北仑电厂二期锅炉煤种适应性试验研究

浙江电力　１４　ＺＨＥＪｌＡＮＧ　ＥＬＥＣＴＲＩＣ　ＰＯＷＥＲ　２００６年第６期　北仑电厂二期锅炉煤种适应性试验研究　Ｔｅｓｔｉｎｇ　ａｎｄ　Ｓｔｕｄｙ　ｏｆ　Ｃｏａｌ　Ｔｙｐｅ　Ａｄａｐｔａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　Ｂｏｉｌｅｒｓ　ｏｎ　Ｂｅｉｌｕｎ　Ｐｏｗｅｒ　Ｐｌａｎｔ　Ｐｈａｓｅ　ＩＩ　戴成峰　，应明良　，谢坚勇。，屠小宝　（１．国电浙江北仑第一发电有限公司，浙江　宁波３１５８００；　２．浙江省电力试验研究院，浙江杭州３１００１４；３．浙江北仑发电有限公司，浙江宁波３１５８００）　摘要：通过北仑发电厂二期６００　ＭＷ机组５号锅炉的煤种掺烧试验，对锅炉的运行特性进行分析，　重点对新煤种掺烧后对锅炉制粉系统、锅炉炉膛结焦、主要辅机运行情况等进行了分析，得出了新　煤种合理的掺烧比例。　关键词：锅炉；煤种；适应性　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｆｕｅｌ　ｃｏａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｙ，ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　ｏｆ　６００　ＭＷ　ｃｏａｌ－ｉｆｒｅｄ　ｂｏｉｌｅｒ　ｉｎ　ｂｅｉｌｕｎ　ｐｏｗｅｒ　ｐｌｎａｔ　ｐｈａｓｅ　Ｉ１　ｗｅｒｅ　ａｎａｌｙｚｅｄ，ａｎｄ　ｔｈｒｏｕｇｈ　ｔｈｅ　ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｔｅｓｔ　ｏｆ　ｂｌｅｎｄｅｄ　ｃｏａｌ　ｂｕｒｎｉｎｇ，ｔｈｅ　ａｄａｐｔａｂｌｅ　ｃｏａｌ　ｔｙｐｅ　ａｎｄ　ａｉｒ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｍｏｄｅ　ｏｆ　ｂｕｒｎｅｒｓ　ｗｅｒｅ　ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ．Ｉｔ　ｒｅｓｏｌｖｅｄ　ｔｈｅ　ｓｅ－　ｉｆｏｕｓ　ｓｌａｇｇｉｎｇ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ａｒｏｕｎｄ　ｔｈｅ　ｂｕｒｎｅｒ　ａｒｅａ　ｏｆ　ｂｏｉｌｅｒ　ａｎｄ　ｒｅｌａｉｚｅｄ　ｔｈｅ　ｂｅｔｔｅｒ　ｍａｔｃｈｉｎｇ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｔｈｅ　ｂｏｉｌ－　ｅｒ　ａｎｄ　ｃｏａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｙ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｂｏｉｌｅｒ；ｃｏａｌ　ｔｙｐｅ；ａｄａｐｔａｂｉｌｉｔｙ　中图分类号：ＴＭ６２１．２　文献标识码：Ａ　文章编号：１００７—１８８１（２００６）０６—００１４—０３　随着国内煤炭市场的变化，出现了平混煤　配有６台ＭＢＦ一２３磨煤机，每台磨煤机由同一　供应紧张的局面，导致锅炉炉膛受热面结渣倾　层的４个燃烧器供粉，５台磨煤机运行时可以　向增加，在正常运行中掉大渣的次数频繁，锅　满足锅炉额定出力的要求，上层燃烧器上方布　炉的安全、稳定、经济运行受到了严重的威　置过燃风。　胁。为了找出适合北仑电厂二期锅炉燃用的新　由于该锅炉设计的燃烧器布置相对集中，　煤种，必须对锅炉进行煤种适应性试验，因此　且采用的燃烧器为美国Ｆｗ公司的早期产品，　在浙江富兴燃料公司的配合下进行了煤种的试　燃烧器本身存在一定的问题，煤粉与风混合过　烧试验。　早，导致燃烧器区域的局部热负荷过高，结渣　１锅炉概况　严重。锅炉自投入商业运行后一直存在煤种适　应性差、炉膛结渣等情况。经过调整试验，已　北仑电厂二期５号锅炉是日本石川岛播磨　经很好的解决了锅炉的结渣问题，运行时的主　株式会社（即ＩＨＩ公司）生产的最大连续蒸发量　力煤种是由浙江富兴燃料有限公司配制的混煤　为２　０４８　ｔ／ｈ、亚临界、中间一次再热、单汽包　及该公司组织的其他煤种按照３：２的比例进　自然循环、前后墙对冲燃烧方式箱式锅炉，采　行掺烧。　用固态排渣和平衡通风。锅炉前后墙的燃烧器　均为４×３排共２４只低Ｎ　０）【双调风漩流燃烧　２试烧煤种的特性　器。锅炉采用正压直吹式制粉系统，每台锅炉　在正常供煤的情况下，北仑二期锅炉的掺　维普资讯 http://www.cqvip.com

２００６年第６期　浙江电力　１５　烧方式为：优混类煤（高热值）：平混类煤（低　热值，平混类煤以下简称平混）＝３：２或者　２：３。但今年年初，平混类煤的组织出现了紧　缺局面，因此在这样的背景下进行了本次煤种　试烧试验。组织到平朔精洗煤（下称平一煤）、　准格尔混煤（下称准混）、大同优混煤（下称同　优）３个新煤种。进行本次试烧前，对这几种　煤种的煤质特性进行分析比较。准混和同优煤　的煤质特性基本与日常在用的平三煤相似，而　平一煤的煤质特性则与富兴优相似，只是其抗　结渣性能明显要优于富兴优煤。参与本次试烧　试验的煤种煤质分析如表１所示。　表１　锅炉煤质分析　由表１可以看到试烧的煤种具有以下特　点：　（１）煤种的发热量基本与设计煤种的发热　量相当，挥发分、灰分等参数与设计煤种相　近，平一煤的煤质要优于其它几个试验煤　种。　（２）西安热工研究院关于这几个试验煤种　着火特性的试验结果表明，这几个试验煤种　均属于易着火煤种。　（３）试验煤种的哈氏可磨系数基本都优于　设计煤种，因此不会增加制粉系统的电耗。　（４）从试验的煤种煤灰特性来看，煤灰的　熔点温度均高于北仑电厂二期锅炉的设计煤　种，且与先前燃用的主力煤种的灰熔点相　近，因此试验对锅炉的结焦应该不会产生太　大的影响。　（５）从试验煤种的含硫量来分析，几个煤　种的含硫量均低于北仑电厂二期锅炉日常使　用的主力煤种的含硫量，这对于减少锅炉的　腐蚀、沾污、减少大气污染物和降低烟气脱　硫系统的运行成本是有利的。　（６）从试验煤种的含氮量来看，比原燃用　的煤种含氮量稍高，可能会引起ＮＯｘ排放量　的增加，但是可以通过适当的燃烧调整来降　低ＮＯｘ的排放量。　３锅炉煤种掺烧试验结果及分析　根据以往的经验，平一煤在北仑二期机　组的适应性较好，因此本次试验前认为平一　煤可以替换目前在使用的优混类煤，与平混　类（低热值）煤种掺烧后对锅炉运行的安全　性、经济性及稳定性不会产生任何的负面影　响，因此将平一煤与平混煤掺烧比例经试验　后得出的最佳比例作为基础掺烧工况进行比　较。　３．１平一煤与平混煤掺烧试验　平一煤与平混煤以２：３及３：２的比例掺　烧，并进行了不同磨煤机组合的试验，试验　结果表明在两种比例掺烧的情况下，锅炉的　运行总体情况良好。　（１）在６００　ＭＷ工况下，锅炉的总耗煤量　为２２４～２２８　ｔ／ｈ，每台运行磨煤机的制粉量大　约为４５　ｔ／ｈ左右，磨煤机的出力情况良好，　各运行磨煤机的磨碗差压（３．６～３．９　ｋＰａ之间）　远小于磨碗差压高的运行报警值６．０　ｋＰａ，各　运行磨煤机电机的电流９８　Ａ左右。各运行磨　煤机石子煤的排放情况也较好，没有给石子　煤的排放造成任何压力。　（２）从６００　ＭＷ工况下风烟系统的运行情　况来看，送风机电流为１７２　Ａ左右，远小于额　定电流４１６　Ａ，动叶开度为３９％左右，说明裕　度较大；引风机电流为１３６　Ａ左右，小于额定　电流２０１　Ａ，进口调节挡板开度为６３％左右，　调节的裕度也较大；一次风机的运行电流为　８５　Ａ左右，小于其额定电流１８１　Ａ，动叶开度　维普资讯 http://www.cqvip.com

１６　戴成峰，等：北仑电厂二期锅炉煤种适应性试验研究　２００６年第６期　为３９％左右，运行的安全裕度也较大。　（３）从在线飞灰含碳量的数据来看，在试　验期间，省煤器出口氧量为３．５％时的锅炉飞　灰含碳量为２．９３％左右，基本属于正常范　围，反平衡计算的锅炉效率为９３．５１％左右。　（４）试验期间，锅炉Ｎ０）【的排放量最高为　２７９．１　ｔｔｇ／Ｌ，而燃用优混煤期间的锅炉Ｎ０）【　排放量一般在３００　ｔｔｇ／Ｌ左右，反而有所降　低，主要原因是对掺烧试验期间的锅炉配风　方式进行了调整，加深了锅炉的分级燃烧，　使锅炉的Ｎ０）【排放量有所降低。ＳＯ２的排放量　最高达到７７２．７　ｔｔｇ／Ｌ，比原来优混与平混掺　烧时有所下降，主要是由于平一煤的含硫量　明显低于优混煤。　（５）两种比例掺烧试验期间锅炉的主汽温　及再热汽温均能维持在额定值５３７℃。而且过　热器减温水总量能控制在６０　ｔ／ｈ以下，锅炉　水冷壁上层燃烧器区域的结焦情况尚好，锅　炉的过热器、再热器壁温情况良好，没有出　现超温现象。　据此认为，平一煤完全可以替换优混　煤。考虑到平一煤的单价较高，因此平一煤　与平混煤掺烧的推荐比例以２：３为宜。　３．２平一煤与同优煤的掺烧试验　试验过程中采用将平混煤逐一用同优煤　替换的方法，监测炉膛的温度及水冷壁的结　焦情况和过热器、再热器的壁温情况。将平　一煤与同优煤的掺烧比例调整到为２：３，在　该掺烧比例下，进行了较为详细的测试。　（１）在６００　ＭＷ工况下，锅炉的总耗煤量　在２３３　ｔ／ｈ左右，较平一煤与平混煤掺烧时有　所增加，但是制粉系统运行正常，各磨煤机　的石子煤排放次数并没有增加，每台运行磨　煤机一天的排放总量在６～７次，磨煤机运行　的磨碗差压、电流等情况也与平一煤和平混　煤掺烧时的数据基本相同。　（２）从６００　ＭＷ工况下风烟系统的运行情　况来看，送风机电流为１７５　Ａ左右，远小于　额定电流４１６　Ａ，动叶开度为４Ｏ％左右，说明　裕度较大；引风机电流为１３８　Ａ左右，小于　额定电流２０１　Ａ，进口调节挡板开度为６４％左　右，调节的裕度也较大；比平一煤与平混煤　掺烧时的电流均有所增加，主要原因是煤量　增加；一次风机的运行电流为８５　Ａ左右，小　于其额定电流１８１　Ａ，动叶开度为３９％左右，　运行的安全裕度也较大。　（３）从在线飞灰含碳量的数据来看，在试　验期间，省煤器出口氧量为３．５％时的锅炉飞　灰含碳量为２．８７％，基本属于正常范围，反　平衡计算的锅炉效率为９３．４５％，比平一与平　混煤掺烧时的锅炉效率稍低一些。　（４）试验期间，锅炉Ｎ０）【的排放量平均为　２５７．０　ｔｔｇ／Ｌ，总体来说平一煤与同混煤掺烧期　间Ｎ０）【的排放量要低于平一煤与平混煤掺烧　时的排放量，这与试验期间进行的燃烧调整　有关。ｓ０：的排放量平均为６６７．１　ｔｔｇ／Ｌ，比原　来平一与平混掺烧时有所下降，主要是由于　同优煤的含硫量明显低于平混煤。　（５）掺烧试验期间锅炉的主汽、再热汽温　均能维持在额定值５３７℃。而且过热器减温水　总量能控制在３０　ｔ／ｈ以下，锅炉水冷壁上层　燃烧器区域的结焦情况良好，锅炉的过热　器、再热器壁温情况良好，没有发生超温。　具体温度分布情况见图１。图中编号１～５为　屏过出口段管壁；６—１５为末级过热器出口段　管壁；１６～２６为再热器出口段管壁。从图中　可以看到两种掺烧方式下的壁温分布情况基　本接近。　６０Ｏ　５８Ｏ　５６（）　Ａ　５４０　．　．７Ｉ　户、－　５２０　厂　Ｈ　／　．；－／　髫　ｏ　－　－　＿　４８０　４６（｝　｜　—　一平一与平混捧烧ｌ　・　Ｉ＝●　—■一平一与同优掺烧广———一　４４０　４２０　４００　图ｌ锅炉过热器、再热器管壁温度分布情况　据此分析，可以认为同优煤在与平一煤　以３：２的比例掺烧时，锅炉各个重要辅机设　备的运行情况良好，锅炉的安全性和经济性　（下转第３Ｏ页）　维普资讯 http://www.cqvip.com

３０　浙江电力　２００６年第６期　作前后状态进行潮流计算；正常情况下通过　库模型的研究与实现【】】．电网技术，２００１，２５（９）：　分析计算选择电网最优运行方式等。　２８—３２．　实践证明，基于ＰＩ实时数据库系统二次　【３】吴健．实时数据库概述［Ｊ】．测控技术，１９９９，１８　开发的衢州电网负荷管理系统充分利用了实　（９）：７—１Ｏ．　时数据库的特点，有效解决了衢州电力局对　【ｇ】Ｑｕａｚｉ　Ｎ　Ａｈｍｅｄ。Ｓｕｓａｎ　Ｖ　Ｖｒｂｓｋｙ．Ｍａｉｎｔａｉｎｉｎｇ　ｓｅｃｕｒｉｔｙ　负荷管理的需求。　ａｎｄ　ｔｉｍｅｌｉｎｅｓｓ　ｉｎ　ｒｅａｌ—ｔｉｍｅ　ｄａｔａｂａｓｅ　ｓｙｓｔｅｍ【Ｊ】．ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｓｙｓｔｅｍｓ　ａｎｄ　Ｓｏｆｔｗａｒｅ，２００２。６１（Ｉ）：１５—２９．　参考文献：　【ｌ】张志檩，等．实时数据库原理及应用［Ｍ］．北京：中国　收稿日期；２００６一ｌ１—１０　石化出版社。２００１．　作者简介：吴蓉（１９８ｔ一），女，贵州毕节人，助理工程　【２】吴文传，张伯明，徐春晖．调度自动化系统实时数据　师，学士，从事电力调度工作。　１－　，ｔｉｌｅｒ，ｍｉｃｅ，ｍｉｃｅ，ｍｉｃｅ１－　１－　１－　，ｍｉｃｅ，ｍｉｔｔ，ｍｉｃｅ，ｍｉｃｅ，ｍｉｃｅ，ｍｉｃｅ■　１－　１－　１－　１－　’●　■　１－　１－　坐　Ｉ　・●－｝１－　．ｍｉｃｅ，ｍｉｃｅ　，ｍｉｃｅ，ｍｉｃｅ　１■｝１■｝　，ｍｉｃｅ，ｍｉｃｅ，ｍｉｃｅ１－　（上接第１６页）　析，得出如下结论：　均能得到保障，而且在锅炉污染物排放方面　（１）平一煤完全可以替换优混煤。但是考　还优于平混煤，因此完全可以用同优煤替代　虑到平一煤的单价较高，因此平一煤与平混　平混煤。　煤掺烧的推荐比例以２：３为宜。　３．３平一煤与准混煤的掺烧试验　（２）同优煤在与平一煤以３：２的比例掺烧　用平一煤与准混煤掺烧时，同时对锅炉　时，锅炉各个重要辅机设备的运行情况良　的燃烧工况及炉内的结焦状况进行观察。当　好，锅炉的安全性和经济性均能得到保障，　煤种的掺烧比例达到平一：平混：准混＝２：　而且在锅炉污染物排放方面还优于平混煤，　１：２时，锅炉过热器减温水量有明显的上升　在保证锅炉安全稳定经济运行的同时，也产　趋势，经过投运吹灰器能使减温水量有所回　生了良好的社会效益，因此完全可以用同优　落，但是很快就会回升。同时还发现燃用准　煤替代平混煤。　混煤的燃烧器出口火焰非常刺眼，而且水冷　（３）北仑二期锅炉对准混煤的适应性不　壁的焦块颜色明显发白，使锅炉的炉膛水冷　佳，准混煤不宜在北仑二期锅炉进行掺烧。　壁吸热量减少，锅炉出口烟温升高，过热器　减温水量就会明显升高。因此将燃用准混煤　参考文献：　的磨煤机进行煤种更换后中止试验。对准混　【１】周永刚．扩大煤种适应性的锅炉燃烧系统改造【Ｊ】．　煤的煤灰与平混煤的煤灰样进行了比较，发　动力工程。２００６。２６（１）：６５—６９．　现准混煤的煤灰颜色明显要比平混煤的煤灰　颜色白，即准混煤的煤灰具有较强的反射特　性，这与试验中反映出来的情况一致。因　收稿日期：２００６—０９—１８　此，北仑二期锅炉对准混煤的适应性不佳，　作者简介：戴成峰（１９７０一）。男，浙江鄞县人。硕士研究　准混煤不宜在北仑二期锅炉进行掺烧。　生。从事电厂锅炉运行技术管理。　４　结论　经过大量的现场试烧试验及对数据的分