主汽壓力上升，可以適當(dāng)?shù)膶⒅髌麎毫υO(shè)定值降低。如果因堵磨后一次風(fēng)量低（60t/h,延時2秒）跳給煤機，則該層油槍會自投，此時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2分鐘）、 50t/h（延進(jìn)2秒鐘）引起磨組跳閘，則機組250MW以上負(fù)荷時會只剩二磨運行會觸發(fā)RB信號，一分鐘后下層運行磨組油槍會自投，但機組仍會在協(xié)調(diào)方式，根據(jù)#1、#2機組大修后的磨煤機RB試驗結(jié)果，這種方式下給水能夠自調(diào)正常，只需要注意將主汽壓力設(shè)定根據(jù)實際壓力及負(fù)荷適當(dāng)往下設(shè)定，汽溫調(diào)節(jié)時加減減速溫水時幅度不要太大，以致干擾給水流量，負(fù)荷小于240MW時，RB復(fù)位，可以待工況穩(wěn)定后啟動備用磨組加負(fù)荷。若二磨跳一磨工況，除運行磨組油槍自投外還需要及時投用相鄰油槍助燃并及時啟動備用磨組穩(wěn)定機組工況。這時的油槍及時投入非常重要，手動投入油槍時要注意將二次風(fēng)門關(guān)至15%-20%的點火位置，因為跳閘磨組的二次風(fēng)門可能只能自動關(guān)到30%。若有油槍不能投入是由于該磨煤機跳閘后無法復(fù)位，則將磨的畫面右方操作器PULVBYPASS置于“NORMAL”方式后，計時1分鐘后允許點油槍，但這種現(xiàn)象比較少，多組油槍投用時應(yīng)該稍有間隔時間，防止因輕油壓力低跳閘，欲速反而不達(dá)。

由于褐煤的水分高，在冷熱風(fēng)門開足的情況下，仍無法滿足干燥出力，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，帶來的后果是燃燒器著火距離變遠(yuǎn)，那么，煤火檢可能檢測到脫火（油槍會自投），在兩磨運行的低負(fù)荷情況（主蒸汽流量低于686t/h）下,當(dāng)有一組燃燒器中有兩只火檢檢測到脫火時則燃燒器會跳閘，直接跳磨組，這種工況還是比較危險的，因此，當(dāng)出現(xiàn)火檢故障或檢測脫火時，要現(xiàn)場看火確認(rèn)，并及時調(diào)整燃燒，不得已時啟動第三臺磨組確保安全。

現(xiàn)在我廠下層磨組主要采用小比例摻配，由斗輪機取好煤和鏟車取褐煤通過小皮帶摻配，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，而斗輪機出力此時會控制在800/h左右，在小比例摻配方式下，難免會因為鏟車司機的取煤或操作手法不同,取煤地點遠(yuǎn)近,難易不同,而發(fā)生時間上的不均勻，引起摻配不均，對燃燒帶來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(diào)指令的反向變化疊加，加上減溫水的影響，有時壓力波動會達(dá)到10kg/cm2，通過試驗發(fā)現(xiàn)，在機跟蹤方式下，負(fù)荷也會有超過10MW的波動。因此，在高負(fù)荷的協(xié)調(diào)方式時，由于防止脫硫增壓風(fēng)機過流，一般都限制了負(fù)荷高限，這時要關(guān)注壓力變化，防止電動釋放閥動作。

由于褐煤水分高，為達(dá)到合格的磨后溫度，冷熱風(fēng)門會開足，磨煤機進(jìn)口一次風(fēng)溫會高得接近熱一次風(fēng)溫，高負(fù)荷時能達(dá)到320℃，而褐煤揮發(fā)份高，當(dāng)有結(jié)塊煤粉不能及時吹走時，會容易在磨煤機內(nèi)部引發(fā)火星，結(jié)焦，爆燃等， 也會因為排廢不及時，風(fēng)溫高引起石子煤箱內(nèi)的積煤自燃，因此巡檢人員和排廢臨時工加強對摻配燃燒褐煤磨組的檢查。而在啟停磨組時煤倉存煤不應(yīng)該是褐煤，主要是因為揮發(fā)份高煤種啟停時由于煤粉濃度會落入爆炸區(qū)域而易發(fā)生爆炸，應(yīng)該參考部門頒布的“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(yù)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(xiàn)運行人員應(yīng)有的技術(shù)水平和經(jīng)濟(jì)責(zé)任心。

由于有的褐煤揮發(fā)分高達(dá)40%，而硫份低至0.3%，有時會和揮發(fā)份低至25%，且硫份高達(dá)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，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應(yīng)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，可以采用將二次風(fēng)門同時改手動比正常開度大等一些強化燃燒手段。欠風(fēng)后更易引起結(jié)焦，并且平朔煤灰又高達(dá)15%以上，不得已增加吹灰次數(shù)，鍋爐效率會受到影響。

今年電網(wǎng)內(nèi)電力缺口較大，我廠機組負(fù)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(fù)荷電流限制，在高負(fù)荷時無法吹灰，但是蒙煤灰份相對高，平朔煤硫份高，欠風(fēng)易結(jié)焦，對爐全面吹灰必不可少，因此應(yīng)該抓住時機，改變過去順序吹灰的習(xí)慣，在中午負(fù)荷稍減的短時間內(nèi)對水冷壁進(jìn)行吹灰，利用早班兩磨期間或負(fù)荷稍低的時候，對水平煙道和尾部煙道進(jìn)行吹灰。如果水冷壁長時間沒有吹灰，但需要啟動上層磨組時了，防止汽溫不易控制，可以在預(yù)見到啟磨之前，將負(fù)荷加到200MW以上，對短吹逐只吹灰后再啟磨，來不及時，只能降低主再熱汽溫，啟動第三磨組后，再進(jìn)行吹灰。