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燃用高揮發(fā)分低熔點印尼煤的安全技術(shù)措施

文檔作者：陳文吳立新孫海峰文檔來源： 1．湖南省電力公司科學研究院 2．湖南華電長沙發(fā)電有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2022年12月09日
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第33卷第1期
湖南電力
HUNAN ELECTRIC P0WER 2013年2月
doi：10．3969／j．issn．1008—0198．2013．01．008
燃用高揮發(fā)分低熔點印尼煤的安全技術(shù)措施
陳文 。吳立新 。孫海峰
(1．湖南省電力公司科學研究院，湖南長沙410007；
2．湖南華電長沙發(fā)電有限公司，湖南長沙410203)
摘要：針對湖南省內(nèi)火電廠陸續(xù)購進與設(shè)計煤質(zhì)特性差異較大的高揮發(fā)分低熔點印尼
煤的現(xiàn)狀．對印尼煤煤質(zhì)特性進行分析。探討雙進雙出鋼球磨燃用印尼煤過程中存在的
問題，立足于某600 MW機組實際運行情況，提出雙進雙出鋼球磨直吹式制粉系統(tǒng)燃用
印尼煤的安全技術(shù)措施
關(guān)鍵詞：混煤摻燒；印尼煤；高揮發(fā)分；雙進雙出鋼球磨；鍋爐
中圖分類號：TK227．1 文獻標識碼：B 文章編號：1008—0198(2013)01—0024．04
Safety technical measurements of Indonesia coal
withhigh—volatility &amp;amp; low-melting point
CHEN Wen ．WU Li—xin ．SUN Hai-feng
(1．Hunan Electric Power Corporation Research Institute，Changsha 410007，China
2．Hunan Huadian Changsha Power Generation Co．，Ltd，Changsha 410203，China)
Abstract：Characteristics of Indonesian coal is analyzed，and problems existing in coal mill process using double into—ended
steel ball is discussed aimed to the situation that thermal power plants in Hunan province continued to buy Indonesian coal with
high—vocatility＆ lower—melting point．According to the real operation of 600 MW units．the safety technical measurements of
the dual—in dual-out direct-fired system of Indonesian coal are presented．
Key words：mixed co',d combustion；Indonesia coal；high volatile matter；double—ended ball mill；boiler
受國內(nèi)電煤供應(yīng)市場的變化、運輸壓力和運輸
成本等多方面因素的影響．湖南省內(nèi)各火電廠不斷
拓寬煤源供應(yīng)渠道，陸續(xù)購進一批印尼煤等高揮發(fā)
分的煤種。該煤種參數(shù)與湖南省電站鍋爐設(shè)計煤種
參數(shù)差別很大，且屬于高水分、高揮發(fā)分、易燃易
爆的煤種。湖南省內(nèi)多家火電廠均摻燒不同比例的
高揮發(fā)分印尼煤，由于缺乏運行經(jīng)驗，在燃用過程
中曾發(fā)生制粉系統(tǒng)著火、爆炸事故。煤種與制粉系
統(tǒng)不匹配、人爐煤與設(shè)計煤種之間煤質(zhì)特性相差大
必然會給生產(chǎn)運行帶來安全隱患。本文立足于某
600 MW機組實際運行情況。從燃運管理和運行調(diào)
整控制出發(fā)．探討燃用高揮發(fā)分低熔點印尼煤存在
的問題及控制技術(shù)措施。
收稿日期：2012—08 09
· 24 ·
1 設(shè)備概況及摻燒方式
某電廠2x600 MW超臨界機組鍋爐為東方鍋爐
廠引進技術(shù)制造的國產(chǎn)超臨界參數(shù)、變壓、直流、
本生型鍋爐，鍋爐型號DG1900／25．4一I1 1型，單
爐膛，一次中間再熱，尾部雙煙道，并帶有脫硝裝
置，采用平行擋板調(diào)節(jié)再熱汽溫，固態(tài)排渣，全鋼
構(gòu)架，全懸吊結(jié)構(gòu)，平衡通風，露天布置，為內(nèi)置
式啟動分離系統(tǒng)。制粉系統(tǒng)采用雙進雙出鋼球磨煤
機冷一次風正壓直吹式．鍋爐設(shè)計燃用山西省潞安
貧煤與晉城無煙煤的混煤。燃燒設(shè)備采用HT—NR3
旋流燃燒器。前后墻布置、對沖燃燒。
受煤炭市場影響，人廠煤結(jié)構(gòu)、形勢發(fā)生了很
第33卷第1期 陳文等：燃用高揮發(fā)分低熔點印尼煤的安全技術(shù)措施 2013年2月
大變化。煤場中高揮發(fā)分煙 褐煤的比重逐漸增
大，一段時間印尼煤、蒙煤、神華煙煤摻燒比例等
曾達到80％ ，改變了以往以無煙煤、貧煤為主的
煤炭庫存結(jié)構(gòu)，給燃運管理、煤場安全、上煤方
式、機組運行帶來了一系列新的問題。入爐煤摻燒
方式隨煤場儲存情況而改變，前期在高揮發(fā)分煤量
不多時采取與其它劣質(zhì)煙煤、貧煤摻混的方式，在
印尼煤儲量逐漸增大的情況下采取印尼煤單獨入磨
方式。
2 印尼煤的煤質(zhì)特性
根據(jù)文獻[1—2]，印尼煤在地質(zhì)年代分布上
主要集中在中新世．從其典型特征來說屬于高揮發(fā)
分、高水分、中高熱值、低灰分、低硫分、難磨、
極易著火和燃盡、易結(jié)渣、易自燃的煤。廣東、浙
江等沿海地區(qū)電廠燃用較多，2011年底某廠開始
試燒印尼煤，設(shè)計煤質(zhì)與印尼煤質(zhì)特性數(shù)據(jù)見表1
(由于印尼煤來煤變化較大，表中數(shù)據(jù)為來煤化驗
典型數(shù)據(jù))。
表1 設(shè)計煤種與印尼煤對比參考數(shù)據(jù)
表1中數(shù)據(jù)顯示．印尼煤與設(shè)計煤種之間煤質(zhì)
特性差異較大，國內(nèi)燃用印尼煤主要是在中速磨上
使用，且都是采取摻混方式，摻混比例一般為
33％ ，最多為50％ ，在雙進雙出鋼球磨上的燃用
報道甚少 。
3 燃用印尼煤帶來的主要問題
湖南省電站鍋爐的設(shè)計煤種以貧煤和無煙煤為
主，制粉系統(tǒng)也是根據(jù)此設(shè)計煤種進行選型，采用
雙進雙出鋼球磨。根據(jù)規(guī)程規(guī)范的要求，高揮發(fā)分
煤種應(yīng)采用中、高速磨煤機，一次風溫、風速、燃
燒器選取原則也不同，對褐煤等特高揮發(fā)分煤種干
燥介質(zhì)宜采用煙氣。電廠考慮到經(jīng)濟利益，燃用嚴
重偏離設(shè)計值且不適用現(xiàn)有制粉及燃燒系統(tǒng)的煤
種，勢必帶來一系列問題。
1)鍋爐出力下降
在鍋爐設(shè)備正常情況下．鍋爐的出力主要取決
于制粉系統(tǒng)的出力。影響制粉系統(tǒng)出力的主要因素
是：印尼煤水分大，磨煤機干燥出力不足；印尼煤
哈氏可磨性指數(shù)為45，相對較難磨，磨煤機出力
降低。
2)制粉系統(tǒng)著火和爆炸
印尼煤的高揮發(fā)分、易爆特性使印尼煤在燃用
過程中極易出現(xiàn)著火和爆炸。制粉系統(tǒng)的著火和爆
炸主要是落煤不暢、積粉自燃引起的，運行中常見
于制粉系統(tǒng)啟停階段。
3)結(jié)焦風險增大
印尼煤的揮發(fā)分高．比設(shè)計值高3倍多。著火
點溫度低，容易在燃燒器噴口處著火，使燃燒器噴
嘴結(jié)焦。由表l的數(shù)據(jù)可知，印尼煤灰熔點低，灰
的變形溫度、軟化溫度、熔化溫度各值之間相差≤
30℃。且各值均低于設(shè)計煤種，易使鍋爐受熱面
結(jié)焦。
4)排煙溫度升高
為控制磨煤機進出口溫度，制粉系統(tǒng)冷風量比
設(shè)計值增大，參與空預(yù)器換熱的冷風量減少，導致
排煙溫度升高；印尼煤水分大，燃燒后產(chǎn)生的煙氣
量大于設(shè)計煤種，排煙溫度呈升高趨勢。
5)煤場管理難度增大
印尼煤的揮發(fā)分較高，堆放時間稍長，煤場易
出現(xiàn)自燃現(xiàn)象，也易造成熱值損失。
6)其它
由于印尼煤水分高．使煙氣流速增大，飛灰對
鍋爐尾部受熱面的沖刷磨損加劇，增加了爐管減薄
泄漏的潛在風險。
4 安全技術(shù)措施
印尼煤與設(shè)計煤種之間煤質(zhì)特性差異太大。制
粉系統(tǒng)選型與入磨煤不匹配，在實際燃用過程中應(yīng)
遵循“替代原則”、 “最小化原則”和“緩和原
則”。
· 25 ·
第33卷第1期 湖南電力 2013年2月
4．1 防止制粉系統(tǒng)著火和爆炸技術(shù)措施
煤粉爆炸需要3個基本條件．即可燃物的存
在、合適的氧濃度和足夠的點火能量。煤粉爆炸的
過程是懸浮在空氣中的煤粉的強烈燃燒過程，影響
煤粉爆炸的因素主要有煤質(zhì)特性、煤粉混合物溫
度、煤粉細度和煤粉濃度等。防止制粉系統(tǒng)爆炸的
主要措施一般都是從控制磨煤機進出口溫度、控制
煤粉細度、防止煤粉沉積、控制氧濃度和控制煤粉
干燥條件、防止煤粉熱解產(chǎn)生大量可燃氣體等方面
人手。
1)磨煤機進出口溫度控制
①燃用印尼煤時，磨煤機入口溫度最高不超過
270 cIC．將分離器出口溫度控制在60～65℃ ，不
得低于55℃ ，防止煤粉結(jié)露而沉積。
②暖磨過程中控制溫度不超過6O cI=。
③將燃用印尼煤的磨煤機部分邏輯值進行更改
并增加聲光報警：如任意一側(cè)分離器出口溫度達到
70 c【=時．應(yīng)聯(lián)鎖全開對應(yīng)磨煤機的冷風門，全
熱風門(熱T連鎖投入惰化蒸汽)；
把分離器出口溫度高跳閘值改為>80 clC跳閘。
④啟停制粉系統(tǒng)和給煤機斷煤時，尤其要注意
分離器出口溫度不超過70℃ ．當溫度異常時及時
投人惰化蒸汽。
2)煤粉細度控制
磨制印尼煤的磨煤機其分離器折向擋板應(yīng)開
大，煤粉顆?？蛇m當變粗．煤粉細度可維持在
25％ ～35％左右。
3)磨煤機出力控制
①磨制印尼煤的制粉系統(tǒng)維持高出力運行，容
量風門開度控制在50％ 以上，運行中盡量少做調(diào)
整，加減負荷時調(diào)整其它磨的出力。
②磨制印尼煤的制粉系統(tǒng)不能采取單進雙}}{運
行方式，當發(fā)生單側(cè)給煤機斷煤，超過10 min處
理不好時應(yīng)按照要求及時停運對應(yīng)磨煤機．處理過
程中嚴格控制分離器出口溫度不超限，處理好后再
投入磨煤機運行。
4)磨煤機料位控制
燃用印尼煤時，為防止斷煤后磨煤機內(nèi)煤粉濃
度很快達到爆炸極限范圍內(nèi)，應(yīng)控制磨煤機料位在
500～700 Pa的稍高料位運行。
5)磨煤機粉管風速控制
提高一次風速至28—35 m／s，任何時候風速不
得低于22 rn／s．增強一次風攜帶煤粉的能力，防止
發(fā)生積粉和燃燒器燒壞事故。
· 26 ·
6)磨煤機惰化蒸汽的投人
發(fā)生下列情況時。須立即投入惰化蒸汽系統(tǒng)，
確認料位恢復正常后再停止惰化蒸汽：給煤機發(fā)生
斷煤：給煤機發(fā)生故障跳閘；分離器m口溫度超過
7O℃；磨煤機簡體料位(均值)低于300 Pa。
4．2 防止鍋爐結(jié)焦技術(shù)措施
鍋爐受熱面結(jié)焦的根本原因是熔化狀態(tài)下的灰
沉積在受熱面上，影響結(jié)焦的因素很多，受熱面結(jié)
焦的機理也很復雜．但防止結(jié)焦的基本原則是改善
產(chǎn)生結(jié)焦的基本條件，阻止受熱面結(jié)焦。
1)鍋爐運行中適當增大二次風量，控制省煤
器出口氧量>3．0％ ，保持爐內(nèi)氧化性氣氛，防止
爐內(nèi)因缺氧導致結(jié)焦加劇。
2)保證爐膛出口煙溫不超過設(shè)計值。鍋爐
BMCR負荷下設(shè)計出口煙溫為1 013 oC，保證爐膛
出口煙溫不超過印尼煤熔點，防止過熱器、再熱器
及水平煙道的結(jié)焦。
3)鍋爐受熱面定期吹灰．防止受熱面積灰后
影響傳熱；發(fā)現(xiàn)受熱面結(jié)焦及時清除，防止繼續(xù)惡
化 特別是高負荷時．應(yīng)加強對爐膛受熱面的吹灰
l丁作。
4)加強就地看火孔、爐底排渣和撈渣機T作
的巡視檢查，觀察DCS煙道壓力、減溫水量和炯
溫等的變化，綜合判斷鍋爐結(jié)焦狀況。根據(jù)結(jié)焦和
垮焦情況及時投入吹灰器運行。并視結(jié)焦程度可適
當增加吹灰次數(shù)。
5)當爐膛結(jié)焦情況發(fā)展趨勢明顯，且鍋爐增
加吹灰頻率難以控制時．機組可采取快速降負荷方
式，以降低爐內(nèi)溫度水平。
6)調(diào)整二次風及燃盡風配比．使燃燒中心下
移，控制爐膛出口炯溫。防止過熱器結(jié)焦；盡量使
燃燒器配風均勻，防止火焰中心偏斜和貼邊，防止
灰渣附在爐壁而形成結(jié)渣。
7)調(diào)整每臺磨煤機的煤量，確保前、后墻熱
負荷均勻．和同層燃燒器的煤粉量均勻。
4．3 其它技術(shù)措施
1)煤場及輸煤安全措施
①煤場和煤斗應(yīng)加強巡視和測溫T作，尤其是
夏季環(huán)境溫度高期間，防止自燃。
②當煤的溫度較高或有自燃現(xiàn)象時，應(yīng)在上煤
前實施噴淋。煤溫超過50℃ 時，不得進入煤倉。
③輸煤沿線的積粉、積煤及時清理。
2)制粉系統(tǒng)優(yōu)化改造措施
①增大冷風管直徑。因為湖南省大部分火電廠
第33卷第1期 陳文等：燃用高揮發(fā)分低熔點印尼煤的安全技術(shù)措施 2013年2月
燃燒及制粉系統(tǒng)是按照燃用貧瘦煤或無煙煤設(shè)計．
冷風管路設(shè)計流量較小。
②裝設(shè)防爆門。在制粉系統(tǒng)驅(qū)動端和非驅(qū)動端
兩側(cè)加裝防爆門，降低制粉系統(tǒng)爆炸產(chǎn)生的危害。
③加裝熱工測點。在回粉管上加裝溫度測點．
對回粉管溫度進行實時監(jiān)控．避免回粉管堵塞積粉
造成煤粉自燃。在分離器出口加裝0，和CO測點，
并將其納人DCS聲光報警，當氧量下降、CO含量
上升時聯(lián)鎖投入惰化蒸汽。在運行平臺加裝專用霧
化水槍，用于制粉系統(tǒng)著火時使用。針對惰化蒸汽
系統(tǒng)時有堵塞的情況，對惰化蒸汽系統(tǒng)管路進行優(yōu)
化改造。
5 結(jié)束語
鑒于印尼煤的特性．燃煤鍋爐在摻燒印尼煤時
要制定好制粉系統(tǒng)運行措施和事故異常處理措施，
防止制粉系統(tǒng)發(fā)生自燃或著火爆炸事故。
從目前燃用印尼煤的情況看。在制訂好燃用印
尼煤的安全技術(shù)措施、解決制粉系統(tǒng)的安全運行問
題后，印尼煤的價格優(yōu)勢不失為電廠扭虧增盈的一
種選擇。
參考文獻
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作者簡介
陳文(1981一)，男，碩士研究生，從事電站鍋爐調(diào)試和優(yōu)化
運行研究。
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