川煤运行适应性研究

论文导读：煤是火力发电厂的重要燃料，近年来，由于锅炉燃煤多变，偏离设计煤种，造成燃烧不稳定，给锅炉的运行带来了较大的影响，严重地影响了锅炉的安全和经济运行,影响电厂的经济效益，为了保证锅炉在全烧川煤时能够稳定运行及本体和辅助设备能安全运行，有必要对锅炉在全烧川煤时的运行适应性进行研究，从理论上及实际运行中，揭示影响燃烧川煤的因素，提出优化的改进方案，以保证锅炉的安全、经济运行。试验期间燃料热值不高，而且川煤本身煤质变动较大，锅炉在全部燃用川煤后与前期使用燃料时相比热效率下降。
关键词：川煤，热效率，适应性
 

煤是火力发电厂的重要燃料，近年来，由于锅炉燃煤多变，偏离设计煤种，造成燃烧不稳定，给锅炉的运行带来了较大的影响，严重地影响了锅炉的安全和经济运行,影响电厂的经济效益，为了保证锅炉在全烧川煤时能够稳定运行及本体和辅助设备能安全运行，有必要对锅炉在全烧川煤时的运行适应性进行研究，从理论上及实际运行中，揭示影响燃烧川煤的因素，提出优化的改进方案，以保证锅炉的安全、经济运行。

1、影响煤粉气流着火的主要因素

1.1、 燃料的性质

燃料性质中对着火过程影响最大的是挥发分Vr。挥发分降低时，煤粉气流的着火温度显著升高，着火热也随之增大。就是说，必须把煤粉气流加热到更高的温度才能着火，因此，低挥发分的煤着火要困难些，达到着火所需时间长些，着火点离开燃烧器喷口的距离自然也增大些

煤的灰分在燃烧过程中不但不能放出热量，而且还要吸收热量。特别是当燃用高灰分的劣质煤时，由于燃料本身发热值很低，燃料消耗量增加幅度较大。大量灰分在着火和燃烧过程中要吸收更多热量，因而使得炉膛内烟气温度降低，同样使煤粉气流着火推迟，而且也影响着火的稳定性。

煤粉气流的着火温度随煤粉变细而降低。所以煤粉越细，着火就越容易

由此可知，对于难着火的低挥发分无烟煤，将煤粉磨得细些，无疑会加速它的着火过程。

1.2、 一次风量和风速

Qzh=（V1Ck+Cgr+△WCq）（t2－t1）

+（－△W）[4.19（100－t1）+2510+Cq（t2－100）] kg / kg煤 （1-1）

式中：V1—一次风量，Nm3/kg；

Ck—空气比热，KJ/（Nm3·℃）；

Cgr—干燥燃料比热，KJ/（kg·℃）；

对无烟煤和贫煤，Cgr取0.92；

对烟煤，Cgr取1.09；

对褐煤，Cgr取1.13；

Wy—燃料的应用基水分，%；

△W—原煤在制粉系统中蒸发掉的水分，kg / kg;

Cq—水蒸气的比热，KJ/（kg·℃）；

t2—着火温度，℃

t1—一次风煤粉混合物的初温，℃。

由式（1-1）可知，增大煤粉气混合物中的一次风量V1，便相应地增大着火热，将使着火过程推迟因此，一次风量对应于某一煤种应有一个最佳值。通常一次风量用一次风率表示，它是指一次风量占送入炉内相应总风量的百分比。对于燃用无烟煤、贫煤并采用热风送粉的制粉系统，一次风率应在20%~25%范围内。

2 劣质煤充分燃烧应具备的条件

所谓劣质煤是指除了其燃烧放热可供利用以外，在其他方面没有更大经济价值的煤。劣质煤都是一些挥发物含量低，或者多灰，多水以及发热量低的煤，劣质煤的着火，燃烧和燃尽大都比较困难，而且会给锅炉工作带来许多不利的影响。从做到能源的合理使用出发，我国的燃烧政策规定，电厂锅炉以燃煤为主，而且主要烧劣质煤。

要使这些难燃的劣质煤完全燃料，主要要从强化着火、燃烧和燃尽方面着手，

3、试验煤质

试验前，对煤场中存放的川煤进行了取样分析化验，共取了3个原煤样，3处煤质部分数据如表1-1所示

表1-1 3处川煤部分煤质分析数据表

试验的主要内容有：川煤与贫瘦煤1:1配比额定负荷工况试验、川煤与贫瘦煤2:1配比额定负荷工况试验、空预器漏风考核试验及空预器阻力复核/测试、锅炉全烧川煤时多负荷工况点的测试及调整、锅炉最低稳燃负荷试验、制粉系统出力测试及调整、锅炉燃用川煤时辅助风门配比试验及运行氧量调整、燃烧器摆动试验、一次风机入口再循环投用试验、锅炉额定负荷热效率测试。

4、 一次风热风再循环调整试验

按照试验计划的安排，对送风机入口热风再循环风门、一次风机入口热风再循环风门进行了调整试验，试验热风再循环风门对风机出口风温的调节特性。在进行试验时，送风机入口热风再循环风门因长期未投用不能操作，故只对一次风机入口热风再循环风门进行了调节试验。

试验是在机组负荷为250MW时进行的，通过调节再循环门开度试验风门开度变化对一次风机出口风温的影响。试验数值如表1-2所示。

试验过程中发现，再循环风门开关控制为点操控制，运行人员难以准确控制风门开度。再循环风门开度变化时，一次风机出口温度甲侧变化响应快，乙侧变化响应慢；风门开度大于40%以后，乙侧风门开度大但乙侧风机出口温度提升较甲侧低。试验过程中，因一次风机投入自动运行，一次风机开度变化导致一次风机出口风温有变化。热风再循环投用后对一次风热风温度及排烟温度的影响不明显。免费论文参考网。免费论文参考网。

为便于实现风机出口温度准确控制，需要对两侧风门进行CRT开度值与就地开度值比对，消除两者之间的差异，同时将风门控制改造成模拟量控制调门，以实现风机出口风温自动控制。

表1-2 一次风热风再循环风门调节特性试验数据表

5 试验结果分析

通过对以上一系列试验的结果进行分行析可知：

(1) 锅炉在由部分掺烧川煤向烧川煤过渡过程中，燃烧稳定，锅炉机组运行正常，锅炉主汽压力、主汽温度、再热汽温均能达到额定运行参数。

(2) 锅炉全烧川煤时，在火嘴下摆之前，各负荷点运行时燃烧稳定，锅炉主汽压力、主汽温度、再热汽温均能达到额定运行参数；送粉系统运行稳定，没有出现大的波动；锅炉结焦没有出现急剧恶化的情况，在短时间内观察结焦没有大的变化，但长时间观察后，也出现了在水冷壁上挂大焦块的情况，这说明锅炉在由掺烧川煤逐渐过渡到全烧川煤及全烧川煤后，在运行上能够适应，基本上能够满足正常运行的要求，但结焦情况也不容忽视。

(3) 川煤的含硫量很高，大致在2.0%~4.0%之间，对锅炉本体及辅助设备有潜在危害；试验期间燃料热值不高，而且川煤本身煤质变动较大，锅炉在全部燃用川煤后与前期使用燃料时相比热效率下降。

(4) 空预器漏风考核试验及阻力复核试验的结果是，甲乙侧空预器漏风率分别为6.10%、6.98%，阻力测试为额定负荷时甲侧静压差1042Pa、乙侧1000Pa。

(5) 锅炉在全烧川煤时的最低稳燃负荷试验结果为平均负荷159MW，主要参数达到额定运行参数，锅炉燃烧稳定，压力自动投入，可以长期稳定运行。

(6) 锅炉辅助风门配比试验及氧量调整试验的结果表明，对于目前使用的煤质而言，采用局部束腰或近似均等配风方式是较好的配风方式；运行氧量控制在4.5%（CRT平均值）左右是比较合适的。

(7) 燃烧器摆动试验结果表明，在D层火嘴下摆后，锅炉热效率下降，不能保证在各个运行负荷点（尤其是在低负荷时）锅炉主要参数达到额定运行参数值。免费论文参考网。

(8) 一次风机入口热风再循环调节试验表明，一次风热风再循环风门的调节对一次风机出口风温的提高是有效的，但两侧风门对风机出口风温的调节特性是不一致的。