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300MW直流炉燃用劣质煤的稳燃措施与对策 木屑颗粒机|秸秆颗粒机|秸秆压块机|木屑制粒机|生物质颗粒机|富通新能源 / 13-09-28

1、锅炉概况
    姚电公司3、4号炉是比利时考克利尔钢铁公司制造的CMI924/184/543-83689.8/543型直流锅炉.1982年和1983年分别投产。
1.1锅炉主要设计参数
  姚电3、4号炉主要设计参数见表l所示。
12燃料特性
    设计煤种为平顶山地区混合烟煤,现燃用煤种为平顶山地区混合烟煤。
1.3燃烧器设备技术特点
2、锅炉煤质变化及对锅炉燃烧的影响
2.1锅炉煤质变化情况
    姚电公司3、4号锅炉设计燃用煤种为平顶山地区混合烟煤,在煤炭市场宽松时入炉煤质相对稳定,接近设汁煤种,锅炉运行状况较好;但自2001年下半年以来,由于煤炭市场情况变化、煤源紧张、煤质急剧变差且极不稳定,入厂煤种类较多,煤质难以得到保障:人厂煤的低位发热量从15000 kj/kg到21000 kj/kg不等,分析基挥发分从12%到20%不等,给锅炉运行带来很多困难。煤质差时锅炉燃烧不稳定,锅炉燃烧调整难以及时变化,锅炉运行经济性难以保证,严重威胁机组安全、经济运行。富通新能源生产销售生物质锅炉,生物质锅炉主要燃烧颗粒机、木屑颗粒机压制的生物质颗粒燃料,同时我们还有大量的杨木木屑颗粒燃料和玉米秸秆颗粒燃料出售。
    因煤质差原因,我公司3、4号炉2004年12月发生了两次灭火事件,如2004年12月15日3号炉发生灭火事件时的煤质情况,突出反映了煤质急剧变差状况,具体分析结果见表4所示。
    从表4可以看出,锅炉灭火时的煤质与设计值相比,差距很大:入炉煤干燥基灰分达为50 010以上,比设计干燥基灰分37.6%高了20个百分点左右:入炉煤收到基低位发热量最低为11.68 MJ/kg,比设计值17.17 MJ/kg低了5.49 MJ/kg,入炉煤收到基挥发份仅有11.63%。
2.2对锅炉灭火现象和原因的比较与分析
    针对锅炉煤质变差且煤种多变造成锅炉燃烧不稳定,锅炉燃烧调整难以及时变化现象,为防止锅炉再次发生灭火事件,我公司对锅炉灭火事件原因进行深入比较和分析,查明造成灭火的可控因素和不可控因素,以便进一步采取有效措施,控制可控因素的发生,尽可能避免不可控因素造成锅炉灭火。
2.2.1灭火事件原因的比较
    (1)锅炉灭火事件的共同点
    经过比较和分析锅炉灭火现象,发现具有以下共同点:
    fa1锅炉灭火时,入炉煤煤质与设计值有较大差距,具体可从上表中看出。
    (b)机组负荷基本都在80 010负荷以上。
    锅炉灭火事件中,机组负荷基本都在80%负荷以上(240MW)。
    (c)炉膛燃烧工况被迫受到一定程度的扰动。
    锅炉灭火前的燃烧工况扰动因素比较见表5。从表5可以看出,锅炉灭火事件中都存在着一些偶然因素影响了炉膛燃烧的稳定性。
    (d)因制粉系统设备故障,炉膛燃烧器下部燃烧受到一定影响。
    锅炉灭火时的磨煤机组合方式见表6。
    从表6可以看出,锅炉灭火时因制粉系统故障,锅炉下层主力燃烧器未正常投运,影响炉膛下部燃烧。
    (2)锅炉灭火现象的不同点
    比较和分析三次锅炉灭火现象,发现各种影响燃烧的偶然因素,成为破坏炉膛内部燃烧工况正常动态平衡的诱因。
2.2.2锅炉灭火事件的分析
    通过对锅炉灭火事件的共同点和不同点进行比较,发现锅炉灭火事件既有不可控因素,但大部分都是可控因素。
    (1)锅炉灭火的不可控因素
    锅炉人炉煤质差,灰分高、低挥发份和发热量低,造成燃烧稳定性差,是三次锅炉灭火不可控因素。
    (2)三次锅炉灭火的可控因素
    (a)锅炉煤喷燃器不备用,尤其是下层煤喷燃器不备用,是影响燃烧稳定性的一个重要诱因,是可控因素。
    三次锅炉灭火都存在炉膛煤喷燃器不备用现象,尤其是下煤喷燃器不备用,影响到炉膛燃烧的“底火”,是可控因素。
   (b)炉膛燃烧风煤比局部失调,是影响燃烧稳定性的一个重要诱因,是可控因素。
    (c)因制粉系统故障或一次风管堵管时吹管,3、4号锅炉制粉系统运行处在非最佳组合方式,影响炉膛燃烧强度,是可控因素。富通新能源生产销售的生物质锅炉以及木屑颗粒机压制的生物质颗粒燃料是客户们不错的选择。
    12月5日4号炉灭火前的磨煤机组合方式为1、2、4号磨煤机运行(5号制粉系统运行但空仓),12月15日3号炉灭火前的磨煤机组合方式为2、4、6号磨煤机(5号给煤机停运在吹管),锅炉制粉系统运行处在非最佳组合方式,影响了锅炉的燃烧强度。
    (d)投油过程中,油枪点火失败,无法及时投油助燃,影响燃烧稳定,是可控因素。
    12月5日4号炉灭火事件,在投油过程中1-7、3-7点火失败,无法及时投油助燃,最终导致4号锅炉灭火现象。
2.3影响劣质煤着火因素的分析
    在对锅炉灭火事件原因进行深入比较和分析基础上,也对影响劣质煤着火因素进行了较为深入的分析。
    煤粉着火温度的高低,主要取决于煤粉气流的着火热,即将煤粉气流加热到煤粉颗粒着火温度所需的热量Qd,,它主要用于加热煤粉气流中的煤粉和空气并使煤粉中水份蒸发、过热。其值用下式表示:
    显然,煤粉气流需要着火热越少、可以提供着火热的热源越充分,对着火越有利。因此,影响煤粉气流着火的一些主要因素为:
    (1)煤的性质煤的可燃基挥发份对着火的影响很大,挥发份高,着火温度低,需要的着火热少。着火就比较容易。影响煤燃烧特性的因素很多,灰分高也将影响着火温度,灰分增加将使燃煤量增加,使着火热增加。水分加大也将使着火热增加,不利于着火。
    (2)一次风量从式中可见,一次风量大.将使着火热明显增加。因此,对比较难着火的煤应采用较低的一次风量,但一次风量不应影响煤粉着火后燃烧的需要。
    (3)着火区域的烟气水平提高炉膛平均温度水平,可向煤粉气流提供更多的着火热。
    (4)炉内空气动力场合理组织炉内空气动力场,加强回流高温烟气对煤粉气流的加热是改善着火的重要措施。
    (5)煤粉细度煤粉越细,在其他条件相同的情况下,温度升高越快,越容易着火。此外,煤粉越细,表面积越大,煤粉表面化学反应越快,放出的热量越多,对着火越有利。
    (6) -次风速在着火所需时间相同条件下,一次风速越高,着火点离燃烧器出口越远,对着火不利。
3、锅炉燃用劣质煤稳燃措施的研究与实践
    通过上述分析,锅炉燃用劣质煤的主要措施是杜绝可控因素的产生,尽量防止不可控因素的产生。针对入厂煤质较差且极不稳定状况,在煤质管理、火检监测、炉膛稳燃等几个方面采取了相应措施以防止锅炉熄火。
3.1入炉煤配煤管理措施
    (1)严格按照燃煤存放的原则和要求即1号煤场分两个区,分别存放热值为16 263—17 514 kj/kg和17 514 kj/kg以上汽运煤;2号煤场存放热值为19 931—18 765 kj/kg火运煤;3号煤场存放18 765 kj/kg以上火运煤;4号煤场分两个区分别存放15429—16 680 kj/kg和15 429 U/kg以下地煤。
    (2)根据来煤成份分析结果滞后,来煤在卸煤存放时不能及时了解其热值的状况,建立供煤单位供煤热值跟踪档案,卸煤时根据其档案记载并参考大样热值进行分类存放。
    (3)煤调当班期间要全面掌握公司煤场分区存放煤量、煤质情况,并结合当日来煤量合理经济地安排配煤。
    (4)在充分了解煤场存煤基本情况后,值长和煤调要结合当日来煤量合理经济地安排配煤。在坚持“安全第一,兼顾经济”原则下,保证人炉煤平均热值最低维持在16 263—16 680 kj/kg,有条件情况下要保证高负荷(早、晚高峰)、低负荷(低谷)时的入炉煤平均热值17 931 kj/kg以上。
(5)煤调接班后应及时向值长详细汇报本班各机组配煤计划,并将能够保证的最低平均发热量报给值长,为值长调整机组运行状态提供参考。
    (6)根据磨煤机组合,将煤质好的煤配下层两个仓。若遇制粉系统设备检修等情况需改变配煤方式,煤调可依据值长令改变配煤方式。
3.2火检监测
    锅炉因煤质差导致MFT,一般为火检消失和炉膛负压保护动作。因此,炉膛火检监测的正确性尤为重要。
    (1)完善热工设备,将火检信号引入锅炉DAS,便于运行人员观察和分析炉膛燃烧的强度和脉动情况,分析炉膛内燃烧情况。
    (2)进行3、4号炉优化锅炉火检系统和灭火保护逻辑研究,扩大灭火保护范围,保证灭火保护系统合理性、准确性和可靠性。
    (3)在机组燃用劣质煤时,加强对燃煤火检的监视和结焦情况的检查,发现任一火检指示异常,就地进行燃烧情况检查,如有必要,联系热工人员到场对火检指示情况进行检查。
3.3炉膛稳燃技术措施
3.3.1防止设备故障影响锅炉燃烧稳定性
    设备故障是引起锅炉灭火的主要原因之一,加强对下列设备的检查和维护,防止锅炉灭火。
    (1)加强送、吸风机设备的检查和维护,保持设备处于健康状态。
    (2)加强一次风机、制粉系统、给煤机、磨煤机、排粉机和给粉机等设备的检查和维护,保持设备处于健康状态。
    (3)加强对燃烧系统的检查,如一次风手动挡板和二次风门开度、火焰颜色、喷燃器有无结焦和冲刷炉墙等。加强对一次风管的检查,防止堵塞,造成缺角、炉膛火焰充满度不好等。
3.3.2进行锅炉运行优化调整,精心进行操作,保持
    炉膛燃烧稳定
    为保持炉膛燃烧稳定性,我公司先后制定了《3、4号锅炉燃用劣质煤防止灭火安全措施》、《关于防止3、4号炉一次风管堵塞及吹管的管理规定》、《3、4号炉调峰低负荷运行措施》、《防止3、4号炉炉膛结渣措施》等。
4、稳燃措施实施情况
    姚电公司4台锅炉2004年因燃烧不稳共发生5次灭火,在经济上造成很大损失。经过姚电公司全体员工的努力,通过不断地总结经验和合理调整,为防止锅炉熄火打下了坚实的基础。通过采取一系列强化燃烧的组织、技术措施,在锅炉燃用劣质煤时,大大提高了锅炉稳燃能力,保证了锅炉的安全稳定运行。2005年上半年全厂四台炉未发生锅炉灭火停炉事件,4号炉连续运行超过200天,创公司单机连续运行最高记录。
5、结束语
    锅炉燃用劣质煤的稳燃工作是电厂应长期坚持不懈的一项工作,随着锅炉本身状况的改变和入炉煤质的变化,必须不断地开展和完善这项工作,才能有效保证电厂锅炉的安全、经济运行。

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