1、鍋爐設備概述
鍋爐為東方鍋爐（集團）股份有限公司生產的DG1025/17.4- 1114型亞臨界壓力，一次中間再熱的自然循環鍋爐，“W”型火焰，雙拱型單爐膛，尾部雙煙道結構，采用擋板調節再熱汽溫，固態排渣，平衡通風，露天布置，全鋼結構，全懸吊結構的汽包鍋爐。每臺鍋爐配置4臺BBD4060型雙進雙出磨煤機，每臺磨煤機對應6只按FW技術設計制造的雙旋風筒分離式煤粉燃燒器，24個燃燒器錯列布置在鍋爐下爐膛的前后拱上，鍋爐設計煤種為納雍無煙煤，富通新能源生產銷售生物質鍋爐，生物質鍋爐主要燃燒秸稈顆粒機、木屑顆粒機壓制的生物質顆粒燃料。
2、摻燒效果差的原因分析
該電廠實際燃煤種有越南煤、澳洲煤、貴州高硫混煤（以下簡稱貴州煤），鍋爐設計煤種和實際燃煤對比如表1所示。
從實際燃煤工業分析看，澳洲煤揮發分和熱值比較高，屬易燃煤種；貴州煤屬于貧煤，特性介于煙煤和無煙煤之間；越南煤揮發分和熱值偏低屬于劣質無煙煤特性，不易著火，燃盡困難。3種煤的特性差異較大，特別是澳洲煤和越南煤。采用各煤種爐前混合的摻燒方式，鍋爐運行經濟性較差，原因分析為：
1)各煤種摻燒后，存在互相搶風現象，澳洲煤優先燃燒，越南煤燃燒滯后，不利于無煙煤的后期燃盡，飛灰可燃物偏高，鍋爐燃燒效率下降；
2)無煙煤的燃燒滯后性強，燃盡性差，燃燒時間長，火焰中心抬高，且該廠無煙煤的熱值偏低，帶相同負荷下，總燃煤量會增加，需要送風量也相應增加，使產生的煙氣量增加，爐膛出口溫度升高，減溫水用量大，排煙溫度升高；
3)澳洲煤的揮發分比較高，從制粉系統防爆方面考慮，需要控制磨煤機出口的風粉混合溫度小于75℃，磨煤機需要很大的冷風，大量的冷一次風不經過空預器，使進入空預器的一次風量減少，導致空預器出口的排煙溫度升高，排煙熱損失增大。
3、混煤摻配優化調整試驗過程
3.1確定合適的煙煤摻配比例
試驗期間要求機組帶300MW負荷運行，由于磨煤機出力的限制，要滿足機組帶滿負荷的要求，人爐煤的平均低位發熱量要達到20000j/g左右。由于越南煤發熱量較低，摻燒煙煤的比例要達到1：4，才能滿足機組帶負荷需要，煙煤摻配情況見表2。
3.2煙煤摻配燃燒方式的優化選擇
本次澳洲煤、越南煤摻燒優化調整試驗共采用了7種配煤方式，每天試驗1種，見表2。最初2天采用A磨為澳洲煤、越南煤各按50%摻配，D磨單燒澳洲煤；B、C磨為越南煤、貴州煤各按50%的摻配方式，由于摻燒效果不佳，之后幾天基本采用“分磨制粉，爐內摻燒”11-21的摻燒方式。
3.3主要優化調整方法
3.3.1 鍋爐一次風配風調整試驗
從前4天試驗結果看，隨著煙煤比例的增加，鍋爐的飛灰含碳量反而增加。分析原因為增加煙煤比例后，入爐煤的熱值增加，總一次風壓呈下降的趨勢，一次風氣流剛性不足，往下俯沖力度小，越南煤燃盡時間不夠，導致飛灰含碳量上升。
在高負荷的情況下，測量爐膛高溫區的火焰溫度達1 500℃左右，燃燒的穩定性較好，為改善無煙煤的燃盡性，可通過提高一次風壓力和容量風門開度，增大一次風速，增強其剛性，從而提高了無煙煤的往下俯沖力度，延長其在爐內的燃燒時間，以增強其燃盡性。在工況5—7試驗中，將一次風機出口壓力從8.3 kPa提到9.5 kPa，B、C磨容量風門開度由54%提高到70%，調整后飛灰含碳量有比較明顯的下降，飛灰含碳量最高從13.55%下降到6.98%。以3B磨的B2粉管一次風壓力和飛灰的關系說明此問題，見圖1所示。
3.3.2燃燒器乏氣風擋板調整試驗
為觀察燃燒器乏氣風擋板對飛灰含碳量的影響，第4天下午，將乏氣風擋板從50%關到15%，飛灰含碳量從13.03%降到10.02%，飛灰含碳量有下降趨勢；第7天下午，將乏氣風擋板從15%關到o%，飛灰含碳量從6.98%變到6.85%，飛灰含碳量變化不大，這說明在一定范圍內關小燃燒器乏氣風擋板對降低飛灰含碳量有效果。
3.3.3燃燒器消旋桿調整試驗
為觀察燃燒器消旋桿的調整對飛灰含碳量的影響，第6天下午，將所有燃燒器的消旋桿從第4格（共7格）往下壓到第2格，減少一次風氣流的旋流強度，提高剛性，飛灰含碳量從7.01%降到5.43%。在高負荷情況下將消旋桿向下壓，對降低飛灰含碳量效果明顯；但在低負荷時，旋流強度下降會影響到無煙煤的穩燃性，電廠應根據實際的燃燒穩定性及飛灰情況綜合考慮后調整。
4、試驗效果分析
4.1 鍋爐運行經濟性比較
各試驗工況下鍋爐主要運行數據見表3，經過優化摻配試驗后，鍋爐各主要運行指標較前幾個工況有了明顯改善：飛灰含碳量從試驗前的10%左右下降到6%左右；爐渣含碳量從9%左右下降到3%左右；鍋爐效率從88.28%提高到89.79%;過熱器減溫水量從167t/h減少到124 t/h；過、再熱器壁溫無超溫現象，但排煙溫度的變化不明顯（基本保持在145℃左右）。排煙溫度下降效果不佳的主要原因如下：越南煤熱值較設計煤種下降較多，相同負荷時煙氣量增加；摻燒煙煤后磨煤機出口溫度控制值由不大于120 ℃下降到不大于75℃，進入鍋爐冷風量增加，一次風對預熱器的吸熱量減少。
4.2煙煤摻配燃燒方式比較
因澳洲煤和另外兩種煤的特性差異偏大，從煤粉細度控制、煤粉燃盡性、排煙溫度控制及制粉系統的防爆考慮，采用“分磨制粉，爐內摻燒”燃燒方式優于“爐前摻混，爐內混燒”燃燒方式。
4.2.1 各煤種煤粉細度的控制要求不同
無煙煤的著火溫度高、燃盡性差，需要較低的煤粉細度；而煙煤燃燒性能好，可以采用較粗的煤粉細度。采用分磨制粉后，可以更好地保證不同煤質對煤粉細度的控制要求，試驗期間煙煤煤粉細度按R90-10%來控制，無煙煤、貧煤煤粉細度按Rg=5%來控制。
4.2.2制粉系統的防爆考慮
鍋爐設計煤種為無煙煤，制粉系統沒有防爆門，如采用煙煤和無煙煤爐前摻燒，需要將2臺磨煤機出口溫度控制在75℃以下；采用分磨制粉后，只需要將1臺燒煙煤的磨煤機出口溫度控制較低，不僅減少了磨煤機的冷風量，對降低排煙溫度有利，且減少了1臺磨的防爆風險。
5、結語
目前國內摻燒越南無煙煤的“W”火焰鍋爐普遍存在飛灰可燃物含量偏高、鍋爐效率下降的問題。本次摻燒優化試驗，通過對越南無煙煤、澳洲煙煤及貴州貧煤采取優化配煤、摻燒方式及鍋爐配風，達到了降低飛灰和爐渣可燃物含量，提高鍋爐效率，減少減溫水量的目的，對此類鍋爐的越南無煙煤和澳洲煙煤摻燒實踐，有一定的指導意義。試驗期間也發現了以下幾個需要注意的問題：
1)因煙煤的揮發分較高，要做好多方面的防爆措施，如磨煤機要安裝防爆門；摻煙煤的磨控制好磨煤機的出口風粉溫度低于75℃；確保磨煤機蒸汽滅火系統能夠正常投用，在啟、停磨或斷煤時要及時投入惰化蒸汽；摻燒煙煤的磨煤機應定期輪換等。
2)試驗期間隨著越南煤比例的增加，燃燒器下5m右側墻前部結焦有增加的趨勢，在采購越南煤時注意對結焦性控制。
3)因燃燒器D、E層二次風門已卡澀，無法調整，本次試驗未能對二次風配風進行更合理的調整，應注意加強對二次風門的維護，并對二次風配風方式進行進一步優化。
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