百万燃煤机组掺烧印尼煤试验方式的研究及安全、经济性评价

高志远

【摘 要】本文通过配煤掺烧方式试验和制粉系统运行参数调整，锅炉燃烧配风调整等试验进行数据收集、分析，在满足机组安全运行，环保参数达标的基本条件下，摸索我厂燃用印尼煤从煤场储运，掺烧方式、参数调整、设备维护等方面的最佳掺烧比例，并积累掺烧印尼煤经济、安全、环保运行的管理经验。

【关键词】掺烧；印尼煤；试验；安全；经济性

引言

平海电厂锅炉设计煤种为内蒙古准格尔煤和印尼煤1：1混煤，校核煤种为印尼煤。由于煤炭市场的变化，来煤日益复杂，平海电厂非设计煤种除国内神华混煤、伊泰混煤外，还有掺烧印尼煤。印尼煤热值低、挥发分高、水份高，影响锅炉燃烧的安全性和经济性。

设备概况

平海电厂锅炉型号为SG-3093/27.46-M533，型式：∏型布置、单炉膛、一次中间再热、尾部双烟道结构、八角双切圆燃烧方式、平衡通风、机械干式排渣、全钢构架、全悬吊结构露天布置、采用带BCP泵的内置式启动分离系统、三分仓回转式空气预热器、采用正压冷一次风直吹式制粉系统、超超临界参数变压直流锅炉。制粉系统采用中速磨煤机冷一次风正压直吹式制粉系统。每台锅炉设6台中速磨煤机，6台电子称重皮带式给煤机，相应设置6个原煤仓，每个原煤仓容积1050m?，燃用设计煤种5台磨带BMCR 负荷，燃用校核煤种6 台磨带BMCR 负荷。

1 燃用煤种收到基成份及特性

印尼煤与国内烟煤对比，主要特点是发热量低，挥发份高，全水份大，且具有较强的结焦、结渣性，属于劣质煤。可磨系数一般都小于52（一般难磨煤种）。

2 配煤掺烧试验方式

2.1首先每台炉配烧一个仓（1D、2D）进行掺烧试验，通过对制粉系统煤种模式切换、煤种燃烧特性及结焦性、飞灰、炉渣、环保参数等指标跟踪分析，总结安全風险控制、燃烧特性及燃烧调整方式，逐步增加掺烧比例。

分析得出：

2.11通过单仓运行，运行人员进行印尼煤/烟模式切换操作，测试印尼煤模式下控制参数正常，控制联锁逻辑及报警等正确，并熟悉操作调整方式及监视参数，收录初始数据。

2.12根据锅炉燃烧及制粉系统运行情况，增加第二套制粉系统燃用印尼煤，并进行单台磨煤机出力测试，煤粉细度、飞灰细度、飞灰和炉渣可燃物取样分析，收录数据分析，做进一步进行燃烧优化调整。

2.2 掺烧印尼煤，不同负荷率下制粉系统组合搭配方式说明：

根据表格数据分析：

2.21我厂制粉系统运行组合特点：A磨受机组启停用磨限制，印尼煤禁止上仓；F磨最上层磨属机组调峰常备磨，停备时间或较长，原则上不上印尼煤；C磨低负荷运行极易引起水冷壁超温，属频繁启停磨，燃用印尼煤极大增加了制粉系统启停安全风险。

2.22按我厂印尼煤掺烧设计比例1：1，制粉系统最佳组合方式运行两套制粉系统，BDE磨为常用且长期运行、启停频次较少的制粉系统，所以受我厂制粉系统特点和安全风险考虑，建议采取第二种搭配方式可长期进行掺烧，第三种掺烧方式需要试验及长期安全稳定运行的验证。

2.3 以制粉系统（1D）进行最大出力测试，得出燃用印尼煤时制粉系统最大出力及最佳经济运行工况。

根据表格数据分析：

2.31燃用印尼煤时制粉系统最大出力90t/h，但分离器转速-10rpm偏置，不仅影响飞灰含碳量及细度，磨煤机最大通风阻力持续上升，长时间连续运行存在较大的安全风险。

2.32通过磨煤机制粉出力及干燥出力，包括磨煤机电流、最大通风阻力、煤粉细度、出口温度等跟踪测试，可得出燃用印尼煤时制粉系统最佳经济出力在80±5t/h之间，但应根据飞灰细度等指标情况适当调整分离器转速。2.33两台炉分别掺烧两套制粉系统，飞灰含碳量1号炉接近1%，2号炉0.5%左右，运行人员采取二次配风调整，提高磨煤机旋转分离器等调整措施，飞灰含碳量有好转趋势，如飞灰含碳指标无明显下降，需综合考虑环保参数、掺烧比例等调整措施。

2.4燃用印尼煤制粉系统煤粉细度R90/飞灰细度R45测试。

根据表格数据分析：

2.41通过磨煤机不同出力下的旋转分离器转速调整，得出相应的煤粉细度R90（偏粗）和飞灰细度R45（正常合理），在分离器不设偏置的情况下，基本可以满足飞灰细度的要求，对原灰销售暂无影响。

2.42在磨煤机最大出力下或飞灰含碳量有升高的情况下，可以对旋转分离器偏置±5之间的调整，并继续开大辅助二次风门挡板开度10%，以使控制指标回归合理。

3掺烧对锅炉运行指标的影响

根据表格数据分析：

3.1掺烧两台印尼煤制粉系统与掺烧一台进行比对分析，暂得出：每增加一套制粉系统燃用印尼煤：锅炉效率下降0.2-0.4%，辅机电耗上升0.2%，飞灰和炉渣含碳量略有上升，氮氧化物浓度逐渐上涨，烟气体量增大液氨耗量增加，受热面出现结焦，焦渣量逐渐增加，工况5：两台炉已出现掉焦导致干排渣系统故障的情况，工况6：2号炉已出现一次结焦导致受热面超温的情况。

3.2同等负荷下，锅炉总煤量、风量大幅增加，辅机电耗增加，目前综合锅炉效率下降0.4%和厂用电率上升0.2%两项指标，影响机组供电标煤耗约1.66g/kwh，即：单台机组每燃用一个仓印尼煤机组标煤耗下降约0.83g/kwh。

4不同掺烧比例，机组满负荷时风烟系统风机开度及电流等参数分析

根据表格数据分析：

4.1在增加印尼煤掺烧比例的过程中，由于入炉煤热值不断的下降，机组满负荷总煤量从385t/h左右上升至436t/h，总风量达到上限3200t/h，总煤量上升51t/h，总风量上升300t/h左右，引风机出力增加约10%，锅炉燃烧氧量可以满足，但相应的一次风机和引风机出力（增压风机出力）增加，目前1号炉已受增压风机出力限制，2号炉暂无风机出力限制。

4.2在目前煤场存煤情况下，以入炉煤最大热值进行掺烧，将1号机组掺烧比例提高至60%，增压风机出力达到上限，入口压力由-100pa上涨至300pa，直接影响机组和设备安全运行。运行人员立即采取降低印尼煤掺烧比例的调整措施。我厂增压风机设计裕度不足，加之超低排放改造后管式除雾器阻力增加，掺烧印尼煤比例提高后，烟气量增大，导致增压风机出力达到运行上限，动叶开度90%，电流250A（额定289A），风机入口负压大300pa，超出了正常运行±200pa的范围。

5掺烧印尼煤机组经济性分析

根据给煤机煤量及发电量统计煤耗及厂用电率等主要指标，统计700MW试验期间主要参数变化及主要辅机耗电率变化数据如下表。

根据掺烧试验数据，在700MW负荷下，掺烧比例40%时，锅炉效率约下降0.40%，厂用电率约上升0.20%，供电标煤耗约升高1.66g/kwh。

6结束语

本次燃用印尼煤，通过配煤掺烧试验、数据统计分析、锅炉燃烧工况跟踪等方法，阶段性总结了燃用印尼煤的掺配方式，锅炉安全及经济运行的可行性，由于试验过程及数据采集单一，总结还存在不足，还需要后续的跟踪和修正。以下是总结及建议：

1、根据机组风烟系统特点及制粉系统出力（1号机组受增压风机出力限制），建议1号炉最大比例掺烧两个仓、2号炉最大比例掺烧三个仓，可以长期安全运行。若负荷率允许下，两台炉保持掺烧五个仓按制粉系统平均出力70t/h，最大出力80t/h计算，每天可以消耗8400-9600吨印尼煤。

2、考慮印尼煤热值损失、机组运行能耗、液氨耗量、设备维护成本等综合考虑，短期暂无法准确计算掺烧印尼煤的经济性指标。

3、结合本次掺烧印尼煤运行情况，运行采取的逐渐提高掺烧比例、测试制粉系统最大出力和经济出力试验，导换制粉系统运行方式试验、跟踪测量计算锅炉各项燃烧指标、环保指标及燃烧特性的方式是正确的，既有效控制了运行中的安全风险，又积累了初始数据，为后续更全面的开展印尼煤掺烧奠定了基础。

以上关于印尼煤掺烧数据统计分析，运行方式对燃烧特性的影响，可以作为后续掺烧的基础性指导意见，煤质特性指标不同，掺配的煤种及比例的不同，制粉系统运行方式改变等因素均影响锅炉燃烧性能，还需要后续不断试验及总结分析。经了解周边电厂掺烧情况，神混煤与印尼煤掺烧过程锅炉会出现严重结焦情况，伊泰煤次之，以上三种煤均是我厂常用煤种，所以在锅炉结焦方面，以及结焦对锅炉受热面、冷灰斗等危害的预防和防治上我们还缺乏经验和存在不足。

（作者单位：广东惠州平海发电厂有限公司 516000）