褐煤是一种性能变化范围很大的劣质燃料， 一般形成年代都比较短，具有“三高两低”的显著 特性，即高挥发分，高水分，高灰分和低发热量、低 灰熔点等，因而以褐煤为燃料的机组，对电站锅炉 的设计和安全经济运行提出了许多新的要求，富通新能源生产销售生物质锅炉，生物质锅炉主要燃烧木屑颗粒机、秸秆颗粒机压制的生物质颗粒燃料。
1、褐煤特性褐煤的高挥发分使其具有良好的燃烧性能，着火及燃烧稳定性都较好;褐煤的水分较高，全水 分一般可达20 % ~50 %,空气干燥基水分为10%~20% ,高水分成为制粉系统选型时一个主 要的制约因素有些褐煤灰分较大，会增加着 火和燃尽的困难，对除灰系统会带来一定负担;褐 煤通常的灰变形温度在1100 左右，灰熔点低， 具有明显的低温熔融特性，灰沾污倾向较强;较低 的发热量以及针对低灰熔点的特点而采取较小的 炉膛容积热负荷，使得燃烧褐煤的电站锅炉在设 计时都具有相对较低的炉内温度水平，能够有效 抑止NOx的生成，因而也具有较低的污染物排放特性。
近年来开发的内蒙古锡林郭勒盟胜利煤田， 蕴藏丰富褐煤，该煤种具有高挥发分，低灰分、高 水分、低硫的特点，属于易结渣性煤。表1给出该 煤种的煤质分析。
表1煤质分析
| 项目 | 设计煤种 | 项目 | 设计煤种 |
| 全水份（Mi)/% | 29.5 | 哈氏可磨系数（HG1) | 58 |
| 挥发份（Vdaf)/% | 46.8 | 变形温度（DT)/*C | 1 100 |
| 收到基灰份（Aar)/% 13.43 低位发热缵/(u* kg d) 14 720 | 软化温度（ST)/«C 熔融温度（FD/t | 1 140 1 220 | |
由于形成年代较短，褐煤的全水分很高，接近 40%。过高的水分占据了可燃质本可占据的份 额,使得褐煤发热量较低。煤中水分较髙时，需 要的制粉系统干燥出力及风煤比都要加大，磨煤 机人口一次风温需要提高，一次风量增加较大。 过高的水分在燃烧过程中需要吸收更多的热量， 使得炉内温度水平降低，因而不得不投入更多燃 料，以维持炉水蒸发,达到对应压力下的饱和温度 所渴吸收的热量，这一点在燃用褐煤的机组升降负荷过程中尤为明显，这给机组适应电网变负荷 运行带来很多困难1<]。
褐煤煤化程度低，地质年代短，挥发分含量 高，在较低的温度下（<200尤）就能迅速放出挥 发份;挥发份着火温度低，通常在370 左右，使 煤容易着火；挥发份析出后，燃料表面呈多孔性， 增大了可燃成分与氧气接触的面积，因而使得褐 煤更容易着火和燃尽，燃烧损失较小。褐煤的灰份较低，有利于煤粉颗粒的着火与 燃烬，也具有较好的着火稳定性。在相同煤量下， 灰份低的煤种，使得受热面的沾污和磨损都降低， 有利于机组的安全运行。
2 600 MW褐煤机组的设计特点
褐煤的特性，决定了燃用褐煤的锅炉必然区 别于常规燃煤机组锅炉，并且对锅炉的设计和运 行提出更高要求。
2.1炉膛结构、炉膛热负荷
选取合理的炉膛尺寸及炉膛的热负荷指标是 设计大容量褐煤锅炉时，必须考虑的设计要点之 一。褐煤挥发分大，易着火，灰熔点低的特点，使 其具有较强的结渣性倾向。因此必须选取合适的 炉膛尺寸、炉膛容积热负荷及截面热负荷，以有效 控制炉内结渣水平。表2给出国内某600 MW等 级燃用褐煤和燃用烟煤锅炉尺寸及炉膛热负荷。
表2某600 MW等级燃用不同煤锅炉 尺寸及炉膛热负荷
| 项目 | 褐煤机组 | 烟煤机组 |
| 炉脸宽度/m | 20.193 | 20.700 |
| 炉膛深度/in | 20.052 | 16.744 |
| 炉膛容积An3 | 26 278 | 18 576 |
| 汽包中心线标高/m | 87.17 | 73.00 |
| 炉膛容积热负荷 9,/(kW • m-3) | 60.50 | 84.47 |
| 炉膛截面热负荷 9a/(MW • m-2) | 3.93 | 4.53 |
炉膛容积热负荷表明了锅炉容积的相对大 小，或者说是为燃料燃烧过程提供的炉内停留时 间的多少。由表2可见，以褐煤为设计燃料的电 站锅炉容积是烟煤电站锅炉的1.415倍，炉膛热 负荷小近三分之一，这充分说明了煤种特性对炉 膛布置的影响。选用较低的炉膛容积热负荷9. 会有利于扩大煤种的适应性，增加煤粉在炉内停 留时间，降低整个炉膛温度，可以满足低NO,排 放要求，同时减小结渣的可能性。<1与炉膛截
面热负荷的比值是与炉膛高度相应的。由于 燃用褐煤的600 MW级电站锅炉BMCR工况下设 计煤量近400 t/h,较一般电厂多出很多，因此较 小的9a意味着较大的炉膛尺寸，能够有效减小煤 粉气流冲刷到水冷壁上而导致结渣的可能。2.2制粉系统干燥出力
由于褐煤水分含tt在40%以上，制粉系统需 要较髙的一次风温来满足煤粉干燥和输送的要 求；常规设计的三分仓回转式空气预热器,受到换 热面布置、设备体积及设备自重等因素的影响，无 法设计得过大，其出口一次风温度无法满足煤粉 对制粉系统干燥出力的要求；管式空预器的引入， 是燃用褐煤的600 MW等级电站锅炉设计中的一 大特点[6]。按照一次风流向，在每台回转式空预 器出口一次风道串联加人一组管式空预器。从低 温过热器和枒煤器出来的一部分高温烟气进人管 式空预器，通过错列布置的管排与热一次风换热， 继续加热一次风，使其温度继续升高，在BMCR 工况下，管式空预器能够将一次风温由回转式空 预器出口的343 t加热至416 *C,从而满足了制 粉系统的运行要求。
2.3磨煤机选型
国内大型600 MW级锅炉设计燃烧褐煤的经 验较少，结合国内现有磨煤机设计制造情况，制粉 系统选型主要围绕风扇磨煤机和中速磨煤机进 行。通过对两种制粉系统在煤种适应性、磨损指 数、设备造价、维护成本、检修工作量、设备易损件 寿命、煤粉细度、制粉系统电耗等多方面进行技术 经济性比较，来确定磨煤机~。国内已投产运行 的，采用胜利褐煤作为设计煤种的内蒙古上都电 厂，设计采用8台HH103型中速磨煤机，BMCR 工况下7台运行，1台备用。这是大型HP磨煤机 制粉系统第一次用于磨制褐煤，对设计、调试、运 行水平都提出了很高的要求，也为今后国内大型 褐煤机组锅炉设计、运行启到示范作用。
3、运行分析
3.1着火特性分析
褐煤挥发份含量较高，一般都在40%以上。 挥发份析出温度约在300=C左右，320 ~400t即 开始着火并燃烧,500丈以上基本烧尽，表明褐煤 的着火和燃尽性能很好;此外褐煤形成年代短，挥 发份和内在水分析出后的煤焦呈镂空状,使得焦 炭与空气接触面积相对增加，着火和燃尽特性更好。在使用等离子或微油点火助燃装置启动锅炉 时，适当控制磨煤机出口风粉混合物温度在65 上,煤粉人炉即着火燃烧，就地观察火焰明亮，明 显易于其他煤种着火。
3.2燃烧特性分析
褐煤挥发份高，着火热低，燃烧稳定性较好。 随着挥发份的析出和着火，水份也在析出的同时， 吸收挥发份和煤粉颗粒燃烧释放出的部分热量； 加之褐煤发热量低，使得在60%负荷以下运行 时，受水分析出的影响，下层火焰温度水平偏低， 煤粉燃尽时间推迟，着火距离较长，火焰发红；上 层煤粉由于得到下层燃烧煤粉更多的支持与引 燃，其着火热量相对更加充足，较易燃尽，火焰温 度较高,火焰更加白皙。在火检探头安装时，要特 别注意安装角度的变化，下层火检安装角度适当 小些,使其检测范围更加靠近炉膛中心；上层燃烧 器由于着火相对更好，着火过程会提前，其火检探 头安装角度可适当大些，更加靠近燃烧器喷口处。
3.3锅炉变负荷特性
褐煤的挥发份大,水分髙，发热M低的特点， 在机组运行过程中最直接的体现就是燃烧热fl释 放迟缓，升压或降压过程滞后性比较大。在设计 机组协调自动时，必须考虑褐煤燃烧的特点，在变 负荷初期，煤量有一定的超调量，以减少燃烧热量 释放滞后对主汽压力的影响，在压力有上升趋势 时，适当回调燃料，以维持主汽压力稳定。理想的 升降负荷速度，通过多次的协调方式下变负荷运 行试验确定，在满足电网对机组变负荷速率要求 的同时，防止机组在升负荷过程中压力大幅扰动 和降负荷过程中锅炉憋压引起安全门动作。
3.4结渣特性
褐煤灰熔点温度低，灰渣具有较强的结渣倾向。从运行情况来看，炉内空气动力工况,炉膛热 力参数，~次风速等参数都和结渣有直接关系。 在机组运行过程中，通过燃烧调整，适当加大下层 燃烧器辅助风，使燃烧器区域保持相对较大的氧 量，以弱化主燃烧区的还原性气氛,对减轻结渣有 一定作用。
4、结束语
随着内蒙古等地不断发现储量丰富的大型褐 煤煤田以及多个600 MW等级褐煤机组建设，加 大对褐煤的研究和褐煤机组的运行分析,对促进 褐煤的开发和应用具有重要意义。
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