燃用低灰熔点煤种措施论文
【摘要】随着环保要求越来越高，低硫、低灰、低灰熔点的煤种掺烧比例将进一步加大，根据不同的机组、不同的工况，燃烧调整还需要进一步优化，逐步摸索出更好的调整措施，尽量减少锅炉积灰结焦，保证机组稳定运行。
为满足环保排放要求，以神华煤为代表的低硫份、低灰熔点煤在电厂较为广泛的燃用。但在锅炉的燃烧过程中也普遍出现受热面积灰和结渣现象，对主参数的控制和锅炉设备的安全运行产生一定的负面影响。目前通过对同类型机组燃用情况的了解，根据前阶段我厂使用低灰熔点煤种的运行情况的分析和总结，我们认为运行中合理掌握低灰熔点煤种的掺烧比例，从锅炉运行调整方式上采取相应的措施，是能够保证低灰熔点煤种的正常使用。
一、同类型锅炉燃用低灰熔点情况
通过对周边电厂和同类型机组的入炉煤情况了解，目前电厂来煤的品种都比较复杂，同系列的煤种其成份相差也较大，总的趋势是热值低、灰份、水份和挥发份高，灰熔点和含硫量一般同步，高灰熔点含硫高，低灰熔点含硫低。在燃用低灰熔点的神华煤方面，600MW机组和1000MW机组也有在高负荷时将燃用的比例在90～100%，但燃用2～3天后都发现锅炉水冷壁和屏过结渣严重，再热器汽温高，捞、碎渣机不能正常运行的现象，甚至被迫降负荷运行，所以燃用低灰熔点煤种的掺烧比例成为锅炉安全运行的关健。
二、我厂前阶段锅炉结渣原因分析
在2014年4月8日至5月3日，我厂入炉煤的加仓情况是A、D仓为平混煤，C、F仓为神混煤，B、E为神混与蒙混1：1掺烧煤。而蒙煤是一种低热值、高水份、高硫份、其低灰熔点比神混煤还低的劣质煤种，在运行中就相当于四个煤仓都是神华煤的种类。在高负荷五台磨煤机运行时，停一台上层磨煤机，神华煤的比例就为80%，在450MW负荷时，若停用二台上层磨煤机，神华煤的比例就为100%，在#2炉磨煤机2D检修时就经常在这种方式下运行，故锅炉结渣的可能性就非常大。
从锅炉运行参数分析，在4月下旬因入炉煤中神混煤的比例长期较大，锅炉水冷壁和屏过已有积灰、结渣现象，从高再进口烟气温度看，在550MW时与以前600MW相比，#1炉高30℃左右，#2炉高40℃左右，500MW以上时再热器侧的调温挡板已基本关闭。从燃烧器处检查孔观察，#1、2炉水冷壁也有不同层度的结渣现象，锅炉冷灰斗内也有间隔掉渣现象。从所掉渣的形状和硬度来看，为燃烧器处所结的渣为多。在4月份#1、2炉碎渣机被卡而停捞渣机处理31次。从5月5日到12日将#1、2炉C原煤仓由神混煤调整为灰熔点较高的石炭煤后，锅炉的参数已有所好转。
综合上述现象，据个人分析，前阶段的锅炉结渣的主要原因是过多的使用神华煤引起的，运行人员在磨煤机的组合上，二次风配比上未及时的进行相应的调整，未能减缓锅炉的结渣。而结渣的主要部位在燃烧器四周，水冷壁和屏过只可能是沉积灰层或沉积灰层转化成的液态渣。
为保证锅炉的正常运行，防止类似情况的发生，现对锅炉入炉煤的加仓要求，运行中防止结渣的设备运行方式，一、二次风的调整和吹灰系统的投用作以下要求。
三、入炉煤的加仓配比要求
入炉煤的掺烧应兼顾到三个方面：一是保证锅炉安全运行，不影响机组出力，主参数受控，受热面不大量结渣；二是保证烟气中含硫量不超标，满足环保排放标准；三是多燃用性价比高的煤。
综合我厂煤种的成份，并根据前阶段掺烧的情况，建议加仓时低灰熔点煤种加中下层三个仓，高灰熔点煤加上层和任一中层仓，具体煤种为：平煤、平八、混煤、平混为高灰熔点、高含硫煤质，可作为A、D、C原煤仓的加仓煤。神混、洗混、洗未煤、神3、神混2的低灰熔点、低硫份煤可作为B、F、E原煤仓的加仓煤掺烧。在硫份上若上层仓加平煤和平八，C仓必须加混煤，并注意上层不可同时加平八煤，否则烟气中的含超标时运行人员无法调整，对于入炉煤的含硫量初略控制为五个原煤仓硫份之和小于4.5%。
按上述比例，高负荷时低灰熔点的煤占60%，若经运行一阶段观察无异常后，可选择中层一个仓加平煤、平八与神混2、神3按1：1掺烧，将掺烧比例提高到70%。如燃用褐煤，应与平八煤掺烧，在掺烧褐煤时低灰熔点煤应适当减少。
四、锅炉结渣因素和现象
锅炉运行中如何防止结渣现象的发生，运行人员必须了解受热面结渣的影响因素，在此基础上采取相应的措施，以避免或减少结渣的
发生。
1、锅炉结渣的的影响因素
锅炉受热面的结渣主要与入炉煤煤灰的熔融性，锅炉炉膛截面热负荷和炉膛温度有关，运行中炉膛截面热负荷和炉膛温度随机组负荷的变化而变化，若炉膛温度高，截面热负荷大，入炉煤煤灰的熔点低，则受热面结渣的可能就大，这是引起锅炉结渣的大方向。
我们再从运行调整上分析，在相同的负荷下，锅炉炉膛截面热负荷和炉膛温度也会因燃烧工况的调整而不同，相同的煤质的灰熔点也会因燃烧工况的不同而有所下降。具体讲，在相同的负荷下，燃烧器侧的截面热负荷水平受到该层燃料投入量的影响，在调整时若该层燃烧器燃料量偏差过多，就会使得截面热负荷上升。锅炉炉膛温度受到受热面冷却效果的影响，当锅炉受热面管外积灰、积渣，管内积垢和产生氧化皮时，其吸热效果下降，炉膛温度就会上升。
入炉煤的灰熔点在运行调整中不可能使它提高，但调整不当会使它继续下降。当低灰熔点的煤与高灰熔点煤掺烧时，总的结渣温度要低于高灰熔点的煤。当炉内局部区域过量空气过小且煤粉与空气混合不均匀时，可能产生还原性气氛，而煤粉在还原性气氛中不能充分氧化，灰分中的Fe2O3被还原成FeO，FeO与SiO2等形成共晶体，其灰熔点温度就会下降，有时会下降150～200℃，因此结渣倾向随之增加。或者，采用高煤粉浓度燃烧方式时，由于放热过于集中，使局部区域温度升高且处于还原气氛，结渣现象会更加严重。
锅炉燃烧过程中，火焰贴壁和冲墙也会引起受热面的积渣，对于
我厂的直流旋流燃烧器来讲，当旋流强度过大时，会引起飞近贴壁火焰，或燃烧器投用不对称，一次风速过大，气流射程太长时，可能使气流直冲对面炉墙而导致结渣。
煤粉细度过粗同样也是引起结渣的因素，当煤粉中粗粉量的比例增加时，使火焰延长，导致炉膛出口处的受热面增加。
总之，锅炉结渣是多种因素综合影响的结果，关键起作用的因素是煤灰的熔融特性、炉膛温度、炉膛截面热负荷，以及火焰贴壁等。
2、锅炉结渣时的现象：
锅炉发生积灰和结渣时，在烟气温度、主再蒸汽温度、排烟温度、减温水量、烟气调温挡开度以及排渣量上会出现异常，不同部位的受热面结渣，表现出的异常参数也不相同，当炉膛水冷壁结渣时，炉膛出口烟气温度上升，分离器出口汽温要比正常情况下要低，主汽温度方能维持在正常水平，若将分离器出口汽温提高至正常值，屏过会出现超温，主汽温度维持正常，就要使用大量的减温水。并且再热器出口汽温异常升高，高再会出现超温现象，排烟温度上升。
屏式过热器结渣时，屏过进出口烟温差减小，屏过蒸汽温升减小，高过蒸汽温升增加，一、二级减温水量减少，主汽温度尚能维持，但再热蒸汽温度升高，高再壁温出现超温现象。
高温过热器结渣时，在高过进口温度正常时，主汽温度偏低，再热器出口温度高，排烟温度高，烟气调温挡板的开度偏向于再热器侧。
高温再热器结渣时，低再和低过的蒸汽温升增加，再热器出口温度下降，排烟温度上升。
五、运行调整措施
锅炉结渣是一个复杂的受综合因素影响而形成的，所以在调整上要根据不同的原因进行针对性的调整。具体要求是：
1、运行人员首先要对入炉煤种要十分的了解，做好加仓煤种和煤质成分的记录，在前应了解实时的燃用煤种，后与煤控楼进行核对，以便运行人员的调整。
2、及时调整入炉煤种比例以及烟气中的含硫量
当入炉煤的加仓煤种和比例只能是一个大方向和原则性的比例，运行中也不可能通过实时更换煤仓的品种来调整运行参数和烟气中的含硫量。在现行的加仓方式上，六台制粉系统按照高、低灰熔点各加三个仓，对不同磨煤机的组合可改变其低灰熔点煤的掺烧比例，机组在500MW以上运行时，正常情况停用上层一台磨煤机，低熔点煤使用三个仓，占60%，一般来讲，不会引起锅炉的大面积结渣。若发现有结渣现象可启用上层二台磨煤机，停用一台中层磨煤机，这样低灰熔点煤占40%，结渣现象可基本消除。当低负荷使用四台磨煤机，停磨煤机前应对炉膛烟温和主、再汽温度进行综合分析，若没有异常现象可停用上层磨煤机，保持三台低灰熔点煤运行，一般来讲，低负荷时，因炉膛温度水平较低，结渣的可能性不大。若减负荷停磨煤机前有结渣的现象，可保留上层磨煤机运行，将低灰熔点煤降低至50%，以消除结渣的发生。
在燃料加仓时已考虑到入炉煤含硫量的搭配，但这只能是一个粗调，实际运行中必须以原烟气的含硫量为准。运行中若烟气含硫量偏
差不大，可用调整各台磨煤机出力的方式进行修正，调整无效时应通过切换磨煤机的组合方式降低烟气中的含硫量。
3、燃用低灰熔点层的配风
在锅炉结渣的的影响因素中已了解，当燃烧器处的燃烧处于还原性气氛时，会使灰熔点降低，我厂的燃烧器是采用分级配风并就是处于还原性气氛的欠氧燃烧方式，目的是为了降低NOX的生成量，但以往的试验数据看，我厂的NOX排放量并不高，所以为防止锅炉结渣，对燃用低灰熔点的燃烧器层适当增加二次风量，另外为防止低熔点煤层的燃烧器出现冲刷对面水冷壁的现象，要尽可能保证低灰熔点层磨煤机相对运行，若因故停用时，应适当降低一次风速，以不大于24m/s为宜。
4、防止燃烧器结渣
从前阶段捞渣机掉焦的情况看，大部分来源于燃烧器四周的结渣，运行中在看火孔也能观察到燃烧器四周有结渣的现象，为减少燃烧器四周结渣和大渣块的形成，以及锅炉工况变化时燃烧器集中掉渣，运行中采取轮流停用低灰熔点层磨煤机，目前要求每24小时停用一台，每次2小时以上，这样既可以使停用的燃烧器四周温度下降使结渣脱落，又可以通过改变掺烧比例减少整个炉膛结渣的形成。
5、吹灰器的投用
炉膛吹灰器投用的主要作用是清除受热面上的沉积灰，并起到保持受热面的传热效果，降低炉膛温度，防止锅炉结渣的作用。
炉膛吹灰器对清除锅炉结渣的作用几乎很小，所以不能将吹灰器
作为吹渣器使用。过度的使用或重复对任一处受热面的吹灰，反而会伤害到受热面，并使锅炉各部分的传热份额改变，使运行参数受到影响。锅炉正常运行状态下，应保持适当的吹灰，并兼顾到炉膛、过热器和省煤器部分。
在目前低灰熔点比例在60%范围内，且炉膛出口烟温正常的情况下，对炉膛每天吹一遍即可。当炉膛出口温度偏高，同时再热器出口温度同时升高时，应每班增加二层短吹。在炉膛出口温度正常，屏过或高过蒸汽温升下降，排烟温度上升时，每班增加一层过、再热器侧的吹灰。一般情况屏过、高过的结渣都是炉膛出口温度高引起的，正常情况其积灰的可能性较大，结渣的可能性较小，高再结渣的可能性更小。
6、锅炉掉渣的处理
锅炉结渣和大渣块脱落，对锅炉运行非常不利，它不但会砸坏受热面、卡煞捞渣机，还会造成锅炉熄火或火检消失引发MFT动作，我们应引起高度的重视。
在锅炉结渣大面积脱落一般发生在机组降出力的过程中，在渣块掉落过程中在参数上的反映主要是炉膛负压的大幅度波动和煤火检的闪烁，炉膛负压变化较大时会造成引风机自动跳闸。运行中若因锅炉塌焦造成炉膛压力波动使引风机自动跳闸，一般不要进行人为干与，炉膛压力的变化都是瞬间的，只要引送风机的动静调开度不变化，捞渣机的水封未破坏，一般不会破坏锅炉的平衡通风，在塌焦扰动结束后，炉膛压力会自行回至正常值，此时再将跳闸的自动投入。运行
中切忌短时间内判断不准确，盲目操作，造成事故或扩大故障源。
在锅炉塌焦后应及时检查锅炉捞渣机水封情况，防止因焦块坠落时捞渣机水封水大量外溢，造成水封破坏，并通告灰控值班人员检查捞、碎渣机，清除积渣防止卡煞。运行人员应及时调整低灰熔点煤种的掺烧比例。
六、结束语
随着环保要求越来越高，低硫、低灰、低灰熔点的煤种掺烧比例将进一步加大，根据不同的机组、不同的工况，燃烧调整还需要进一步优化，逐步摸索出更好的调整措施，尽量减少锅炉积灰结焦，保证机组稳定运行。