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【摘 要】煤质变化会对锅炉的运行产生影响，直接影响电厂运行的安全性与经济性。本文对火力电厂因煤质变化而造成的对锅炉运行的影响进行了系统的分析，进而总结出煤质变化可能对锅炉产生的多种影响，并提出解决策略，提高火电厂运行的安全性及经济性。
【关键词】煤质变动；锅炉运行；影响及策略
0.引言
自从2004年，全国电厂用煤开始日趋紧张，电煤的供不应求势必导致电煤质量严重偏离电厂锅炉的设计值，更为严重的是煤质的大幅变动。煤质的大幅变动会导致电厂锅炉运行偏离设计值。我所在单位现在所烧的煤种就与设计值存在较大偏差，所以研究煤制变动对锅炉运行的影响及策略意义重大。
1.煤制变动对锅炉运行的影响
1.1煤质变化对制粉系统的影响
煤质（发热量、可磨性系数、水份和粘度等）发生变化时，磨煤机出力、煤粉细度、磨煤功耗、磨煤机磨损件寿命、石子煤量等也将相应的发生变化，当发热量降低（可磨性系数不变）时，为保证锅炉出力不变，磨煤机出力就要相应增加，此时煤粉细度就会变粗。而当可磨性系数降低时，要使磨煤机及煤粉细度保持不变，此时磨煤电耗势必增加、磨煤机磨损件寿命将减少。
1.2对锅炉出力的影响
当煤质变化影响到磨煤机出力。由于燃用煤质的可磨性系数比设计煤质的可磨性系数降低较多，当煤质的灰熔点降低、锅炉出力不能达到额定出力，就会发生结渣或受热面粘污的现象，使出力不能再提高或锅炉不能长时间连续运行；当煤质变化使燃烧过程推迟、锅炉出力未达到额定出力，过热器或再热器出现管壁超温，使出力不能再增加；当煤质的挥发份变化较多时，锅炉无油助燃最低稳燃负荷（出力）与最大出力比例势必发生变化。
1.3对锅炉效率的影响
煤质是电厂锅炉设计的基础，锅炉只有在燃用接近设计值的煤种时，才能取得较好效益，大范围改变煤种，其运行特性也将发生较大变化。某电厂锅炉试验结束后，煤质化验结果表明：燃用煤质水份低于设计值较多，供煤方要求就水份变化对锅炉效率的影响进行修正，原因是：水份降低表面上使排烟损失降低（不考虑其它因素），但水份降低也会使制粉系统用热风量减少，调温风掺入较多，相同炉膛出口过剩空气系数时，通过空气预热器风量减少，使排烟温度升高，其结果又使排烟损失增加，而后者的影响大于前者。
1.4对空气预热器的影响
假设煤质变化使灰的粘附性增高，就会降低空气预热器的传热效率，使排烟温度升高，导致热损失增加且降低锅炉效率，使用高水份的煤时，要使一次风温度达到正常便会出现问题；又如：煤质变化增加了含硫量，使酸露点温度降低，就有可能加快空气预热器的低温腐蚀速度。
1.5对锅炉受热面粘污的影响
受热面粘污与煤灰的酸碱比、熔渣粘度、含铁百分比、灰熔融温度、煤的烧结强度和含钠量等因素有关。煤种不同，其上述特征参量也将不同，设计锅炉时，将根据设计煤质的灰特性采取措施。比如：合理布置吹灰器，制定合理的吹灰时间间隔，以避免由于受热面粘污而影响锅炉运行的经济性。
1.6对锅炉受热面结渣的影响
结渣除与煤灰的熔点温度、粘污性等有关外，也与炉内空气动力场、温度水平等有密切关系，因此设计锅炉时，将根据燃煤的灰特性，选择锅炉断面、容积以及燃烧器区域壁面热负荷。锅炉断面热负荷及燃烧器区域壁面热负荷选得大，有利于着火和燃烬，但容易结渣；选得小则反之。
1.7对锅炉受热面磨损的影响
锅炉受热面的磨损与灰的特性、温度、烟气流速和灰量有关。当以低灰份（灰中坚硬物含量较少）的煤作为锅炉的设计基准煤种时，烟气流速可以选得稍高，也需采用防磨措施，如将该锅炉改燃用高灰份且灰中坚硬物质含量较多的煤时，烟气通道中灰量增加，同时对于多灰的煤为了燃烧完全又须增大供风量，使烟速提高，将使受热面磨损加快。
1.8其它影响
煤质改变会影响进入除尘器的飞灰量和除尘器运行中的烟气环境，如煤质改变使锅炉排烟温度升高较多，会改变进入除尘器的烟气流量和灰的比电阻值，也将影响除尘器的性能和引风机的容量，如引凤机的容量已达到了极限值，就必须更换或改进风机；有些煤质变化对除尘器的影响通过在运行中改变振打和静电电压，可以基本消除，但也有些电厂因煤质变化而使除尘器效率降低很多。
2.运行策略
2.1掺烧无烟煤时具体调整方案
（1）降低炉膛负压。
（2）燃烧器倾角下调，通过将摆动式燃烧器倾角调低，使燃烧器出口火焰向下喷射，使煤粉多了个向下再向上的行程，从而使煤粉在炉膛中的停留时间延长。
（3）合理配煤，对高发热量、高固定炭的燃煤（掺无烟煤较多的煤）原则上加仓在底层（即A或B层），这样该煤粉就有较长的行程，也即使煤粉在炉膛中的停留时间延长。对高挥发份的煤，一般加仓在上层，由于挥发份高，易着火，火焰短，在较短的行程内也能燃烬。
（4）合理配风，采用燃料风、辅助风和燃烬风组成分级送风、分段燃烧方式。即将燃烧所需的空气分两个阶段送入，使整个燃烧过程分为燃料过剩和空气过剩两个阶段。即把86%的二次风量（燃料风、辅助风）从主燃烧器送入，使煤粉在氧量不充分的条件下不完全燃烧，降低燃烧速度和炉膛温度峰值，使温度型NOx生成量减少。当燃烧进入第二阶段—OFA（燃烬风）喷嘴区域，由于有14%的二次风量送入，未燃烬的可燃物在此区域可充分燃烧，但由于可燃物浓度大为减少，空气过量，炉膛温度不会在此区域提高很多，从而抑制了NOx的生成量。
2.2煤质因季节变化而不稳定时
（1）选煤分厂增设水洗车间，保证投料粒度在6.3mm～50mm之间，灰分含量不超过36%。
（2）雨季煤中水分较高，采取在贮煤厂中存煤脱水的办法降低水分，然后在入炉前利用滚动筛筛分，用低压蒸汽加热筛滚，这样，煤在加热的情况下表面水分降低，附在其上的粉煤就能被清除。
2.3燃用高灰分煤种时
（1）制定防止锅炉熄火方案。
建立煤质提前预警机制，初步混煤方案，适当降低煤粉细度。
（2）经济指标恶化的对策。
针对制粉系统出力下降，制粉单耗上升的现状，实施了磨煤机钢球筛选制度，积极开展锅炉小指标勞动竟赛该项制度的实施，充分调动锅炉主值班工的积极性有效控制并提高锅炉运行经济性指标。
2.4燃用低挥发分煤种时
（1）进煤、配煤、化验把关。
（2）运行把关，运行人员加强了对煤质变化信息的反馈。在锅炉运行中，运行人员根据煤质情况积极进行燃烧调整。同时，将煤质变化情况及时反馈到相关单位，最大限度地减少因煤质问题造成的损失。
2.5煤质变化幅度很大时
（1）杜绝低氧燃烧。
（2）严禁喷燃器缺角运行。
（3）更换超标的水冷壁。
（4）对燃烧区域新更换的水冷壁进行表面渗铝防腐处理，对燃烧区原有的部分水冷壁进行超音速电弧喷涂。
（5）安装煤质在线监测系统，根据煤质变化情况及时调节锅炉的燃烧。
（6）加强对摆动式喷燃器的管理与维护，防止喷燃器摆角不同步而影响锅炉燃烧。
（7）加强配煤管理，确保煤质稳定。
3.结束语
本文通过对煤质变化对锅炉运行的影响进行了分析，并通过实际经验提出了解决策略。今后在工作中如果遇到燃烧煤种与设计煤种成分差别很大时吗，可从调整运行、检修方式、加强煤质监督管理的方面入手，提高锅炉运行安全性与经济性。
【关键词】煤质变动；锅炉运行；影响及策略
0.引言
自从2004年，全国电厂用煤开始日趋紧张，电煤的供不应求势必导致电煤质量严重偏离电厂锅炉的设计值，更为严重的是煤质的大幅变动。煤质的大幅变动会导致电厂锅炉运行偏离设计值。我所在单位现在所烧的煤种就与设计值存在较大偏差，所以研究煤制变动对锅炉运行的影响及策略意义重大。
1.煤制变动对锅炉运行的影响
1.1煤质变化对制粉系统的影响
煤质（发热量、可磨性系数、水份和粘度等）发生变化时，磨煤机出力、煤粉细度、磨煤功耗、磨煤机磨损件寿命、石子煤量等也将相应的发生变化，当发热量降低（可磨性系数不变）时，为保证锅炉出力不变，磨煤机出力就要相应增加，此时煤粉细度就会变粗。而当可磨性系数降低时，要使磨煤机及煤粉细度保持不变，此时磨煤电耗势必增加、磨煤机磨损件寿命将减少。
1.2对锅炉出力的影响
当煤质变化影响到磨煤机出力。由于燃用煤质的可磨性系数比设计煤质的可磨性系数降低较多，当煤质的灰熔点降低、锅炉出力不能达到额定出力，就会发生结渣或受热面粘污的现象，使出力不能再提高或锅炉不能长时间连续运行；当煤质变化使燃烧过程推迟、锅炉出力未达到额定出力，过热器或再热器出现管壁超温，使出力不能再增加；当煤质的挥发份变化较多时，锅炉无油助燃最低稳燃负荷（出力）与最大出力比例势必发生变化。
1.3对锅炉效率的影响
煤质是电厂锅炉设计的基础，锅炉只有在燃用接近设计值的煤种时，才能取得较好效益，大范围改变煤种，其运行特性也将发生较大变化。某电厂锅炉试验结束后，煤质化验结果表明：燃用煤质水份低于设计值较多，供煤方要求就水份变化对锅炉效率的影响进行修正，原因是：水份降低表面上使排烟损失降低（不考虑其它因素），但水份降低也会使制粉系统用热风量减少，调温风掺入较多，相同炉膛出口过剩空气系数时，通过空气预热器风量减少，使排烟温度升高，其结果又使排烟损失增加，而后者的影响大于前者。
1.4对空气预热器的影响
假设煤质变化使灰的粘附性增高，就会降低空气预热器的传热效率，使排烟温度升高，导致热损失增加且降低锅炉效率，使用高水份的煤时，要使一次风温度达到正常便会出现问题；又如：煤质变化增加了含硫量，使酸露点温度降低，就有可能加快空气预热器的低温腐蚀速度。
1.5对锅炉受热面粘污的影响
受热面粘污与煤灰的酸碱比、熔渣粘度、含铁百分比、灰熔融温度、煤的烧结强度和含钠量等因素有关。煤种不同，其上述特征参量也将不同，设计锅炉时，将根据设计煤质的灰特性采取措施。比如：合理布置吹灰器，制定合理的吹灰时间间隔，以避免由于受热面粘污而影响锅炉运行的经济性。
1.6对锅炉受热面结渣的影响
结渣除与煤灰的熔点温度、粘污性等有关外，也与炉内空气动力场、温度水平等有密切关系，因此设计锅炉时，将根据燃煤的灰特性，选择锅炉断面、容积以及燃烧器区域壁面热负荷。锅炉断面热负荷及燃烧器区域壁面热负荷选得大，有利于着火和燃烬，但容易结渣；选得小则反之。
1.7对锅炉受热面磨损的影响
锅炉受热面的磨损与灰的特性、温度、烟气流速和灰量有关。当以低灰份（灰中坚硬物含量较少）的煤作为锅炉的设计基准煤种时，烟气流速可以选得稍高，也需采用防磨措施，如将该锅炉改燃用高灰份且灰中坚硬物质含量较多的煤时，烟气通道中灰量增加，同时对于多灰的煤为了燃烧完全又须增大供风量，使烟速提高，将使受热面磨损加快。
1.8其它影响
煤质改变会影响进入除尘器的飞灰量和除尘器运行中的烟气环境，如煤质改变使锅炉排烟温度升高较多，会改变进入除尘器的烟气流量和灰的比电阻值，也将影响除尘器的性能和引风机的容量，如引凤机的容量已达到了极限值，就必须更换或改进风机；有些煤质变化对除尘器的影响通过在运行中改变振打和静电电压，可以基本消除，但也有些电厂因煤质变化而使除尘器效率降低很多。
2.运行策略
2.1掺烧无烟煤时具体调整方案
（1）降低炉膛负压。
（2）燃烧器倾角下调，通过将摆动式燃烧器倾角调低，使燃烧器出口火焰向下喷射，使煤粉多了个向下再向上的行程，从而使煤粉在炉膛中的停留时间延长。
（3）合理配煤，对高发热量、高固定炭的燃煤（掺无烟煤较多的煤）原则上加仓在底层（即A或B层），这样该煤粉就有较长的行程，也即使煤粉在炉膛中的停留时间延长。对高挥发份的煤，一般加仓在上层，由于挥发份高，易着火，火焰短，在较短的行程内也能燃烬。
（4）合理配风，采用燃料风、辅助风和燃烬风组成分级送风、分段燃烧方式。即将燃烧所需的空气分两个阶段送入，使整个燃烧过程分为燃料过剩和空气过剩两个阶段。即把86%的二次风量（燃料风、辅助风）从主燃烧器送入，使煤粉在氧量不充分的条件下不完全燃烧，降低燃烧速度和炉膛温度峰值，使温度型NOx生成量减少。当燃烧进入第二阶段—OFA（燃烬风）喷嘴区域，由于有14%的二次风量送入，未燃烬的可燃物在此区域可充分燃烧，但由于可燃物浓度大为减少，空气过量，炉膛温度不会在此区域提高很多，从而抑制了NOx的生成量。
2.2煤质因季节变化而不稳定时
（1）选煤分厂增设水洗车间，保证投料粒度在6.3mm～50mm之间，灰分含量不超过36%。
（2）雨季煤中水分较高，采取在贮煤厂中存煤脱水的办法降低水分，然后在入炉前利用滚动筛筛分，用低压蒸汽加热筛滚，这样，煤在加热的情况下表面水分降低，附在其上的粉煤就能被清除。
2.3燃用高灰分煤种时
（1）制定防止锅炉熄火方案。
建立煤质提前预警机制，初步混煤方案，适当降低煤粉细度。
（2）经济指标恶化的对策。
针对制粉系统出力下降，制粉单耗上升的现状，实施了磨煤机钢球筛选制度，积极开展锅炉小指标勞动竟赛该项制度的实施，充分调动锅炉主值班工的积极性有效控制并提高锅炉运行经济性指标。
2.4燃用低挥发分煤种时
（1）进煤、配煤、化验把关。
（2）运行把关，运行人员加强了对煤质变化信息的反馈。在锅炉运行中，运行人员根据煤质情况积极进行燃烧调整。同时，将煤质变化情况及时反馈到相关单位，最大限度地减少因煤质问题造成的损失。
2.5煤质变化幅度很大时
（1）杜绝低氧燃烧。
（2）严禁喷燃器缺角运行。
（3）更换超标的水冷壁。
（4）对燃烧区域新更换的水冷壁进行表面渗铝防腐处理，对燃烧区原有的部分水冷壁进行超音速电弧喷涂。
（5）安装煤质在线监测系统，根据煤质变化情况及时调节锅炉的燃烧。
（6）加强对摆动式喷燃器的管理与维护，防止喷燃器摆角不同步而影响锅炉燃烧。
（7）加强配煤管理，确保煤质稳定。
3.结束语
本文通过对煤质变化对锅炉运行的影响进行了分析，并通过实际经验提出了解决策略。今后在工作中如果遇到燃烧煤种与设计煤种成分差别很大时吗，可从调整运行、检修方式、加强煤质监督管理的方面入手，提高锅炉运行安全性与经济性。