火力发电企业混煤掺烧技术的研究及应用

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摘要：1 混煤掺烧的目的及对机组运行经济性的影响 （1）锅炉机组对燃煤的要求。①燃烧的要求：为提高锅炉着火的稳定性、降低飞灰含碳量、提高锅炉效率进行掺配；②制粉的要求：为提高

1 混煤掺烧的目的及对机组运行经济性的影响

（1）锅炉机组对燃煤的要求。①燃烧的要求：为提高锅炉着火的稳定性、降低飞灰含碳量、提高锅炉效率进行掺配；②制粉的要求：为提高制粉系统出力，防止制粉系统自燃、爆炸进行掺配；③结渣的要求：为防止锅炉结渣、结焦、灭火进行掺配；④排放的要求：为满足环保要求进行掺配；⑤辅助的设备要求：为防止雨季及煤较湿堵煤进行掺配。⑥机组已经建好，采购的煤不能满足锅炉机组要求，需要进行配煤。⑦机组已经建好，到厂的煤不符合锅炉机组要求，需要进行配煤。⑧设计、建设机组时，根据采购煤的状况，选定设计煤种进行配煤。⑨根据机组最佳运行要求、最佳采购煤条件，进行经济配煤。

（2）燃煤对运行经济性的影响。凡是燃煤与设计煤种相符的电厂，锅炉运行正常，生产稳定，技术经济指标比较好；而煤种不符合设计煤种时，带来种种问题：①锅炉出力下降，机组不能满发。②锅炉效率降低，发电煤耗增加。③煤种多变、煤质劣化，使电厂助燃油量增加。④锅炉炉膛结渣，受热面超温，近半数的电厂不同程度的出现过类似问题。⑤燃料费用和发电成本增加。⑥完善改造工作量大，费用高。为了解决因煤质引起的出力下降、投油多、结渣、超温、磨损等问题而进行的完善化改造。

2 混煤掺烧中出现的安全问题及原因分析

（1）炉内结渣。掺配煤最容易引起的问题就是炉内结渣的问题，主要由下三种原因造成：①掺烧强结渣性的煤。②几种不结渣性的煤惨混合燃烧过程中形成低灰熔点的共熔体。③掺烧高灰分的煤后，一次风管堵管，造成火焰中心偏斜，引起局部结渣。

（2）受热面超温、腐蚀、爆管。在掺烧低挥发份煤种及高灰分、低发热量煤种时，屏式过热器、高温过热器、高温再热器容易发生超温问题，其主要原因是[1]：①掺烧低挥发份煤种时火焰中心抬高。②掺烧低挥发份煤种以后，四角切园炉炉膛出口残余扭转增大，两侧烟温偏差增大。③采用储仓式制粉系统的锅炉，在掺烧低发热量煤种时，粉量增大，给粉机需高转速下运行，此时下粉均匀性变差，混合器的性能也变差，导致炉膛四角进粉量偏差增大，炉膛两侧烟温偏差增大。

（3）燃烧不稳，锅炉灭火。当原燃用煤种燃烧特性较好（干燥无灰基挥发份较高或发热量较高），掺烧燃烧特性较差的煤（干燥无灰基挥发份较低或发热量较低）时，锅炉燃烧的稳定性会降低，严重者会引发锅炉灭火。其原因是掺烧燃烧特性较差的煤（干燥无灰基挥发份较低或发热量较低）着火温度较高，煤粉气流加热到着火点所需吸收的热量较多，而供给的着火热不变时煤粉气流的着火困难，必然引起燃烧不稳。锅炉设计时所采用的炉膛容积热负荷、断面热负荷、燃烧器区域热负荷、燃烧器布置方式与所采用的设计煤种相适应，掺烧煤质应有一定的限制，采用混磨混烧方式掺烧时，原则上掺混后的煤质应达到适耗煤质的要求[2]。

（4）制粉系统爆炸。当掺烧煤种挥发份较设计煤种增加较多，磨出口温度没有相应降低时制粉系统及粉仓易发生爆炸。特别是储仓式制粉系统，由于部件多、煤粉易积存，爆炸更易发生。控制好磨出口温度是防止制粉系统爆炸的关键。

（5）空预器腐蚀及堵塞。当掺烧高硫份煤时，烟气的酸露点温度提高，当空预器冷端进口壁面温度低于酸露点温度时，空预器波纹板上产生结露，结露以后会对波纹板形成腐蚀，同时黏附飞灰，造成流道堵塞。

3 不同煤种、不同制粉系统掺烧方式的选择

（1）贫煤炉掺烧方式的选择。①贫煤与烟煤掺烧，适用于任何制粉系统及任何掺烧方式。掺烧时要注意防止炉内结渣及制粉系统爆炸。②贫煤与无烟煤掺烧，适用于中储式制粉系统及双进双出磨直吹式制粉系统。对于钢球磨储仓式制粉系统若贫煤干燥无灰基挥发份≤16%，与无烟煤掺烧时可采用混磨混烧方式；若贫煤干燥无灰基挥发份≥16%，与无烟煤掺烧时储仓式制粉系统最好采用分仓上煤、分别磨制，细度差别控制，不同煤种混合送入的方式掺烧；双进双出磨采用直吹式制粉系统时采用分仓上煤、分别磨制，细度差别控制，分层送入炉内的方式掺烧。③烟煤与无烟煤掺烧，适用于中储式制粉系统及双进双出磨直吹式制粉系统。储仓式制粉系统采用采用分仓上煤、分别磨制，细度差别控制，不同煤种混合送入的方式掺烧（掺烧效果较差）；双进双出磨采用直吹式制粉系统时采用分仓上煤、分别磨制，细度差别控制，分层送入炉内的方式掺烧。

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