眾所周知，火力發電廠鍋爐選型有相對應的設計煤種。當煤質超出設定適應范圍，將會給鍋爐的安全性、經濟性帶來很大的影響。廣東省一次能源不足，電煤主要靠省外或境外調入。從2003年開始，廣東省燃供應十分緊張，電煤難以達到鍋爐設計煤種的要求。另一方面，煤價的不斷攀升也給電廠運行帶來強大的經濟壓力。在現有條件下，要提高鍋爐熱效率，就要保證鍋爐在設備值范圍正常、高效運行，使燃煤特性與鍋爐設計參數相匹配，煤質過高或過低都難以達到最佳效果。在滿足燃煤設備對煤質要求的前提下，采用動力配煤技術可最大限度地利用低質煤、或更充分地利用當地現有的煤炭資源。不同品質煤的相互配合，還可以按不同地區對大氣環境、水質的要求，調節燃煤的硫分及氮、氯、砷、氟等有害元素含量，減少S02、NOx及有害元素的排放。
1、金灣公司鍋爐設備簡介
廣東省金灣發電公司3、4號機組600 MW超臨界機組鍋爐采用從美國阿爾斯通能源公司引進的擺動式四角切圓燃燒技術。設計煤種為神府東勝煤，校核煤種為晉北煙煤，采用中速磨煤機、冷一次風機、正壓直吹式制粉系統，煤粉燃燒器為四角布置、切向燃燒、擺動式燃燒器。燃燒器共設置6層煤粉噴嘴，鍋爐配置6臺HP1003型中速磨煤機，每臺磨的出口由4根煤粉管接至爐膛四角的同一層煤粉噴嘴，鍋爐MCR和ECR負荷時均投5層，另一層備用。煤粉細度R90=23%。燃燒方式采用低NOx同軸燃燒系統( LNCFS)。表1為鍋爐煤質情況，圖1為磨煤機風量和給煤量關系示意圖。富通新能源生產銷售生物質鍋爐，生物質鍋爐主要燃燒顆粒機、木屑顆粒機壓制的生物質顆粒燃料，同時我們還有大量的楊木木屑顆粒燃料和玉米秸稈顆粒燃料出售。
2、配煤方式及磨煤機運行組合
金灣公司的來煤情況主要為神華煤、印尼煤、山西煤。金灣公司配煤的主要方式：配煤時將人爐煤綜合硫分控制在0.8%以內，灰分控制在15%以內，如果人爐煤綜合熱值可以達到21600kj/kg以上，可以考慮摻燒3臺磨印尼煤。根據金灣公司的來煤情況，A磨煤機建議長期給神華煤作為備用，其它磨可采用以下幾種配煤方式：①印尼煤摻其它煤（高熱值山西煤、神華煤）；②印尼煤摻（高熱值山西煤）；③熱值低山西煤摻神華煤；④印尼煤摻好山西煤。該工況下，磨煤機運行工況較為惡劣，需要加強對制粉系統的監視、石子煤斗清理。由于摻燒3臺磨印尼煤后，制粉系統運行工況差，鍋爐效率明顯下降，故不建議長期此工況運行。
3、多煤種摻燒運行參數的控制與調整
1)印尼煤熱值低、水分高，隨著印尼煤配比增加，人爐燃料原煤耗量增加，對制粉系統出力有較大影響。建議人爐混煤熱值通過配煤控制在21 600kj/kg以上。
2)由于印尼煤揮發分高，金灣公司多煤種摻燒早期，曾發生多次磨煤機著火的事故。為確保制粉系統的安全運行，不管燃用何種煤質，要求磨煤機人口一次風溫低于260℃，出口溫度高于58 ℃。若參數達不到此要求，可通過加大一次風量或降低給煤量等方法來控制。
3)燃用山西煤時，控制出口溫度在70~ 75 ℃；燃用神華煤時，控制出口溫度在65~ 70 ℃；燃用印尼煤時，控制出口溫度在58~ 65 ℃。其中當環境溫度高于20℃時，要求出口溫度為58~ 60 ℃；當環境溫度低于20℃時，要求出口溫度為60~ 62℃；當環境溫度低于15℃時，要求出口溫度為62~ 65℃。當燃煤煤質超出上述煤種的范圍時，出口溫度的控制應參考上述要求進行相應修正。
4)當燃用印尼煤的磨煤機停運后，應保持冷風調門15%開度對磨煤機內通風以防止積聚可燃氣體；若磨內有存煤，啟動前須將冷風加至吹掃風量通風5 min后方可啟磨吹掃。停運期間應注意監視原煤倉、落煤管、磨煤機、出粉管等處的溫度變化情況，以期早發現煤自燃現象。若遇局部自燃現象，禁止啟動磨煤機吹掃及制粉，以防止啟動過程中發生爆燃，須經滅火降溫后方可啟動。
5)燃用印尼煤的磨煤機啟動前，應進行充分暖磨，以避免給煤機啟動后磨煤機出口溫度下降過多，要求暖磨時間在15 min以上，暖磨溫度為65~ 70℃。給煤機啟動后應盡快調整磨出口溫度在合適范圍。
6)印尼煤的制粉出力要求保持在40~ 48 t/h，以保持磨煤機運行狀況良好；印尼煤的制粉風量要求在函數輸出基礎上加5~ 10 t/h的正偏置以加大干燥出力和一次風粉出口剛性。
7)燃用印尼煤、神華煤或燃煤水分較高時，應注意檢查石子煤落煤口、出口檔板、煤粉管膨脹節等處的溫度變化情況。為預防、盡早發現煤自燃現象，每班須檢查磨煤機出口平臺、燃燒器附近有無漏煤粉情況，若有煤粉沉積，應及時通知維護人員清理以防止自燃。
8)避免在相鄰層燃燒器燃用印尼煤，以降低燃燒器噴嘴燒損、水冷壁結焦等風險。
9)因金灣公司的A層燃燒器使用等離子點火器點火，擔負著啟動點火功能和低負荷穩燃功能，故摻燒過程中應保證A原煤倉內煤質接近設計煤種。
10)制粉系統風煤比大于2.0時，若制粉系統有局部自燃現象，則可能引發煤粉爆炸。故摻燒過程中如發現磨煤機出口溫度突然升高，判斷磨煤機有著火現象時，直接按磨煤機著火的規程規定處理，不得降低煤量運行或進行吹掃；若發現有單一粉管自燃現象，則可將煤量降低至40 t/h左右，關閉該粉管出口閘板，觀察溫度下降后交檢修人員處理。
11)吹灰。從結焦情況來看，金灣電廠鍋爐對煤種適應性較好，分隔屏區域雖然都有比較明顯的結焦，焦質疏松，運行中可以看到焦自己掉落，但是不影響鍋爐安全運行，尤其機組調峰時，絕大部分能自然脫落。需要注意的是，燃用的煤種（神華、印尼）大都是易結焦煤種，必須加強爐膛吹灰，以防負荷變化時出現大量掉焦。
在燒神華煤時，再熱汽溫相對較高，這和爐膛及分隔屏結焦多、爐膛吸熱相對較少有關，建議在摻燒神華煤時應相應加強爐膛吹灰；而燒山西煤配印尼煤時則對爐膛和其它受熱面相對均勻吹灰，同時應根據運行中定期檢查的結焦情況及各受熱面溫升進行調整。
12)運行氧量控制。由于本鍋爐設計的SOFA風為分級燃燒技術，爐膛區域容易運行在還原氣氛中，因此鍋爐運行氧量不應該太低。建議運行氧量滿負荷控制在3.0左右；500 MW時在4.0—4.5；300 MW時在5.2~ 5.6。尤其升負荷過程中要注意風量增加，氧量控制。
13)各二次風門控制。SOFA風量對煤粉燃燼影響比較明顯，隨著SOFA風量的增大，鍋爐的固體不完全燃燒損失減少，鍋爐效率相對較高。鍋爐排放的NOx隨著SOFA風量的增大，煤粉燃燼率先是增加，然后再減少。因此對于SOFA風門開度建議在滿負荷、運行參數穩定、NOx排放滿足環保要求的運行工況下，在50%左右開度是較合適的。由于摻燒燃用煤種為容易燃燼煤種，飛灰含碳量比較低（1%左右），周界風開度對鍋爐效率及飛灰含碳量影響很小，對鍋爐運行經濟性影響也很小。較大的周界風開度有利于保護燃燒器，因此，從保護燃燒器的角度來看，在高負荷情況下，建議周界風開度不低于50%。滿負荷運行時，COFA建議60%以上開度，SOFA1在50%左右開度，SOFA2、3在30%左右開度，SOFA4、5在25%左右開度；周界風開度應該保證在40%以上，燒印尼煤50%左右。300 MW負荷時運行磨煤機二次風門開度在20%以上，風箱爐膛差壓在600 Pa左右。富通新能源生產銷售的生物質鍋爐以及木屑顆粒機壓制的生物質顆粒燃料是客戶們不錯的選擇。
4、結語
由于印尼煤硫分低，摻燒印尼煤有利于降低煙氣中S02含量，同時有利于脫硫系統運行，金灣發電公司3、4號爐摻燒印尼煤過程中，NOx排放均可以控制在設計值400mg/m3以內，大部分可以控制在200mg/m3左右，低于國家標準及設計值的400m g/m3。低負荷時NOx排放高于高負荷運行時，但仍可以控制在400 mg/m3以內，主要原因為低負荷運行時氧量相對高負荷時高，富氧燃燒容易產生NO。
廣東省金灣發電公司3、4號爐多煤種摻燒實踐表明，鍋爐在神華煤或山西煤摻燒部分印尼煤的情況下，制粉系統可平穩過渡，鍋爐燃燒穩定，噴燃器著火距離適中，爐膛溫度分布均勻，吹灰系統正常投運，爐膛水冷壁與分隔屏區未出現結渣，不影響鍋爐安全運行，鍋爐撈渣機和除灰、除塵系統工作正常。金灣發電有限公司在成功進行了神華煤或山西煤摻燒部分印尼煤實踐后，又引進了俄羅斯煤和澳大利亞煤進行摻燒，也取得了成功。金灣公司多煤種摻燒的技術規律和運行經驗，為大型超臨界燃煤機組鍋爐多煤種摻燒提供借鑒依據。
1、金灣公司鍋爐設備簡介
廣東省金灣發電公司3、4號機組600 MW超臨界機組鍋爐采用從美國阿爾斯通能源公司引進的擺動式四角切圓燃燒技術。設計煤種為神府東勝煤，校核煤種為晉北煙煤，采用中速磨煤機、冷一次風機、正壓直吹式制粉系統，煤粉燃燒器為四角布置、切向燃燒、擺動式燃燒器。燃燒器共設置6層煤粉噴嘴，鍋爐配置6臺HP1003型中速磨煤機，每臺磨的出口由4根煤粉管接至爐膛四角的同一層煤粉噴嘴，鍋爐MCR和ECR負荷時均投5層，另一層備用。煤粉細度R90=23%。燃燒方式采用低NOx同軸燃燒系統( LNCFS)。表1為鍋爐煤質情況，圖1為磨煤機風量和給煤量關系示意圖。富通新能源生產銷售生物質鍋爐，生物質鍋爐主要燃燒顆粒機、木屑顆粒機壓制的生物質顆粒燃料，同時我們還有大量的楊木木屑顆粒燃料和玉米秸稈顆粒燃料出售。
2、配煤方式及磨煤機運行組合
金灣公司的來煤情況主要為神華煤、印尼煤、山西煤。金灣公司配煤的主要方式：配煤時將人爐煤綜合硫分控制在0.8%以內，灰分控制在15%以內，如果人爐煤綜合熱值可以達到21600kj/kg以上，可以考慮摻燒3臺磨印尼煤。根據金灣公司的來煤情況，A磨煤機建議長期給神華煤作為備用，其它磨可采用以下幾種配煤方式：①印尼煤摻其它煤（高熱值山西煤、神華煤）；②印尼煤摻（高熱值山西煤）；③熱值低山西煤摻神華煤；④印尼煤摻好山西煤。該工況下，磨煤機運行工況較為惡劣，需要加強對制粉系統的監視、石子煤斗清理。由于摻燒3臺磨印尼煤后，制粉系統運行工況差，鍋爐效率明顯下降，故不建議長期此工況運行。
3、多煤種摻燒運行參數的控制與調整
1)印尼煤熱值低、水分高，隨著印尼煤配比增加，人爐燃料原煤耗量增加，對制粉系統出力有較大影響。建議人爐混煤熱值通過配煤控制在21 600kj/kg以上。
2)由于印尼煤揮發分高，金灣公司多煤種摻燒早期，曾發生多次磨煤機著火的事故。為確保制粉系統的安全運行，不管燃用何種煤質，要求磨煤機人口一次風溫低于260℃，出口溫度高于58 ℃。若參數達不到此要求，可通過加大一次風量或降低給煤量等方法來控制。
3)燃用山西煤時，控制出口溫度在70~ 75 ℃；燃用神華煤時，控制出口溫度在65~ 70 ℃；燃用印尼煤時，控制出口溫度在58~ 65 ℃。其中當環境溫度高于20℃時，要求出口溫度為58~ 60 ℃；當環境溫度低于20℃時，要求出口溫度為60~ 62℃；當環境溫度低于15℃時，要求出口溫度為62~ 65℃。當燃煤煤質超出上述煤種的范圍時，出口溫度的控制應參考上述要求進行相應修正。
4)當燃用印尼煤的磨煤機停運后，應保持冷風調門15%開度對磨煤機內通風以防止積聚可燃氣體；若磨內有存煤，啟動前須將冷風加至吹掃風量通風5 min后方可啟磨吹掃。停運期間應注意監視原煤倉、落煤管、磨煤機、出粉管等處的溫度變化情況，以期早發現煤自燃現象。若遇局部自燃現象，禁止啟動磨煤機吹掃及制粉，以防止啟動過程中發生爆燃，須經滅火降溫后方可啟動。
5)燃用印尼煤的磨煤機啟動前，應進行充分暖磨，以避免給煤機啟動后磨煤機出口溫度下降過多，要求暖磨時間在15 min以上，暖磨溫度為65~ 70℃。給煤機啟動后應盡快調整磨出口溫度在合適范圍。
6)印尼煤的制粉出力要求保持在40~ 48 t/h，以保持磨煤機運行狀況良好；印尼煤的制粉風量要求在函數輸出基礎上加5~ 10 t/h的正偏置以加大干燥出力和一次風粉出口剛性。
7)燃用印尼煤、神華煤或燃煤水分較高時，應注意檢查石子煤落煤口、出口檔板、煤粉管膨脹節等處的溫度變化情況。為預防、盡早發現煤自燃現象，每班須檢查磨煤機出口平臺、燃燒器附近有無漏煤粉情況，若有煤粉沉積，應及時通知維護人員清理以防止自燃。
8)避免在相鄰層燃燒器燃用印尼煤，以降低燃燒器噴嘴燒損、水冷壁結焦等風險。
9)因金灣公司的A層燃燒器使用等離子點火器點火，擔負著啟動點火功能和低負荷穩燃功能，故摻燒過程中應保證A原煤倉內煤質接近設計煤種。
10)制粉系統風煤比大于2.0時，若制粉系統有局部自燃現象，則可能引發煤粉爆炸。故摻燒過程中如發現磨煤機出口溫度突然升高，判斷磨煤機有著火現象時，直接按磨煤機著火的規程規定處理，不得降低煤量運行或進行吹掃；若發現有單一粉管自燃現象，則可將煤量降低至40 t/h左右，關閉該粉管出口閘板，觀察溫度下降后交檢修人員處理。
11)吹灰。從結焦情況來看，金灣電廠鍋爐對煤種適應性較好，分隔屏區域雖然都有比較明顯的結焦，焦質疏松，運行中可以看到焦自己掉落，但是不影響鍋爐安全運行，尤其機組調峰時，絕大部分能自然脫落。需要注意的是，燃用的煤種（神華、印尼）大都是易結焦煤種，必須加強爐膛吹灰，以防負荷變化時出現大量掉焦。
在燒神華煤時，再熱汽溫相對較高，這和爐膛及分隔屏結焦多、爐膛吸熱相對較少有關，建議在摻燒神華煤時應相應加強爐膛吹灰；而燒山西煤配印尼煤時則對爐膛和其它受熱面相對均勻吹灰，同時應根據運行中定期檢查的結焦情況及各受熱面溫升進行調整。
12)運行氧量控制。由于本鍋爐設計的SOFA風為分級燃燒技術，爐膛區域容易運行在還原氣氛中，因此鍋爐運行氧量不應該太低。建議運行氧量滿負荷控制在3.0左右；500 MW時在4.0—4.5；300 MW時在5.2~ 5.6。尤其升負荷過程中要注意風量增加，氧量控制。
13)各二次風門控制。SOFA風量對煤粉燃燼影響比較明顯，隨著SOFA風量的增大，鍋爐的固體不完全燃燒損失減少，鍋爐效率相對較高。鍋爐排放的NOx隨著SOFA風量的增大，煤粉燃燼率先是增加，然后再減少。因此對于SOFA風門開度建議在滿負荷、運行參數穩定、NOx排放滿足環保要求的運行工況下，在50%左右開度是較合適的。由于摻燒燃用煤種為容易燃燼煤種，飛灰含碳量比較低（1%左右），周界風開度對鍋爐效率及飛灰含碳量影響很小，對鍋爐運行經濟性影響也很小。較大的周界風開度有利于保護燃燒器，因此，從保護燃燒器的角度來看，在高負荷情況下，建議周界風開度不低于50%。滿負荷運行時，COFA建議60%以上開度，SOFA1在50%左右開度，SOFA2、3在30%左右開度，SOFA4、5在25%左右開度；周界風開度應該保證在40%以上，燒印尼煤50%左右。300 MW負荷時運行磨煤機二次風門開度在20%以上，風箱爐膛差壓在600 Pa左右。富通新能源生產銷售的生物質鍋爐以及木屑顆粒機壓制的生物質顆粒燃料是客戶們不錯的選擇。
4、結語
由于印尼煤硫分低，摻燒印尼煤有利于降低煙氣中S02含量，同時有利于脫硫系統運行，金灣發電公司3、4號爐摻燒印尼煤過程中，NOx排放均可以控制在設計值400mg/m3以內，大部分可以控制在200mg/m3左右，低于國家標準及設計值的400m g/m3。低負荷時NOx排放高于高負荷運行時，但仍可以控制在400 mg/m3以內，主要原因為低負荷運行時氧量相對高負荷時高，富氧燃燒容易產生NO。
廣東省金灣發電公司3、4號爐多煤種摻燒實踐表明，鍋爐在神華煤或山西煤摻燒部分印尼煤的情況下，制粉系統可平穩過渡，鍋爐燃燒穩定，噴燃器著火距離適中，爐膛溫度分布均勻，吹灰系統正常投運，爐膛水冷壁與分隔屏區未出現結渣，不影響鍋爐安全運行，鍋爐撈渣機和除灰、除塵系統工作正常。金灣發電有限公司在成功進行了神華煤或山西煤摻燒部分印尼煤實踐后，又引進了俄羅斯煤和澳大利亞煤進行摻燒，也取得了成功。金灣公司多煤種摻燒的技術規律和運行經驗，為大型超臨界燃煤機組鍋爐多煤種摻燒提供借鑒依據。
