300MW机组锅炉掺烧低灰熔点煤种探讨与实践

第38卷第8期2016年8月华电技术HuadianTechnologyVol.38No.8Aug.2016300MW机组锅炉掺烧低灰熔点煤种探讨与实践张波，张伟斌，宋修科(华电章丘发电有限公司，山东章丘250216)摘要:对300MW机组锅炉掺烧低灰熔点煤种进行可行性试验,研究不同负荷工况下，不同氧量及不同配风方式对炉膛各重要监视参数及锅炉结焦情况的影响。结果表明,掺烧低灰熔点煤种后，易造成锅炉受热面结焦，但通过调整配风方式，有助于减少锅炉结焦,对锅炉效率有一定的影响。关键词:掺烧;低灰熔点;结焦;排烟温度中图分类号:TK227.2文献标志码：B文章编号：1674-1951(2016)08-0042-031概述华电章丘发电有限公司（以下简称章丘发电公司）300MW机组为上海锅炉厂有限公司引进美国燃烧工程（CE)公司技术设计制造的亚临界一次再热控制循环汽包炉，型号为SG-1025/17.50-M885。该锅炉为单炉膛n形露天布置，配用双进双出钢球磨煤机正压直吹式制粉系统。1台磨煤机带2层一次风喷嘴，共3台磨煤机，共带6层一次风喷嘴。燃烧器为上下浓淡分离、摆动式煤粉燃烧器，采用四角切圆燃烧方式，除渣设备为水力除渣。锅炉设计燃用高挥发分烟煤，设计煤种参数见表1。表1300MW机组锅炉煤种参数项目设计煤种校核煤种收到基碳Ca/%51.7845.9收到基氢Ha/%3.693.38收到基氧〇a/%8.427.24收到基氮N/%0.900.89收到基硫S„/%0.51.05收到基水M„.t/%810空气干燥基水分Ma/%2.82.60收到基灰A„/%26.3631.54可燃挥发分Vdaf/%41.9035.0低位发热量Qne/a/Ck/kT1)2007018000哈氏可磨系数5448灰变形温度DT/C13501220灰软化温度ST/C14001280灰融化温度FT/C14501400灰流动温度FT/C15001450收稿日期:2016-06-14;修回日期:2016-07-20章丘发电公司正常燃用烟煤灰熔点大于1280°C，大多数煤种灰熔点在1400°C以上。目前，受煤炭市场影响，章丘发电公司大量采购华电系统自产矿点陕西闫庄则煤，该煤种较以往常用煤种热值高、硫分高、灰熔点低，容易造成锅炉结焦。章丘发电公司试烧该煤种后，发现以下问题:一是造成燃烧器区域结焦，影响锅炉燃烧稳定性;二是锅炉受热面出现流体状结焦物，严重影响锅炉受热面吸热，造成排烟温度高，主蒸汽、再热蒸汽超温，减温水量增加，锅炉效率降低;三是锅炉掉落大焦块，造成锅炉水力除渣系统堵渣，需要人工打开渣斗人孔门捅渣、放渣，曾1个月放渣14次，不但大大增加了运行人员的工作量，对锅炉现场环境造成污染，而且存在较大的安全隐患。针对以上问题，章丘发电公司主动出击，通过在270，300MW负荷工况下进行不同氧量、不同配风方式的试验，探索出锅炉掺配低灰熔点煤种的适烧方式。2试验内容2.1试验工况试验掺烧低灰熔点的闫庄则煤（灰软化温度，1100〜1180C;干燥无灰基挥发分，38%;低位发热量，24.5MJ/kg)和高灰熔点的呼和浩特南煤（灰软化温度1500C，干燥无灰基挥发分为38%，低位发热量为20.5M//kg)，2种煤灰熔点试验结果见表2,进行不同负荷和不同配风方式的试验。(1)固定机组负荷270MW，2台制粉系统运行，其中A制粉系统为低灰熔点闫庄则煤，B制粉系统为高灰熔点呼和浩特南煤，通过控制A，B制粉系统出力，保证2种煤按照1:1比例进行掺烧，试验3d。第8期张波，等：00MW机组锅炉掺烧低灰熔点煤种探讨与实践•43•表2灰熔点试验情况样品编号矿别变形温度/C软化温度/C半球温度/C流动温度/C煤场1闫庄则10001111201120煤场2呼和浩特南1330150015151)第1天09:00—18:00均等配风，氧量为2.0%~3.0%;18:00—次日01:00均等配风，氧量为3.0%~4.0%。2)第2天10:00—21:00塔形配风，氧量为2.5%~3.5%;22:00—次日09:00塔形配风，氧量为4.0%~5.0%。3)第3天09:00—22:00束腰配风，氧量为2.5%~3.5%;22:00—24:00束腰配风，氧量为4.0%~5.0%。⑵固定机组负荷300MW，2台制粉系统运行，其中A制粉系统为低灰熔点闫庄则煤，B制粉系统为高灰熔点呼和浩特南煤，通过控制A，B制粉系统出力，保证2种煤按照1:1比例进行掺烧，试验3d。1)第1天09:00—21:00均等配风，氧量为2.0%~3.0%。2)第2天09:00—21:00塔形配风，氧量为2.0%~3.0%。3)第3天09:00—21:00束腰配风，氧量为2.0%~3.0%。(3)固定机组负荷20MW，上煤方式为A，B仓均为低灰熔点闫庄则煤，试验2d。1)第1天15:00—21:0均等配风，氧量为2.%~3.%。2)第2天15:00—21:00塔形配风，氧量为2.0%~3.0%。2.2试验注意事项对试验用煤进行单独采样化验，通过A，B两套制粉系统分别存放的方式，保证掺配、掺烧的比例均匀。试验期间，机组带固定负荷，提供了相对稳定的炉膛燃烧环境，避免锅炉出力变化对燃烧产生影响。试验前对空气预热器入、出口氧量，脱硝系统入、出口的NO,质量浓度和氧量等重要参数进行校验，保证误差在允许范围内。针对试验过程中可能出现的锅炉灭火和结焦等危险，要求运行人员每小时对喷燃器和炉膛着火情况检查1次，煤粉着火距离以距喷燃器口300~500mm为宜，发现问题立刻终止试验。2.3试验过程及数据分析本次#4锅炉掺烧低灰熔点煤质试验从2016年5月4日09:0开始，5月11日24:00结束，期间共进行了10个工况的试验。第1阶段负荷270MW，A仓为闫庄则煤，B仓为呼和浩特南煤，在3种配风方式下进行高、低氧量试验，试验发现高氧量情况下机组N〇质量浓度偏高，经试验小组讨论不再进行高氧量试验;第2阶段负荷300MW，A仓为闫庄则煤，B仓为呼和浩特南煤，在3种配风方式下进行低氧量试验;第3阶段负荷280MW，A，B仓同时使用闫庄则煤，因束腰配风在第1第2阶段中效果不理想，本阶段仅在均等、塔形配风方式下进行低氧量试验，第3阶段试验发现炉膛结焦严重，停止试验。270，300MW负荷工况下，束腰配风方式均出现了因锅炉结焦、渣斗堵渣而终止试验的情况，试验主要监视性能数据见表3。2.3.1270MW负荷工况均等配风方式与其他配风方式相比，A，B侧烟气温差达到50°C以上，偏差较大，但烟气温度、排烟温度相对较低，低温过热器出口汽温较其他配风方式低10C左右，过热器、再热器减温水流量均少于其他配风方式。选择性催化还原（SCR)入口N〇质量浓度为246mg/m3,与塔形配风相差不大。束腰配风方式与其他配风方式相比，炉膛烟道烟温升高，排烟温度升高，过热器减温水流量高于其他配风方式20t/h以上，锅炉出现挂焦现象，机组经济性变差，同时，出现大块渣脱落，造成渣斗堵渣。SCR入口NO质量浓度为292m/m3，略高于其他配风方式。相同配风方式下，高氧量运行与低氧量运行相比较，炉膛和排烟温度升高明显，主蒸汽及再热蒸汽减温水流量增大，机组经济性能下降，易造成炉膛结焦，同时，SCR入口NO,质量浓度升高，不利于环保排放指标的控制。2.3.2300MW负荷工况高负荷工况下，炉膛温度明显升高，锅炉配风方式对试验参数影响不明显，塔形配风方式下，炉膛烟气分布较均匀，A，B侧烟气温差略小，有利于防止炉膛局部结焦。束腰配风方式试验过程中再次出现大块渣脱落，造成渣斗堵渣的情况。氧量升高对炉膛和排烟温度升高影响仍然明显，易造成炉膛结焦。2.3.3280MW负荷工况试验参数与27MW负荷工况相差不大，均等配风A，B侧烟气温度偏差达到30C以上，烟温偏差较大，但烟气温度、排烟温度相对较低。SCR入口•44•华电技术第38卷表3试验数据记录表项目机组负荷/MW270300280配风方式均等塔形束腰均等塔形束腰均等塔形氧量/%2.773.733.014.553.154.112.72.612.972.722.59低压过热器出口汽温417.85429.41426.43434.15428.57431.87422.70417.44422.60418.61420.98过热器减温水流量/(t.h-1)12.5724.6621.2123.1445.0739.3127.6623.0532.4722.6012.69过热器出口汽温540.60539.96540.47540.91539.93540.56539.58539.16539.81538.70538.56再热器入口汽温/尤329.87329.39330.64330.62330.04329.19332.7331.69332.45329.83329.95再热器减温水流量/(t.h-1)0.871.682.430.741.5701.040.490.570.553.44再热器出口温度538.23536.30538.17528539.85535.06538.01538.22539.62539.21538.81A侧水平烟道烟气温度汽759.73772.01763.83782.41784.24782.57799.31779.23784.00762.23761.28B侧水平烟道烟气温度汽695.14719.17743.41732.18720.74741.39744.57739.71745.78730.07748.48A侧空预器入口烟温/尤352.22360.77361.19367.22362.83365.79368.14362.40370.23356.55359.53B侧空预器入口烟温/尤356.84365.08367.45373.02368.54372.73373.54368.71377.11365.06368.55SCR人口NO,质量浓度246.17267.77226.44337.35292.14355.18290.29295.57319.55254.64233.38(标态）/(mg•m_3)NO.质量浓度与塔形配风相差不大。由于锅炉全部燃用低灰熔点煤种，运行2d后炉膛出现大块渣脱落，造成渣斗堵渣。3结论本次试验每个工况均在稳定负荷下进行，锅炉燃烧工况稳定，有利于试验数据的收集和分析。经各工况试验数据的分析，从有利于防止炉膛结焦、经济性、环保排放指标等方面考虑，得出以下结论。(1)280MW及以下负荷时，适合低氧量、均等配风方式运行。(2)300MW负荷时，可采用低氧量、塔形配风或低氧量、均等配风2种方式运行，以塔形配风为宜。(3)束腰配风方式下，易造成炉膛结焦，应尽量杜绝。(4)高负荷时100%燃用低灰熔点煤种，运行时间不要超过2d。章丘发电公司在实际运行中对试验结论进行验证，经过1个月的时间，仅出现1次大块渣脱落、渣斗堵渣，明显好于试验前的每月10次堵渣。(本文责编：弋洋）作者简介：张波（1981—），男，山东莱芜人，工程师，从事生产管理方面的工作（E-mail:[e-mail])。张伟斌（1981—）男，山东潍坊人,工程师，从事电厂生产方面的工作。宋修科（1981—），男，山东威海人，工程师，从事电厂生产方面的工作。(上接第41页）参考文献：[3]王磊.汽轮机组润滑油菜的故障分析[J].黑龙江电力，2013,35(1)：6-78.(本文责编：弋洋)[1]曹明生.M701F燃气轮机主润滑油菜振动异常的故障分析[J].燃气轮机技术,2011，24(3):66-68.[2]冷刘喜，郭赞.M701F燃机润滑油菜振动大分析处理[J].华北电力技术,2013(2):50-52.作者简介：杨占岗（1982—），男，河北张家口人，工程师，工学硕士，从事燃气轮机与蒸汽轮机检修、管理方面的工作(E-mail::[e-mail])。