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【摘 要】 近年来，随着煤炭市场的放开，优质动力煤价格大幅提高。由于火电企业的燃料成本约占发电成本的70% 以上，火电企业利润大幅下降，出现行业性亏损。因此，许多火电厂正在大量掺烧价格相对较低的非设计煤种。劣质煤的掺烧方式分为炉内分仓掺烧与炉外预混两种，由于炉内分仓掺烧劣质煤有一定风险和局限，目前众多电厂采用炉外预混的方式，但采用炉外预混的方式掺烧褐煤时锅炉飞灰可燃物一直居高不下。针对此问题，某电厂进行了磨煤机单烧褐煤的试验，试验证明，在采取一定预防措施的前提下，该厂磨煤机单烧褐煤是安全可行的。
【关键词】 褐煤；1000MW；磨煤机；掺烧
引言
某电厂#3、4机组 2×1000MW超超临界燃煤机组锅炉是由哈尔滨锅炉厂有限责任公司设计、制造的超超临界变压运行直流锅炉，锅炉型号：HG-3110/26.15-YM3型。采用П型布置、单炉膛、一次中间再热、反向双切圆燃烧方式。锅炉采用平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构，燃用设计煤种为神府东胜煤、校核煤种为晋北烟煤。锅炉的制粉系统为中速磨正压直吹系统，磨煤机共6台，采用北京电力设备总厂ZGM133G中速磨煤机。
为大量掺烧褐煤、降低燃料成本，同时在锅炉掺烧褐煤时尽量降低锅炉飞灰可燃物的排放以及增加#3、4炉在掺烧褐煤时掺烧方式的多样性，决定在#3、4炉现有设备基础上进行磨煤机单烧褐煤尝试。
一.试验目的
1. 原有褐煤掺烧方式的不足之处：
由于褐煤水分高、挥发份高且热值低，在进行褐煤掺烧时为考虑锅炉燃煤热值以及磨煤机干燥出力，所以一般采用炉外配煤方式，即磨煤机在上煤之前通过两个斗轮机进行一定比例的掺配。目前该厂能与褐煤进行掺配的煤种主要是塔山煤。塔山煤的特点是高热值、低水分，在与褐煤进行掺配时，能有效降低磨煤机内煤的水分，满足磨煤机的干燥出力。但是由于褐煤与塔山煤燃烧特性相差非常大，在加上塔山煤在炉内燃尽时间长，所以当采取炉外配煤时，将不可避免的造成鍋炉飞灰可燃物升高。由于褐煤热值低，为保证锅炉平均燃煤热值，塔山煤的比例必须提高，这就造成在掺烧褐煤时锅炉飞灰可燃物一直居高不下的结果。
另外，原有配煤方式必须是在煤场两台斗轮机均正常运行的前提下进行的，当煤场中一台斗轮机退出运行后将不能进行褐煤掺配，影响到了褐煤的掺烧。
2. 通过#3、4炉磨煤机单烧褐煤将试验磨煤机的干燥出力是否能满足磨煤机煤量需求，同时校验磨煤机单烧褐煤时能否达到降低锅炉飞灰可燃物的目的。
二.磨煤机单烧褐煤危险点及防范措施
1. 制粉系统输粉管堵塞：由于褐煤水分高，一次风粉中含水高，磨煤机出口温度偏低，一次风粉流动性变差且容易引起一次风粉中水分结露，易造成制粉系统输粉管堵塞。
防范措施：控制磨煤机出口温度最低不能低于53℃ ，且在运行中加强磨煤机各输粉管压力及就地温度监视，发现异常时应及时调整磨煤机煤量，将出现堵塞输粉管吹通。
2. 磨煤机爆燃或燃烧器烧损：由于褐煤挥发份高，在运行中易造成磨煤机爆燃，尤其是为保持磨煤机出口温度，最大限度提高磨煤机干燥出力，在单烧褐煤期间将会降低磨煤机冷风量甚至不适用冷风，导致磨煤机入口温度上升至300℃以上，当磨煤机入口风箱有积煤等情况时，易造成磨煤机爆燃。同时由于挥发份高，煤粉着火提前，易造成燃烧器烧损。
防范措施：
① 确保磨煤机消防蒸汽在热备用状态。
② 在单烧褐煤期间，加强磨煤机运行参数监视，当发现磨出口温度快速上升异常时，应果断停止该磨运行，避免出现因为温度高跳磨。当快速停止磨煤机运行且在高负荷时可能会导致磨煤机RB动作，应注意RB动作情况，必要时手动干预。
③ 在单烧褐煤期间如果特殊情况需要停止磨运行，在停磨时应同时降低磨煤机通风量，并尽快将磨煤机停下来，防止在停磨过程中出现磨煤机内部爆燃现象。
④ 单烧褐煤的磨煤机对应的浓淡燃烧器，应保证相应燃料风挡板开度，避免开度过小着火提前，造成燃烧器烧损。
⑤ 应加强单烧褐煤的磨煤机石子煤排放，同时应保证磨煤机石子煤排渣煤关严，防止由于排渣门漏风导致石子煤箱温度过高引起石子煤自燃。
四.试验数据
下表为本次试验时褐煤部分指标：
全水% 灰分（空干基）% 挥发份（空干基）% 低位发热量（Kcal/kg）
36.3 3.2 39.6 3807
1.下表为单烧褐煤时不同运行工况下相关参数：
由上表可见单烧褐煤的磨煤机干燥出力能够满足磨煤机煤量的需求，本次单烧褐煤试验过程中最高煤量达到95t/h。
2.下表是单烧印尼煤和褐煤时的相关参数对比：
从上表可见，由于褐煤的可磨系数高，在单烧褐煤时，可以降低磨煤机加载力，磨煤机电流显著下降，达到了降低磨煤机单耗的目的。同时由于褐煤灰分少，磨煤机通风阻力降低，磨内循环煤量少、煤层薄，也有利于降低磨煤机电流和磨煤机石子煤的产生，对防止磨煤机着火也是有利的。
五.试验中出现的问题
由于有磨煤机单烧褐煤后，在加上其它磨煤机也有掺烧褐煤，所以锅炉上煤整体热值偏低，在机组升降负荷时容易水煤比失调，主要原因是由于锅炉在升负荷过程中，给水随着BID指令上升，同时给煤也随之BID指令上升，但是由于热值降低，相同负荷一定的情况下BID指令基本一定，对于的给煤量也是一定的，而机组总的给煤量主要由BID指令对应的给煤量和水煤比控制输出组成，BID指令对应的给煤量输入热量不够就只能通过水煤比控制来调整，但是水煤比控制自动调整有滞后和上限限制，尤其是上限限制，导致了锅炉给煤输入煤量受限，锅炉水煤比失调。针对这个问题可以在热控自动调整没有好转的情况下，当水煤比输出接近上限时，应通过改变锅炉给水偏置来降低水煤比输出，及通过将给水设一负偏置来提高锅炉BID指令、最终提高给煤指令来满足锅炉输入需求。
六.结论
从本次磨煤机单烧褐煤的结果来看，在采取了可靠预防措施的前提下，该厂磨煤机单烧褐煤干燥出力不会导致磨煤机出口温度过低、或者为维持磨煤机出口温度磨煤机被迫降低出力，磨煤机在各个负荷阶段均能满足出力需求。单烧褐煤时磨煤机电流有显著下降对节约厂用电有一定的作用。采取分仓单烧褐煤的燃烧方式对降低锅炉飞灰可燃物效果较为明显。
参考文献：
[1] 马金凤.中储式制粉系统锅炉掺烧褐煤技术的研究[J].动力工程，2008，（01）：14-18
[2] 王春昌. 烟煤锅炉两种方式掺烧褐煤的工程应用 [J].中国电力，2010，（10）：35-38
[3] 陈国辉.日照电厂变煤种试验研究报告[R].2010
[4] 1000MW超超临界直流锅炉本体说明书[R].哈尔滨：哈尔滨锅炉厂，2007.10.
【关键词】 褐煤；1000MW；磨煤机；掺烧
引言
某电厂#3、4机组 2×1000MW超超临界燃煤机组锅炉是由哈尔滨锅炉厂有限责任公司设计、制造的超超临界变压运行直流锅炉，锅炉型号：HG-3110/26.15-YM3型。采用П型布置、单炉膛、一次中间再热、反向双切圆燃烧方式。锅炉采用平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构，燃用设计煤种为神府东胜煤、校核煤种为晋北烟煤。锅炉的制粉系统为中速磨正压直吹系统，磨煤机共6台，采用北京电力设备总厂ZGM133G中速磨煤机。
为大量掺烧褐煤、降低燃料成本，同时在锅炉掺烧褐煤时尽量降低锅炉飞灰可燃物的排放以及增加#3、4炉在掺烧褐煤时掺烧方式的多样性，决定在#3、4炉现有设备基础上进行磨煤机单烧褐煤尝试。
一.试验目的
1. 原有褐煤掺烧方式的不足之处：
由于褐煤水分高、挥发份高且热值低，在进行褐煤掺烧时为考虑锅炉燃煤热值以及磨煤机干燥出力，所以一般采用炉外配煤方式，即磨煤机在上煤之前通过两个斗轮机进行一定比例的掺配。目前该厂能与褐煤进行掺配的煤种主要是塔山煤。塔山煤的特点是高热值、低水分，在与褐煤进行掺配时，能有效降低磨煤机内煤的水分，满足磨煤机的干燥出力。但是由于褐煤与塔山煤燃烧特性相差非常大，在加上塔山煤在炉内燃尽时间长，所以当采取炉外配煤时，将不可避免的造成鍋炉飞灰可燃物升高。由于褐煤热值低，为保证锅炉平均燃煤热值，塔山煤的比例必须提高，这就造成在掺烧褐煤时锅炉飞灰可燃物一直居高不下的结果。
另外，原有配煤方式必须是在煤场两台斗轮机均正常运行的前提下进行的，当煤场中一台斗轮机退出运行后将不能进行褐煤掺配，影响到了褐煤的掺烧。
2. 通过#3、4炉磨煤机单烧褐煤将试验磨煤机的干燥出力是否能满足磨煤机煤量需求，同时校验磨煤机单烧褐煤时能否达到降低锅炉飞灰可燃物的目的。
二.磨煤机单烧褐煤危险点及防范措施
1. 制粉系统输粉管堵塞：由于褐煤水分高，一次风粉中含水高，磨煤机出口温度偏低，一次风粉流动性变差且容易引起一次风粉中水分结露，易造成制粉系统输粉管堵塞。
防范措施：控制磨煤机出口温度最低不能低于53℃ ，且在运行中加强磨煤机各输粉管压力及就地温度监视，发现异常时应及时调整磨煤机煤量，将出现堵塞输粉管吹通。
2. 磨煤机爆燃或燃烧器烧损：由于褐煤挥发份高，在运行中易造成磨煤机爆燃，尤其是为保持磨煤机出口温度，最大限度提高磨煤机干燥出力，在单烧褐煤期间将会降低磨煤机冷风量甚至不适用冷风，导致磨煤机入口温度上升至300℃以上，当磨煤机入口风箱有积煤等情况时，易造成磨煤机爆燃。同时由于挥发份高，煤粉着火提前，易造成燃烧器烧损。
防范措施：
① 确保磨煤机消防蒸汽在热备用状态。
② 在单烧褐煤期间，加强磨煤机运行参数监视，当发现磨出口温度快速上升异常时，应果断停止该磨运行，避免出现因为温度高跳磨。当快速停止磨煤机运行且在高负荷时可能会导致磨煤机RB动作，应注意RB动作情况，必要时手动干预。
③ 在单烧褐煤期间如果特殊情况需要停止磨运行，在停磨时应同时降低磨煤机通风量，并尽快将磨煤机停下来，防止在停磨过程中出现磨煤机内部爆燃现象。
④ 单烧褐煤的磨煤机对应的浓淡燃烧器，应保证相应燃料风挡板开度，避免开度过小着火提前，造成燃烧器烧损。
⑤ 应加强单烧褐煤的磨煤机石子煤排放，同时应保证磨煤机石子煤排渣煤关严，防止由于排渣门漏风导致石子煤箱温度过高引起石子煤自燃。
四.试验数据
下表为本次试验时褐煤部分指标：
全水% 灰分（空干基）% 挥发份（空干基）% 低位发热量（Kcal/kg）
36.3 3.2 39.6 3807
1.下表为单烧褐煤时不同运行工况下相关参数：
由上表可见单烧褐煤的磨煤机干燥出力能够满足磨煤机煤量的需求，本次单烧褐煤试验过程中最高煤量达到95t/h。
2.下表是单烧印尼煤和褐煤时的相关参数对比：
从上表可见，由于褐煤的可磨系数高，在单烧褐煤时，可以降低磨煤机加载力，磨煤机电流显著下降，达到了降低磨煤机单耗的目的。同时由于褐煤灰分少，磨煤机通风阻力降低，磨内循环煤量少、煤层薄，也有利于降低磨煤机电流和磨煤机石子煤的产生，对防止磨煤机着火也是有利的。
五.试验中出现的问题
由于有磨煤机单烧褐煤后，在加上其它磨煤机也有掺烧褐煤，所以锅炉上煤整体热值偏低，在机组升降负荷时容易水煤比失调，主要原因是由于锅炉在升负荷过程中，给水随着BID指令上升，同时给煤也随之BID指令上升，但是由于热值降低，相同负荷一定的情况下BID指令基本一定，对于的给煤量也是一定的，而机组总的给煤量主要由BID指令对应的给煤量和水煤比控制输出组成，BID指令对应的给煤量输入热量不够就只能通过水煤比控制来调整，但是水煤比控制自动调整有滞后和上限限制，尤其是上限限制，导致了锅炉给煤输入煤量受限，锅炉水煤比失调。针对这个问题可以在热控自动调整没有好转的情况下，当水煤比输出接近上限时，应通过改变锅炉给水偏置来降低水煤比输出，及通过将给水设一负偏置来提高锅炉BID指令、最终提高给煤指令来满足锅炉输入需求。
六.结论
从本次磨煤机单烧褐煤的结果来看，在采取了可靠预防措施的前提下，该厂磨煤机单烧褐煤干燥出力不会导致磨煤机出口温度过低、或者为维持磨煤机出口温度磨煤机被迫降低出力，磨煤机在各个负荷阶段均能满足出力需求。单烧褐煤时磨煤机电流有显著下降对节约厂用电有一定的作用。采取分仓单烧褐煤的燃烧方式对降低锅炉飞灰可燃物效果较为明显。
参考文献：
[1] 马金凤.中储式制粉系统锅炉掺烧褐煤技术的研究[J].动力工程，2008，（01）：14-18
[2] 王春昌. 烟煤锅炉两种方式掺烧褐煤的工程应用 [J].中国电力，2010，（10）：35-38
[3] 陈国辉.日照电厂变煤种试验研究报告[R].2010
[4] 1000MW超超临界直流锅炉本体说明书[R].哈尔滨：哈尔滨锅炉厂，2007.10.