河南中孚實業股份有限公司電力二分公司（以下簡稱中孚電力二分公司）#4，#5鍋爐分別于2006年10月和2007年12月投產，由于大峪溝煤的易結焦性能，不利于機組的長期安全運行，同時電負荷供應緊張，所以，鍋爐所用燃煤并沒有用設計煤種大峪溝煤而是把相對較好的登封煤作為主要燃料，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、秸稈壓塊機壓制的生物質顆粒燃料。
隨著市場形勢的變化，鍋爐燃煤價格不斷攀升，機組的發電成本居高不下。目前所用煤種為登封煤及低位發熱量相對較高的煤，與大峪溝煤相比每噸高出130元左右，因此，能摻燒大嶼溝煤成為節能降耗的一項重要舉措。
本文在分析了登封煤與大峪溝煤摻燒特性基礎上制定了摻燒方案，并在中孚電力二分公司#4，#5鍋爐上進行了摻燒試驗。摻燒結果表明，摻燒適量大峪溝煤是可行的、安全的和經濟的。
1、燃燒特性及鍋爐燃燒系統特點
1.1大峪溝煤、登封煤的燃燒特性
大峪溝煤和登封煤的煤種特性分析見表1和表2。從表l和表2中可以看出，大峪溝煤揮發分含量為7. 11%，著火困難，屬于難以著火、難以燃盡的無煙煤，煤粉燃燒滯后性大，受熱面易超溫，飛灰可燃物相對較高。大峪溝煤灰的軟化溫度和流動溫度1 500℃，而灰的軟化溫度和流動濕度隨灰中含鐵量增加而下降，大峪溝煤Fe203的質量分數達到6. 47%，所以，燃用大峪溝煤時灰熔點相對較低，容易結焦。
登封煤揮發分質量分數為14.98%，屬于貧煤，容易著火、含硫量低、易燃盡、飛灰可燃物質量分數相對較低。登封煤灰的軟化溫度和流動溫度大于1500℃，不易結焦。
大峪溝煤和登封煤的煤種特性分析見表1、灰的成分分析見表2。
根據對登封煤和大峪溝煤的特性分析可知，其揮發分相對接近，發熱量基本相同，兩者摻燒是可行的。
1.2設備概況
中孚電力二分公司34，#5鍋爐為針對難著火、難燃盡無煙煤設計的DG1025/17.4 - 1114型亞臨界壓力、中間一次再熱自然循環鍋爐。該鍋爐采用雙拱形單爐膛，燃燒器布置于下爐膛前、后拱上，W形火焰燃燒方式，尾部雙煙道結構。鍋爐共配有24個按FW技術設計制造的雙旋風筒分離式煤粉燃燒器，錯列布置在鍋爐下爐膛的前、后墻拱上，如圖1所示。
2、摻燒大嶼溝煤的試驗及調整措施
針對大嶼溝煤的來煤情況，制訂了摻燒比例為10%，20%，30%的試燒試驗方案，著重分析煤種變化對鍋爐燃燒、汽水系統的影響。
2.1對鍋爐主要運行參數的影響
由表3可以看出，隨著大峪溝煤摻燒比例的逐漸加大，除爐膛出口溫度和排煙溫度有所上升外，對鍋爐的主要運行參數影響不大。這是因為摻燒大峪溝煤后煤的可磨性系數增大，即煤的難磨程度增加，磨煤機出力降低。增加出力后，煤粉細度變粗，爐膛內的燃燒滯后，火焰中心被抬高，使得爐膛出口溫度相對提高，但對鍋爐主要參數影響不大。
2.2對爐膛結焦的影響
從爐膛整體結焦情況看，結焦的主要部位在6.3m層至25.6m層，爐膛兩側墻水冷壁上結焦較明顯，其中爐膛右側水冷壁上結焦面積較左側大且結焦量多；爐膛的4傘翼墻處結焦也較多。下面分析結焦的主要原因。
2.2.1衛燃帶的影響
下爐膛水冷壁大面積澆注料的敷設，使得燃燒區域爐膛熱負荷偏高，爐膛溫度水平高，灰熔點低的大峪溝煤極易黏附在澆注料上結焦。檢查發現，主要是衛燃帶上結焦嚴重。
2.2.2鍋爐送風量的影響
煤粉在爐膛中燃燒需要足夠的風量，如果風量不足，爐內生成較多的還原性氣體將使灰熔點降低，從而導致結焦加劇。該W形火焰爐送風口的位置主要集中在爐膛的前、后墻處，而兩側墻沒有布置送風口，煤粉在進入爐膛后勢必在兩側墻和4個翼墻處不能補充足夠的風量，呈現局部缺氧現象。
2.2.3負荷及爐內溫度的影響
隨著機組連續額定負荷長周期的運行，使得爐膛溫度保持在很高的水平。在摻燒大峪溝煤的情況下，爐膛溫度愈高，愈容易引起結焦。不同摻燒比例下鍋爐主要運行參數見表3。
2.3采取的措施
2.3.1燃料的合理摻燒
由值長協調燃運車間加強入廠煤監督管理及配煤管理，做到摻燒配煤均勻，防止大量大峪溝煤進入煤倉。及時將煤質分析報告通知鍋爐主控人員，做好燃燒調整的應變措施。根據鍋爐燃燒情況，指導配煤工作，確保鍋爐所燃用煤的煤質穩定，杜絕燃用易結焦的單一煤種。
2.3.2調整運行方式
運行人員應維持氧量在正常范圍。維持省煤器出口煙氣中氧的質量分數在2. 5%以上，使爐膛燃燒工況處于氧化性氣氛中，防止缺氧燃燒產生還原性氣氛降低灰的熔點而結焦；將左右兩側墻的4個燃燒器退出運行，減少煤粉氣流在兩側墻的濃度和數量，盡可能防止局部缺氧；保持前、后墻各燃燒器熱負荷分配均勻，減小熱偏差、防止出現局部高溫而結焦。始終保持磨煤機的裝球量在最佳狀態，保證磨煤機的出力和維持合格的煤粉細度；及時吹灰、保持受熱面清潔。機組正常運行情況下，在保證正常吹灰的前提下，可根據排煙溫度及結焦情況適當增加吹灰次數。采取以上措施后，雖然仍有少量結焦，但對機組的長周期安全運行沒有構成障礙。
2.4產生的經濟效益
從圖2可以看出，隨著摻燒比例的增大，經濟效益逐漸顯現，按20%比例摻燒，每天可節約資金12萬元，按每年工作6 500 h計算，每年可節約資金3250萬元。
3、結束語
通過試燒試驗證明，適當摻燒難著火、易結焦的大嶼溝煤是可行的。為了將摻燒比例進一步加大，提高鍋爐效率，將鍋爐衛燃帶面積減少100m2(縮減1/6)，以有效防止側墻過結焦并降低燃燒中心溫度。
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