1、设备概况
某厂3、4号锅炉是亚临界压力控制循环锅炉，额定负荷为600 MW，采用摆动式燃烧器调温，四角布置切向燃烧，正压直吹式制粉系统，单炉膛，Ⅱ形半露天布置，固态排渣，全钢架结构，平衡通风，具有较好的煤种适应性，在燃料正常变化范围内燃烧稳定，安全可靠。
设计煤种为准格尔煤，煤质分析见表1。
由表1可知，设计煤种为高挥发分、低灰分、低硫分、高热值的有较强结渣趋势的优质动力煤。
当前，随着经济快速发展，特别是大批火力发电厂的不断投产，电煤供应日趋紧张，人厂煤种越来越复杂，煤质指标经常偏离设计值。以2010年8月18日入炉煤为例，煤质分析见表2。
由表2及表3可以看出，实际入炉煤是低挥发分、高灰分、热值偏低、高硫分的煤质，其中灰分、硫分含量较设计值偏高（超过50%），对锅炉运行影响较大。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。
锅炉主要辅机运行负荷都在80%额定值以内，因为捞渣机驱动油压偏高，故机组实际带负荷均达不到额定输出功率。
机组主要运行参数以及各辅机运行情况都在正常范围内，锅炉各受热面结渣情况不明显，各项指标表明锅炉本身对劣质煤种的运行适应性较强，制约机组长时间高负荷运行的关键问题是煤质的灰分较大，锅炉渣量多，受捞渣机功率、制粉出粉量（总煤量）限制。
长时间高硫分煤种运行，锅炉受热面的高温腐蚀、尾部烟道构件的低温腐蚀不容忽视，造成机组运行不可靠。
2、锅炉掺烧劣质煤时存在的问题
2.1高温腐蚀
硫化物型的高温腐蚀是引起水冷壁管腐蚀的一个主要因素，煤中的硫在一定条件下随煤燃烧而在燃烧区中形成H2S，而这和燃烧时的缺氧气氛有很大关系。燃烧器供氧不足时会在水冷壁附近出现还原性气氛，生成大量的H2S。在炉烟还原反应中，硫在炉烟中以氧化硫和硫化氢的形式出现。运行经验表明，影响水冷壁管外部腐蚀的最主要因素是水冷壁附近的烟气成分和管壁温度。由于燃烧器附近火焰温度可达1400～1 600℃，因此煤中的矿物成分挥发出来，这一区域烟气中NaOH、S02、HC1、H2S等腐蚀性气体成分较多，同时水冷壁附近的烟气还处于还原性气氛，导致了灰熔点温度的下降和灰沉积过程加快，从而引起受热面的腐蚀。另外，由于燃烧器区域附近的水冷壁管的热流密度很大，温度梯度也很大，这对管壁的高温腐蚀有着很大的影响。
除了在机组定期检修中进行必要的检查、评估高温腐蚀的程度外，实际上对于容易发生高温腐蚀的部件可以采用在受热面上喷涂保护层。
2.2低温腐蚀
煤中的硫分由有机硫、硫铁矿硫和硫酸盐硫三部分组成。前两种硫可以燃烧而构成所谓的挥发硫或可燃硫，后一种不能燃烧而并人灰分之内。由于我国煤中的硫酸盐硫很少，可忽略不计。虽然可燃硫燃烧可以放出一定的热量，但其燃烧产物（S02或S03）和水蒸气结合生成亚硫酸或硫酸蒸气。当烟气流经低温受热面时，由于金属受热面温度低于硫酸蒸气开始结露的温度（酸露点），硫酸蒸气便在其上凝结，使锅炉尾部受热面发生低温腐蚀及堵灰。
2.3捞渣机功率受限和受热面磨损
高灰分煤种高负荷运行时，受直接影响的是捞渣机。3号及4号锅炉捞渣机为液压驱动，极限驱动油压为21 MPa，一旦达到诙极限值，油泵因保护动作而跳闸。渣斗积渣继续增加时，将无法启动油泵，机组被迫降低负荷运行，若人工辅助外力驱动捞渣机链条则费时费力。另外，受热面的飞灰磨损程度加重，需要在机组定期检修时进行全面检查评估，采取相应的应对措施，例如消除烟气走廊、装设鳍片、镀防磨损膜等，这就造成辅机可用系数降低。
2.4受热面结渣
灰熔点设计值￡。-1160℃，若实际运行中入炉煤ts=1 280℃以上时，锅炉高负荷运行时炉膛结渣趋势不明显，但是过热汽温明显偏低，达不到额定值，影响机组运行经济性；当入炉煤。接近或低于设计值时，水冷壁和屏式过热器有结渣趋向，高负荷运行时过热器、再热器减温水量较大，同样影响运行经济性。吹灰时大量炉渣落人渣斗，也给捞渣机运行带来威胁，成为不安全因素。
3、优化配煤方案及实现
由上述分析可见，合理配煤，控制人炉煤的含硫量、灰分、热值是提高锅炉运行可靠性、优化变负荷响应性能、增强长期高负荷运行性能的有效措施：
(1)热值指标按照磨煤机稳定运行所允许最高负荷推算，锅炉总耗煤量控制在250 t/h以内为宜，即偏差率应该在10%以内，因而得出理想配煤平均热值≥20. 50 MJ/kg。
(2)结合运行经验，灰分指标控制偏差率在≤30%设计值，w(A)一14.3%时基本能满足各种运行工况的要求。
(3)灰熔点指标t=1160～1 280℃为锅炉较适宜的配煤方式。
(4)全硫指标根据长时间在线监测结果和人炉煤含硫量进行相关分析得出，含硫量w(S，)与S02排放质量浓度的关系见图1。当排放S02质量浓度为2 100 mg／m3时，对应的w为1.00%，因而S02排放质量浓度为1 749. 6w(S，)+85. 338 mg/m3。
例如：2010年9月17日，3号炉配煤ClE煤斗神混259（全硫0. 55%），其他4仓优混229（全硫1.45%），锅炉5台磨煤机运行平均人炉煤全硫一1.09%。在线检测结果，烟气S02质量浓度达2 300 mg/m3，超标。所以，合理配煤应控制入炉煤全硫≤1%，见表5。
实际加仓时应该注意，保证1台磨煤机加入接近设计煤质的神混煤，对提高运行可靠性、可调性十分必要。
在正常运行过程中，还必须合理调整运行参数，注意减轻腐蚀程度。机组高负荷运行时，若采用富氧燃烧时会加剧火焰中心还原性环境气氛，所以必须严格控制氧量值。为减轻空气预热器冷端低温腐蚀，必须严格控制空气预热器人口冷风温度。按照运行规程规定，通过调节送风机热风再循环，应控制空气预热器入口风温≥20℃。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。
为了避免捞渣机堵渣，运行中应该利用电网负荷低谷时进行吹灰除渣，为承担高峰负荷创造条件。运行中发现捞渣机驱动油压有明显上升趋势时，应该果断申请降负荷排渣。实际运行经验证明，85%额定负荷以下运行时完全可以清除捞渣机的积渣。如果通过技术改进，提高捞渣机的运行功率，同时加强对磨煤机的运行维护，如对石子煤的清理，及时更换磨损的磨煤机磨辊，锅炉完全可以带额定负荷长时间连续运行。
4、结语
当前火力发电厂无法按照锅炉设计要求燃用优质动力煤的状况将延续，采取针对性的措施将能解决锅炉长时间连续高负荷运行问题，该600 MW机组锅炉适应劣质煤种运行的可靠性能进一步提高。
某厂3、4号锅炉是亚临界压力控制循环锅炉，额定负荷为600 MW，采用摆动式燃烧器调温，四角布置切向燃烧，正压直吹式制粉系统，单炉膛，Ⅱ形半露天布置，固态排渣，全钢架结构，平衡通风，具有较好的煤种适应性，在燃料正常变化范围内燃烧稳定，安全可靠。
设计煤种为准格尔煤，煤质分析见表1。
由表1可知，设计煤种为高挥发分、低灰分、低硫分、高热值的有较强结渣趋势的优质动力煤。
当前，随着经济快速发展，特别是大批火力发电厂的不断投产，电煤供应日趋紧张，人厂煤种越来越复杂，煤质指标经常偏离设计值。以2010年8月18日入炉煤为例，煤质分析见表2。
由表2及表3可以看出，实际入炉煤是低挥发分、高灰分、热值偏低、高硫分的煤质，其中灰分、硫分含量较设计值偏高（超过50%），对锅炉运行影响较大。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。
锅炉主要辅机运行负荷都在80%额定值以内，因为捞渣机驱动油压偏高，故机组实际带负荷均达不到额定输出功率。
机组主要运行参数以及各辅机运行情况都在正常范围内，锅炉各受热面结渣情况不明显，各项指标表明锅炉本身对劣质煤种的运行适应性较强，制约机组长时间高负荷运行的关键问题是煤质的灰分较大，锅炉渣量多，受捞渣机功率、制粉出粉量（总煤量）限制。
长时间高硫分煤种运行，锅炉受热面的高温腐蚀、尾部烟道构件的低温腐蚀不容忽视，造成机组运行不可靠。
2、锅炉掺烧劣质煤时存在的问题
2.1高温腐蚀
硫化物型的高温腐蚀是引起水冷壁管腐蚀的一个主要因素，煤中的硫在一定条件下随煤燃烧而在燃烧区中形成H2S，而这和燃烧时的缺氧气氛有很大关系。燃烧器供氧不足时会在水冷壁附近出现还原性气氛，生成大量的H2S。在炉烟还原反应中，硫在炉烟中以氧化硫和硫化氢的形式出现。运行经验表明，影响水冷壁管外部腐蚀的最主要因素是水冷壁附近的烟气成分和管壁温度。由于燃烧器附近火焰温度可达1400～1 600℃，因此煤中的矿物成分挥发出来，这一区域烟气中NaOH、S02、HC1、H2S等腐蚀性气体成分较多，同时水冷壁附近的烟气还处于还原性气氛，导致了灰熔点温度的下降和灰沉积过程加快，从而引起受热面的腐蚀。另外，由于燃烧器区域附近的水冷壁管的热流密度很大，温度梯度也很大，这对管壁的高温腐蚀有着很大的影响。
除了在机组定期检修中进行必要的检查、评估高温腐蚀的程度外，实际上对于容易发生高温腐蚀的部件可以采用在受热面上喷涂保护层。
2.2低温腐蚀
煤中的硫分由有机硫、硫铁矿硫和硫酸盐硫三部分组成。前两种硫可以燃烧而构成所谓的挥发硫或可燃硫，后一种不能燃烧而并人灰分之内。由于我国煤中的硫酸盐硫很少，可忽略不计。虽然可燃硫燃烧可以放出一定的热量，但其燃烧产物（S02或S03）和水蒸气结合生成亚硫酸或硫酸蒸气。当烟气流经低温受热面时，由于金属受热面温度低于硫酸蒸气开始结露的温度（酸露点），硫酸蒸气便在其上凝结，使锅炉尾部受热面发生低温腐蚀及堵灰。
2.3捞渣机功率受限和受热面磨损
高灰分煤种高负荷运行时，受直接影响的是捞渣机。3号及4号锅炉捞渣机为液压驱动，极限驱动油压为21 MPa，一旦达到诙极限值，油泵因保护动作而跳闸。渣斗积渣继续增加时，将无法启动油泵，机组被迫降低负荷运行，若人工辅助外力驱动捞渣机链条则费时费力。另外，受热面的飞灰磨损程度加重，需要在机组定期检修时进行全面检查评估，采取相应的应对措施，例如消除烟气走廊、装设鳍片、镀防磨损膜等，这就造成辅机可用系数降低。
2.4受热面结渣
灰熔点设计值￡。-1160℃，若实际运行中入炉煤ts=1 280℃以上时，锅炉高负荷运行时炉膛结渣趋势不明显，但是过热汽温明显偏低，达不到额定值，影响机组运行经济性；当入炉煤。接近或低于设计值时，水冷壁和屏式过热器有结渣趋向，高负荷运行时过热器、再热器减温水量较大，同样影响运行经济性。吹灰时大量炉渣落人渣斗，也给捞渣机运行带来威胁，成为不安全因素。
3、优化配煤方案及实现
由上述分析可见，合理配煤，控制人炉煤的含硫量、灰分、热值是提高锅炉运行可靠性、优化变负荷响应性能、增强长期高负荷运行性能的有效措施：
(1)热值指标按照磨煤机稳定运行所允许最高负荷推算，锅炉总耗煤量控制在250 t/h以内为宜，即偏差率应该在10%以内，因而得出理想配煤平均热值≥20. 50 MJ/kg。
(2)结合运行经验，灰分指标控制偏差率在≤30%设计值，w(A)一14.3%时基本能满足各种运行工况的要求。
(3)灰熔点指标t=1160～1 280℃为锅炉较适宜的配煤方式。
(4)全硫指标根据长时间在线监测结果和人炉煤含硫量进行相关分析得出，含硫量w(S，)与S02排放质量浓度的关系见图1。当排放S02质量浓度为2 100 mg／m3时，对应的w为1.00%，因而S02排放质量浓度为1 749. 6w(S，)+85. 338 mg/m3。
例如：2010年9月17日，3号炉配煤ClE煤斗神混259（全硫0. 55%），其他4仓优混229（全硫1.45%），锅炉5台磨煤机运行平均人炉煤全硫一1.09%。在线检测结果，烟气S02质量浓度达2 300 mg/m3，超标。所以，合理配煤应控制入炉煤全硫≤1%，见表5。
实际加仓时应该注意，保证1台磨煤机加入接近设计煤质的神混煤，对提高运行可靠性、可调性十分必要。
在正常运行过程中，还必须合理调整运行参数，注意减轻腐蚀程度。机组高负荷运行时，若采用富氧燃烧时会加剧火焰中心还原性环境气氛，所以必须严格控制氧量值。为减轻空气预热器冷端低温腐蚀，必须严格控制空气预热器人口冷风温度。按照运行规程规定，通过调节送风机热风再循环，应控制空气预热器入口风温≥20℃。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。
为了避免捞渣机堵渣，运行中应该利用电网负荷低谷时进行吹灰除渣，为承担高峰负荷创造条件。运行中发现捞渣机驱动油压有明显上升趋势时，应该果断申请降负荷排渣。实际运行经验证明，85%额定负荷以下运行时完全可以清除捞渣机的积渣。如果通过技术改进，提高捞渣机的运行功率，同时加强对磨煤机的运行维护，如对石子煤的清理，及时更换磨损的磨煤机磨辊，锅炉完全可以带额定负荷长时间连续运行。
4、结语
当前火力发电厂无法按照锅炉设计要求燃用优质动力煤的状况将延续，采取针对性的措施将能解决锅炉长时间连续高负荷运行问题，该600 MW机组锅炉适应劣质煤种运行的可靠性能进一步提高。
