褐煤是一種性能變化范圍很大的劣質燃料， 一般形成年代都比較短，具有“三高兩低”的顯著 特性，即高揮發分，高水分，高灰分和低發熱量、低 灰熔點等，因而以褐煤為燃料的機組，對電站鍋爐 的設計和安全經濟運行提出了許多新的要求，富通新能源生產銷售生物質鍋爐，生物質鍋爐主要燃燒木屑顆粒機、秸稈顆粒機壓制的生物質顆粒燃料。
1、褐煤特性褐煤的高揮發分使其具有良好的燃燒性能，著火及燃燒穩定性都較好;褐煤的水分較高，全水 分一般可達20 % ~50 %,空氣干燥基水分為10%~20% ,高水分成為制粉系統選型時一個主 要的制約因素有些褐煤灰分較大，會增加著 火和燃盡的困難，對除灰系統會帶來一定負擔;褐 煤通常的灰變形溫度在1100 左右，灰熔點低， 具有明顯的低溫熔融特性，灰沾污傾向較強;較低 的發熱量以及針對低灰熔點的特點而采取較小的 爐膛容積熱負荷，使得燃燒褐煤的電站鍋爐在設 計時都具有相對較低的爐內溫度水平，能夠有效 抑止NOx的生成，因而也具有較低的污染物排放特性。
近年來開發的內蒙古錫林郭勒盟勝利煤田， 蘊藏豐富褐煤，該煤種具有高揮發分，低灰分、高 水分、低硫的特點，屬于易結渣性煤。表1給出該 煤種的煤質分析。
表1煤質分析
| 項目 | 設計煤種 | 項目 | 設計煤種 |
| 全水份（Mi)/% | 29.5 | 哈氏可磨系數（HG1) | 58 |
| 揮發份（Vdaf)/% | 46.8 | 變形溫度（DT)/*C | 1 100 |
| 收到基灰份（Aar)/% 13.43 低位發熱纘/(u* kg d) 14 720 | 軟化溫度（ST)/«C 熔融溫度（FD/t | 1 140 1 220 | |
由于形成年代較短，褐煤的全水分很高，接近 40%。過高的水分占據了可燃質本可占據的份 額,使得褐煤發熱量較低。煤中水分較髙時，需 要的制粉系統干燥出力及風煤比都要加大，磨煤 機人口一次風溫需要提高，一次風量增加較大。 過高的水分在燃燒過程中需要吸收更多的熱量， 使得爐內溫度水平降低，因而不得不投入更多燃 料，以維持爐水蒸發,達到對應壓力下的飽和溫度 所渴吸收的熱量，這一點在燃用褐煤的機組升降負荷過程中尤為明顯，這給機組適應電網變負荷 運行帶來很多困難1<]。
褐煤煤化程度低，地質年代短，揮發分含量 高，在較低的溫度下（<200尤）就能迅速放出揮 發份;揮發份著火溫度低，通常在370 左右，使 煤容易著火；揮發份析出后，燃料表面呈多孔性， 增大了可燃成分與氧氣接觸的面積，因而使得褐 煤更容易著火和燃盡，燃燒損失較小。褐煤的灰份較低，有利于煤粉顆粒的著火與 燃燼，也具有較好的著火穩定性。在相同煤量下， 灰份低的煤種，使得受熱面的沾污和磨損都降低， 有利于機組的安全運行。
2 600 MW褐煤機組的設計特點
褐煤的特性，決定了燃用褐煤的鍋爐必然區 別于常規燃煤機組鍋爐，并且對鍋爐的設計和運 行提出更高要求。
2.1爐膛結構、爐膛熱負荷
選取合理的爐膛尺寸及爐膛的熱負荷指標是 設計大容量褐煤鍋爐時，必須考慮的設計要點之 一。褐煤揮發分大，易著火，灰熔點低的特點，使 其具有較強的結渣性傾向。因此必須選取合適的 爐膛尺寸、爐膛容積熱負荷及截面熱負荷，以有效 控制爐內結渣水平。表2給出國內某600 MW等 級燃用褐煤和燃用煙煤鍋爐尺寸及爐膛熱負荷。
表2某600 MW等級燃用不同煤鍋爐 尺寸及爐膛熱負荷
| 項目 | 褐煤機組 | 煙煤機組 |
| 爐臉寬度/m | 20.193 | 20.700 |
| 爐膛深度/in | 20.052 | 16.744 |
| 爐膛容積An3 | 26 278 | 18 576 |
| 汽包中心線標高/m | 87.17 | 73.00 |
| 爐膛容積熱負荷 9,/(kW • m-3) | 60.50 | 84.47 |
| 爐膛截面熱負荷 9a/(MW • m-2) | 3.93 | 4.53 |
爐膛容積熱負荷表明了鍋爐容積的相對大 小，或者說是為燃料燃燒過程提供的爐內停留時 間的多少。由表2可見，以褐煤為設計燃料的電 站鍋爐容積是煙煤電站鍋爐的1.415倍，爐膛熱 負荷小近三分之一，這充分說明了煤種特性對爐 膛布置的影響。選用較低的爐膛容積熱負荷9. 會有利于擴大煤種的適應性，增加煤粉在爐內停 留時間，降低整個爐膛溫度，可以滿足低NO,排 放要求，同時減小結渣的可能性。<1與爐膛截
面熱負荷的比值是與爐膛高度相應的。由于 燃用褐煤的600 MW級電站鍋爐BMCR工況下設 計煤量近400 t/h,較一般電廠多出很多，因此較 小的9a意味著較大的爐膛尺寸，能夠有效減小煤 粉氣流沖刷到水冷壁上而導致結渣的可能。2.2制粉系統干燥出力
由于褐煤水分含tt在40%以上，制粉系統需 要較髙的一次風溫來滿足煤粉干燥和輸送的要 求；常規設計的三分倉回轉式空氣預熱器,受到換 熱面布置、設備體積及設備自重等因素的影響，無 法設計得過大，其出口一次風溫度無法滿足煤粉 對制粉系統干燥出力的要求；管式空預器的引入， 是燃用褐煤的600 MW等級電站鍋爐設計中的一 大特點[6]。按照一次風流向，在每臺回轉式空預 器出口一次風道串聯加人一組管式空預器。從低 溫過熱器和枒煤器出來的一部分高溫煙氣進人管 式空預器，通過錯列布置的管排與熱一次風換熱， 繼續加熱一次風，使其溫度繼續升高，在BMCR 工況下，管式空預器能夠將一次風溫由回轉式空 預器出口的343 t加熱至416 *C,從而滿足了制 粉系統的運行要求。
2.3磨煤機選型
國內大型600 MW級鍋爐設計燃燒褐煤的經 驗較少，結合國內現有磨煤機設計制造情況，制粉 系統選型主要圍繞風扇磨煤機和中速磨煤機進 行。通過對兩種制粉系統在煤種適應性、磨損指 數、設備造價、維護成本、檢修工作量、設備易損件 壽命、煤粉細度、制粉系統電耗等多方面進行技術 經濟性比較，來確定磨煤機~。國內已投產運行 的，采用勝利褐煤作為設計煤種的內蒙古上都電 廠，設計采用8臺HH103型中速磨煤機，BMCR 工況下7臺運行，1臺備用。這是大型HP磨煤機 制粉系統第一次用于磨制褐煤，對設計、調試、運 行水平都提出了很高的要求，也為今后國內大型 褐煤機組鍋爐設計、運行啟到示范作用。
3、運行分析
3.1著火特性分析
褐煤揮發份含量較高，一般都在40%以上。 揮發份析出溫度約在300=C左右，320 ~400t即 開始著火并燃燒,500丈以上基本燒盡，表明褐煤 的著火和燃盡性能很好;此外褐煤形成年代短，揮 發份和內在水分析出后的煤焦呈鏤空狀,使得焦 炭與空氣接觸面積相對增加，著火和燃盡特性更好。在使用等離子或微油點火助燃裝置啟動鍋爐 時，適當控制磨煤機出口風粉混合物溫度在65 上,煤粉人爐即著火燃燒，就地觀察火焰明亮，明 顯易于其他煤種著火。
3.2燃燒特性分析
褐煤揮發份高，著火熱低，燃燒穩定性較好。 隨著揮發份的析出和著火，水份也在析出的同時， 吸收揮發份和煤粉顆粒燃燒釋放出的部分熱量； 加之褐煤發熱量低，使得在60%負荷以下運行 時，受水分析出的影響，下層火焰溫度水平偏低， 煤粉燃盡時間推遲，著火距離較長，火焰發紅；上 層煤粉由于得到下層燃燒煤粉更多的支持與引 燃，其著火熱量相對更加充足，較易燃盡，火焰溫 度較高,火焰更加白皙。在火檢探頭安裝時，要特 別注意安裝角度的變化，下層火檢安裝角度適當 小些,使其檢測范圍更加靠近爐膛中心；上層燃燒 器由于著火相對更好，著火過程會提前，其火檢探 頭安裝角度可適當大些，更加靠近燃燒器噴口處。
3.3鍋爐變負荷特性
褐煤的揮發份大,水分髙，發熱M低的特點， 在機組運行過程中最直接的體現就是燃燒熱fl釋 放遲緩，升壓或降壓過程滯后性比較大。在設計 機組協調自動時，必須考慮褐煤燃燒的特點，在變 負荷初期，煤量有一定的超調量，以減少燃燒熱量 釋放滯后對主汽壓力的影響，在壓力有上升趨勢 時，適當回調燃料，以維持主汽壓力穩定。理想的 升降負荷速度，通過多次的協調方式下變負荷運 行試驗確定，在滿足電網對機組變負荷速率要求 的同時，防止機組在升負荷過程中壓力大幅擾動 和降負荷過程中鍋爐憋壓引起安全門動作。
3.4結渣特性
褐煤灰熔點溫度低，灰渣具有較強的結渣傾向。從運行情況來看，爐內空氣動力工況,爐膛熱 力參數，~次風速等參數都和結渣有直接關系。 在機組運行過程中，通過燃燒調整，適當加大下層 燃燒器輔助風，使燃燒器區域保持相對較大的氧 量，以弱化主燃燒區的還原性氣氛,對減輕結渣有 一定作用。
4、結束語
隨著內蒙古等地不斷發現儲量豐富的大型褐 煤煤田以及多個600 MW等級褐煤機組建設，加 大對褐煤的研究和褐煤機組的運行分析,對促進 褐煤的開發和應用具有重要意義。
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