褐煤摻煤的積極意義及其風(fēng)險(xiǎn)控制

燃燒褐煤，最主要是為了控本增效,褐煤屬于差煤，價(jià)錢便宜，它折算標(biāo)煤后的煤價(jià)低于相對(duì)好煤折算標(biāo)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(biāo)煤的到廠平均價(jià)為1018元/噸,而我廠實(shí)際燃用的3500Kcal/kg 的褐煤現(xiàn)價(jià)折算成標(biāo)煤到廠平均價(jià)低于918元/噸。根據(jù)有關(guān)測(cè)算，在一定范圍內(nèi)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(kuò)大了購(gòu)煤主動(dòng)權(quán)。還有附加的客觀有利之處是對(duì)社會(huì)的:因?yàn)殡姀S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(jì) | 光度計(jì) | 糖度計(jì) | 校正器 | 斜口鉗 | 測(cè)高儀 | 電源供應(yīng)器 | 工具包 | 折射計(jì) | 粗糙度儀 | 溫濕度儀 | 發(fā)生器 | 紅外線測(cè)溫儀 | 氣體檢測(cè)儀 | 剪線鉗 | 酸堿計(jì) | 壓力計(jì) | 鉤表

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(biāo)對(duì)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(shí)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(jì)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(yùn)行。如原設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)燃用高揮發(fā)分的煤種而改燒低揮發(fā)分的煤，則會(huì)因著火過(guò)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(huì)使火焰?zhèn)鞑ニ俣认陆�，著火時(shí)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(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(duì)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(jì)的一個(gè)重要依據(jù)，總發(fā)熱量會(huì)涉及到制粉系統(tǒng)出力和機(jī)組出力要求，因此要煤的發(fā)熱量與鍋爐設(shè)計(jì)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。

⑤      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(jié)焦，造成爐內(nèi)金屬管壁過(guò)熱、超溫、爆管的后續(xù)影響。褐煤的灰熔點(diǎn)一般低于1200℃，和我廠設(shè)計(jì)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(guò)濾篩的通過(guò)率，磨煤機(jī)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(duì)設(shè)計(jì)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(duì)燃燒本身沒(méi)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(shí)，對(duì)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(huì)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(jì)煤種和一般燃用的褐煤的有關(guān)數(shù)據(jù)。

表一

由此可見(jiàn)，褐煤和我廠設(shè)計(jì)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(jì)煤種，并超出一定范圍時(shí)，會(huì)給鍋爐的安全和經(jīng)濟(jì)性帶來(lái)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(fèi)用和發(fā)電成本的變化。實(shí)際中常見(jiàn)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(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，極易著火與燃盡，且灰熔點(diǎn)較低極易結(jié)渣，有一般褐煤的通性，2009年1月份，運(yùn)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(píng)估后，采購(gòu)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(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果顯示：摻燒扎煤后機(jī)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(shí)，供電煤耗增加了0.6g/kWh；當(dāng)摻燒比例達(dá)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(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�？傮w結(jié)果是滿意的，后來(lái)對(duì)于其他地區(qū)褐煤四臺(tái)機(jī)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(jī)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(jì)煤種，而且褐煤有高揮發(fā)份和低水份對(duì)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(jī)組某些系統(tǒng)的安全運(yùn)行，安全就是效益，只有確保安全的前提下才能去爭(zhēng)取效益。燃燒褐煤實(shí)際上是將風(fēng)險(xiǎn)和困難轉(zhuǎn)化成效益，因此需要全廠多個(gè)部門通力配合、認(rèn)真對(duì)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(xiǎn)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(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(fù)雜并有一定運(yùn)行技術(shù)含量的問(wèn)題，對(duì)配煤人員提出了很高的要求。負(fù)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(fù)荷高時(shí)摻配原則是在確保磨煤機(jī)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(jì)劃，還要考慮脫硫效率能否達(dá)到要求。甚至一段時(shí)期內(nèi)的存煤及來(lái)煤情況也是需要考慮的因素之一。

對(duì)于打煤進(jìn)倉(cāng)人員的要求則是嚴(yán)格按照配煤?jiǎn)我�求打煤摻配、進(jìn)倉(cāng)， 不能打錯(cuò)煤，進(jìn)錯(cuò)倉(cāng)位，對(duì)于突發(fā)原因引起的需要改變配煤?jiǎn)我�求時(shí)應(yīng)及時(shí)通知相關(guān)崗位并得到允許。

而更多的要求是針對(duì)我們機(jī)組集控運(yùn)行人員的，由于褐煤的參數(shù)偏離設(shè)計(jì)用煤參數(shù)，它高揮發(fā)份和低水份對(duì)燃燒安全影響較大的特性，決定了我們必須對(duì)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(duì)一般的煤種付出更多的關(guān)注。

首先，因?yàn)楹置旱乃�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(jī)堵塞進(jìn)而造成磨煤機(jī)斷煤的機(jī)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(shí)要及時(shí)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(yùn)行工況，發(fā)現(xiàn)磨后溫度上升，給煤機(jī)斷煤，要及時(shí)發(fā)現(xiàn)，正確判斷，果斷處理，給煤機(jī)因皮帶無(wú)煤跳閘時(shí)，該層油槍應(yīng)該自投，否則手動(dòng)投入該組油槍，同時(shí)派人就地查看給煤機(jī)，將機(jī)組改機(jī)蹤運(yùn)行方式，增加運(yùn)行磨組的煤量至最高，（若原來(lái)是二磨運(yùn)行時(shí)，則再增投一組油槍，并立即準(zhǔn)備啟動(dòng)備用磨組。）將主汽壓力跟蹤實(shí)際壓力往下設(shè)定，確保汽壓，汽機(jī)調(diào)門開(kāi)度不大幅度變化，以利于汽包水位自動(dòng)調(diào)節(jié)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(diào)節(jié)好汽溫，汽壓，確保負(fù)荷不致大幅降低，使機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行。

水份高，則磨煤機(jī)干燥出力也要高，如果摻配褐煤比例過(guò)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(shí)，煤粉不能及時(shí)吹走，易造成堵粉管，堵磨。發(fā)現(xiàn)有煤火檢故障報(bào)警，該組油槍自投，監(jiān)盤人員要引起警惕，及時(shí)查看SOE確定具體故障火檢，派人現(xiàn)場(chǎng)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(shí)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(huì)很高，若發(fā)現(xiàn)不及時(shí)，粉管堵塞會(huì)越堵越嚴(yán)重，到時(shí)只能用水力疏通，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，還不安全。運(yùn)行中，如果發(fā)現(xiàn)磨煤機(jī)差壓增加，一次風(fēng)調(diào)門開(kāi)度增加（#2機(jī)組有一次風(fēng)調(diào)開(kāi)度大于60%報(bào)警，而#1機(jī)組的這個(gè)報(bào)警至今未接），磨煤機(jī)電流增加，另外的運(yùn)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(jī)組改機(jī)跟蹤方式，如果這時(shí)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(dòng)。如果負(fù)荷低于280MW，則可以在只退出AGC的協(xié)調(diào)運(yùn)行方式，并且負(fù)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(nèi)，也會(huì)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(dòng)，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(shí)際是加強(qiáng)是燃燒，會(huì)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(shí)2秒）跳給煤機(jī)，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?yàn)橐淮物L(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(jī)組250MW以上負(fù)荷時(shí)會(huì)只剩二磨運(yùn)行會(huì)觸發(fā)RB信號(hào)，一分鐘后下層運(yùn)行磨組油槍會(huì)自投，但機(jī)組仍會(huì)在協(xié)調(diào)方式，根據(jù)#1、#2機(jī)組大修后的磨煤機(jī)RB試驗(yàn)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(shí)際壓力及負(fù)荷適當(dāng)往下設(shè)定，汽溫調(diào)節(jié)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(fù)荷小于240MW時(shí)，RB復(fù)位，可以待工況穩(wěn)定后啟動(dòng)備用磨組加負(fù)荷。若二磨跳一磨工況，除運(yùn)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(wěn)定機(jī)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)門關(guān)至15%-20%的點(diǎn)火位置，因?yàn)樘�閘磨組的二次風(fēng)門可能只能自動(dòng)關(guān)到30%。若有油槍不能投入是由于該磨煤機(jī)跳閘后無(wú)法復(fù)位，則將磨的畫面右方操作器PULVBYPASS置于“NORMAL”方式后，計(jì)時(shí)1分鐘后允許點(diǎn)油槍，但這種現(xiàn)象比較少，多組油槍投用時(shí)應(yīng)該稍有間隔時(shí)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(kāi)足的情況下，仍無(wú)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(lái)的后果是燃燒器著火距離變遠(yuǎn)，那么，煤火檢可能檢測(cè)到脫火（油槍會(huì)自投），在兩磨運(yùn)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(cè)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(xiǎn)的，因此，當(dāng)出現(xiàn)火檢故障或檢測(cè)脫火時(shí)，要現(xiàn)場(chǎng)看火確認(rèn)，并及時(shí)調(diào)整燃燒，不得已時(shí)啟動(dòng)第三臺(tái)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(jī)取好煤和鏟車取褐煤通過(guò)小皮帶摻配，而上層磨則采用大比例摻配，由兩臺(tái)斗輪機(jī)同時(shí)取煤，一臺(tái)取好煤，一臺(tái)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(jī)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?yàn)殓P車司機(jī)的取煤或操作手法不同,取煤地點(diǎn)遠(yuǎn)近,難易不同,而發(fā)生時(shí)間上的不均勻，引起摻配不均，對(duì)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(diào)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(dá)到10kg/cm2，通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在機(jī)跟蹤方式下，負(fù)荷也會(huì)有超過(guò)10MW的波動(dòng)。因此，在高負(fù)荷的協(xié)調(diào)方式時(shí)，由于防止脫硫增壓風(fēng)機(jī)過(guò)流，一般都限制了負(fù)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(dá)到合格的磨后溫度，冷熱風(fēng)門會(huì)開(kāi)足，磨煤機(jī)進(jìn)口一次風(fēng)溫會(huì)高得接近熱一次風(fēng)溫，高負(fù)荷時(shí)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(shí)吹走時(shí)，會(huì)容易在磨煤機(jī)內(nèi)部引發(fā)火星，結(jié)焦，爆燃等， 也會(huì)因?yàn)榕艔U不及時(shí)，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(shí)工加強(qiáng)對(duì)摻配燃燒褐煤磨組的檢查。而在啟停磨組時(shí)煤倉(cāng)存煤不應(yīng)該是褐煤，主要是因?yàn)閾]發(fā)份高煤種啟停時(shí)由于煤粉濃度會(huì)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(duì)煤倉(cāng)也要加強(qiáng)巡檢，發(fā)生有發(fā)熱、自燃跡象的要按照運(yùn)行部頒布的有關(guān)“備用煤倉(cāng)管理”預(yù)案處理。

我們?cè)诖_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(yùn)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(shí)會(huì)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(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(jī)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(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(shí)，可以采用將二次風(fēng)門同時(shí)改手動(dòng)比正常開(kāi)度大等一些強(qiáng)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(huì)受到影響。

今年電網(wǎng)內(nèi)電力缺口較大，我廠機(jī)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(jī)負(fù)荷電流限制，在高負(fù)荷時(shí)無(wú)法吹灰，但是蒙煤灰份相對(duì)高，平朔煤硫份高，欠風(fēng)易結(jié)焦，對(duì)爐全面吹灰必不可少，因此應(yīng)該抓住時(shí)機(jī)，改變過(guò)去順序吹灰的習(xí)慣，在中午負(fù)荷稍減的短時(shí)間內(nèi)對(duì)水冷壁進(jìn)行吹灰，利用早班兩磨期間或負(fù)荷稍低的時(shí)候，對(duì)水平煙道和尾部煙道進(jìn)行吹灰。如果水冷壁長(zhǎng)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(yù)見(jiàn)到啟磨之前，將負(fù)荷加到200MW以上，對(duì)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。