褐煤在350MW机组中速磨上应用

褐煤在350MW机组中速磨上应用

王树明王瑞娇

（1.华能长春热电厂吉林长春130216；2.国电吉林龙华长春热电一厂吉林长春130216）

摘要：褐煤在350MW机组中速磨煤机上的应用，开创了中速磨磨制高水份煤的先例，本文针对褐煤等离子点火燃烧、运行经济调整、防爆燃、防结焦、煤场存储等方面提出控制措施。

关键词：350MW机组；中速磨；褐煤；安全经济

1引言

我国褐煤资源广泛，近年来国内对内蒙古的褐煤进行了大量的开采，如霍林河、扎赉诺尔、锡林浩特等煤田，褐煤正逐渐成为北方火电机组的主力煤源。褐煤热值低，水分大，挥发份高（＞40%），燃点低（270℃左右），易燃易爆，不宜长周期存储。电厂中当磨制褐煤的外水分Mf≤19％时，宜选用中速磨煤机直吹式系统[1]。本文对高水份褐煤在电厂中速磨煤机上的应用进行介绍。同时，随着煤炭市场的拓宽，褐煤采购范围广，不同矿褐煤在热值上存在一定差异，掺配不合理会影响机组出力或造成锅炉结焦，科学组织掺烧可提高电厂经济性。

2褐煤在350MW机组中速磨上应用

华能长春热电厂2×350MW——HG-1110/25.4-HM2型锅炉是哈尔滨锅炉厂有限责任公司自主开发制造的国内首台褐煤超临界350MW锅炉。采用中速磨直吹式制粉系统，每炉配6台中速磨煤机，5运1备。锅炉采用墙式切圆燃烧方式，主燃烧器布置在水冷壁的四面墙上，由每台磨煤机出来的风粉混合物经四根煤粉管道引至同一层四墙煤粉燃烧器的煤粉喷嘴。

2.1优化制粉系统运行

机组启动阶段，等离子方式点火关键在于煤粉的顺利点燃和接下来的稳定燃烧，在机组启动前将下层燃烧器对应的A、B原煤仓上热值高的褐煤，便于煤粉点燃。调整磨煤机通风量对A磨煤机进行暖磨，控制磨出口一次风速在16～18m/s，磨煤机温升速度在5℃/min以下，缓慢将磨出口温度暖至65～75℃，启动A磨煤机，调整好A层燃烧器二次风量，投入初始煤量（10t/h），待煤粉着火稳定后根据升温升压速率增加燃料量，并逐渐提高一次风速。

当A制粉系统出力达到25t/h，锅炉燃烧稳定，确认满足B制粉系统点火能量时，视升温升压情况启动B制粉系统，预热器出口热一次风温度200℃逐渐停止等离子油炉加热小油枪，机组并网后锅炉达到40%额定出力时逐个退出等离子点火器[2]。在锅炉启动中等离子点火装置的良好应用可使锅炉启动燃油降至3吨。

运行中维持磨煤机出口温度65+3℃，出口风速在27m/s时，尽量开大热风调门，增大热风量，减小冷风调门开度，充分降低排烟温度。

加强运行参数及受热面金属温度分析，如蒸汽参数异常、各受热面金属壁温差大要及时查找原因进行处理，检查制粉系统的运行方式是否合理，制粉系统的出力是否均匀。每周对各磨煤机煤粉细度进行一次取样化验，根据化验结果调整磨煤机分离器细度调整挡板，使煤粉细度在最佳值。

2.2不同热值褐煤掺烧

受掺烧设备限制，电厂采用分仓上煤掺烧方式，不同制粉系统（燃烧器）分别燃用不同煤种，根据调度负荷计划控制各时段掺烧量，满足高负荷锅炉出力，在270MW以上时掺烧热值相对高的褐煤，控制两个煤仓掺烧，负荷180～270MW控制三个煤仓掺烧。为保持机组安全运行，A等离子制粉系统烧设计煤，便于等离子稳燃，低负荷段B、C制粉系统不掺烧或掺烧热值在3500kcal/kg以上褐煤。

褐煤掺烧避免出现受热面结焦也作为控制重点，对灰熔点低或掺烧后易出现结焦的褐煤，减少每次掺烧量。燃煤掺烧及时调整各磨煤机煤粉细度，跟踪飞灰、炉渣可燃物含量，不断调整掺烧方式，使掺烧经济性更高。

2.3褐煤运行安全管理

在投入制粉系统时确认点火能量（等离子拉弧正常）满足投粉要求，防止点火能量不足，煤粉进入炉膛未完全燃烧而发生炉膛爆燃，给设备安全带来极大危害。正常运行中控制一次风速在安全范围，不得低于25m/s,防止流速低煤粉在磨煤机出口一次风管道中沉积自燃，使制粉系统启动通风时出现一次风管爆燃。

运行中通过严格控制磨煤机出口温度来防止制粉因温度高爆燃，设置磨煤机出口温度高于75℃报警并联开消防蒸汽电动门的热工保护，温度高于75℃迅速投入蒸汽惰化，磨煤机出口温度80℃热工保护动作，制粉系统跳闸并全关制粉系统各风门挡板；给煤机断煤极易发生爆燃，在保护逻辑上着重进行设置，给煤机断煤时，自动装置立即调整磨煤机冷、热风门开度，严格控制磨煤机出口温度不超过75℃[3]；启动磨煤机时首先开启消防蒸汽电动阀惰化2分钟，如该磨煤机在上次停止前未抽净存粉，在下次启动时必须先进行10min的通风后方可启动，防止磨煤机内积存的煤粉发生爆燃。为防止低负荷燃烧不良出现炉膛爆燃，控制低负荷最少保留三台中速磨运行[4]。

褐煤易燃烧，运行中根据锅炉负荷高低调整一次风温和风速，在高负荷时降低一次风温至62℃，同时提高一次风速至30m/s，增大煤粉的着火热，推迟着火点，防止了燃烧器区域结焦。控制过量空气系数防止炉膛结渣，根据机组负荷优化氧量运行，不同负荷下控制氧量在最佳值，运行的各层制粉系统根据煤量多少调整二次风门开度，通过氧量调整，有效抑制还原性气体产生。

均匀四角燃烧器煤粉浓度，定期调平磨煤机各出口一次风量，保证出口一次风量均匀，防止喷口煤粉量分配不均匀造成炉膛局部缺氧及热负荷不均，产生还原性气体，使灰熔点降低，局部出现结渣。

不同褐煤灰熔点不同，为确保掺配的科学性，应对不同矿褐煤掺烧试验，确定最佳掺配方案，每日不同负荷段调整高低热值辅煤上仓，既避免了结焦又满足了机组出力要求。

褐煤水份高，冬季环境温度低，露天存放煤会发生冻结，进入原煤仓后易发生原煤斗出口处棚煤，使制粉系统发生断煤，机组出力降低影响对外供热。冬季上煤，煤碳运输距离远，上煤条件允许时不采用翻车机直上煤，以减少原煤斗棚煤几率，冬季气温极低时，上煤时选择煤场上煤，且要选择下层煤。

2.4煤场管理

1）根据季节、铁路运输、机组负荷情况制定详细的煤炭采购计划，合理采购、存储煤量，降低燃料成本。建立煤场测温记录和坐标式图板法，为防止煤场存煤自燃和科学混配煤提供了依据。

2）不同煤种的褐煤要分开接卸存放，煤场的煤分层压实组堆，接卸到煤场的煤要做到分层压实组堆以减少空气和雨水的透入。要求每次堆煤高度不准超过3米，分4层堆够11.5米，每堆完一个作业面后及时用推土机推平压实后，再在其上一层进行堆煤作业。

3）控制煤堆温度，建立煤场测温记录，按照燃煤管理要求，每天对煤场测温，每12米断面测温一次，煤堆温度不得超过60℃，一旦超过60℃应及时燃用或者采取降温措施。

4）绘制“煤场示意图”并和煤场测温记录配合能有效地指导煤场接卸工作。只要有煤存在煤场中，就能完整地表达出存煤时间，种类、数量等信息，为防止存煤自燃、制定置换翻烧计划，提供了可靠的依据。

3经济效益分析

褐煤在中速磨上的成功应用减少了制粉系统维护成本；降低了机组启停能源消耗；在保证稳定发电和供热的前提下，实现不同热值的褐煤掺烧，降低了电厂燃料采购成本。

取得的经济效益：

1、使锅炉启动燃油消耗由25吨降至3吨，机组启动燃油消耗每次节约12万元。

2、中速磨制粉系统较风扇磨制粉系统年维护成本低，减少了制粉系统维护成本。

参考文献

[1]电站磨煤机及制粉系统选型导则．中华人民共和国电力行业标准．DL/T466—2004.

[2]华能长春热电厂设计资料．F513C-J01-01第4卷热机部分说明书.

[3]火电机组节能降耗技术培训教材．中国华能集团公司.2011．8.

[4]电站煤粉锅炉炉膛防爆规程中．华人民共和国电力行业标准．DL/T435—2004.