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摘要：本着“价值思维、效益导向”的理念，公司持续开展了劣质煤掺烧工作，为公司带来了很好的经济效益，创造了很大的利润。但同时劣质煤掺烧也对相关系统特别是锅炉燃烧产生了很多负面的影响，威胁着机组的安全稳定运行，增加锅炉损失，降低锅炉效率。不光是机组安全生产受到影响，环保指标排放方面也是面临着严峻的考验，电厂的氮氧化物、尘、二氧化硫三项污染物排放指标受到国家的严格控制，但掺烧劣质煤之后均会增加相关污染物的生成量，增加排放超标的危险性。本文简要分析煤燃烧的不利影响及相关控制措施，为运行工作提供一些参考。
关键词：劣质煤 掺烧
一、配煤基本情况
煤由水份、灰份、挥发份、硫氢固定碳等成分组成，其中灰份是完全不可燃的，挥发份、固定碳及硫氢燃烧。劣质煤主要是指水分高、灰分高、高硫等不好燃烧或燃烧负面影响大的煤。我公司主要掺烧的劣质煤是煤泥、高硫低热值煤、低硫低热值煤及高灰分低灰熔点煤。
二、燃烧过程
通过输煤系统、制粉系统煤粉进入炉膛，受热挥发分析出点燃，挥发份的燃烧属于气体燃烧，固定碳燃烧属于固体燃烧。碳燃烧产物最主要是二氧化碳，不完全燃烧会产生一氧化碳;产生一氧化碳的原因主要有四个方面，煤粉、风量、燃烧器及空气动力场，主要是通过燃烧调整试验来确定相关参数。煤粉又可细化成煤粉细度、粉管的一次风调平水平、一次风压等;风量主要是缺氧燃烧造成;燃烧器主要是安装角度及型式与煤质的匹配度等;空气动力场涉及的方面很多，有冷态炉膛空气动力场试验调整、风门挡板开关是否好用及热态动力场分布等情况;正常运行要求产生的一氧化碳越少越好，降低飞灰含碳量。
三、劣质煤掺烧后的不利影响
1、煤中硫份高的影响。硫在燃烧的过程中，产生一种叫硫化氢的气体，对水冷壁高温腐蚀严重，增加水冷壁腐蚀速度;硫燃烧产生的气相产物在合适的条件下会在空预器处液化，特别是空预器冷端，与水结合产生硫酸液体，对空预器蓄热元件造成低温腐蚀;现机组普遍在空预器入口烟道处增加脱硝系统，硫的气相产物与脱硝系统内逃逸的氨反应生成硫酸氢氨，这种物质粘性非常大，造成空预器前后差压高堵灰，堵灰将造成空预器换热不良、引风机出力增加甚至失速等危害;产生的二氧化硫若是不经处理直接排放到大气中，甚至会造成下酸雨的现象，所有现在国家、政府部门严格控制二氧化硫的排放，我厂要求瞬时超35mg/m3的时间不能超过6min，若是保电期间更加严格，瞬时不允许超标，严保大气质量。现有脱硫装置主要是通过石灰石与SO2反应生成硫酸氢钙的办法处理，若是烟气中的SO2太多超过脱硫浆液的处理能力或者脱硫系统入口烟气含硫量太高浆液恶化，都可能造成造成环保超标排放的惡性事故发生。
2、煤中的灰份含量增加，首先会造成煤中的可燃物比重减少，造成着火困难燃烧不稳定，再就是烟气中含灰量会更多;灰是一种不可燃物质，煤燃烧后灰随烟气流动，其中比重较大的落下变成渣通过捞渣机输送出去，比重较小继续跟随烟气向后流动。部分沉积在水冷壁、受热面、脱硝催化剂、空预器蓄热元件、省煤器灰斗和烟道各部分，沉积在省煤器灰斗的灰通过输灰系统输送走，大部分在随烟气经过除尘器的过程中被分离出来通过输灰系统输送走，剩余部分随烟气进入脱硫系统再排入大气。我厂要求瞬时超10mg/m3的时间不能超过6min，若是保电期间更加严格，瞬时不允许超标，严保大气质量。灰沉积在各换热元件上，会增加换热系数，减少传热量，增加换热元件超温的可能。超温后又会增加灰熔点低的灰软化甚至融化结成焦的可能，再次加大换热系数，形成恶性循环，最后可能造成受热面超温损坏或者掉焦负压波动大锅炉灭火的严重后果，加快设备损坏速度。除以上的影响外现我厂在长时间的配煤掺烧过程中遇到一个难题：机组运行中尘排放易超标，现还是瞬时超标，未造成小时均值超标的严重后果，但已有这种苗头，小时均值在9mg/m3的情况偶有出现。主要原因分析为以下几个原因：（1）、煤中的灰分高，煤量高时燃烧后的灰量在现除尘系统的处理能力之外;（2）、锅炉各元件处沉积的灰分太多，在炉内燃烧工况变化大造成各元件前后差压增加时，将使沉积的灰脱离随烟气进入除尘系统，超出现除尘系统的处理能力排放超标;（3）、除尘系统的处理能力下降，不能实现额定出力，实际能处理的灰量上限下降，低于燃烧产生的灰量。（4）、电除尘后烟道内阻力大，灰量沉积多，工况变化快时带动这部分灰导致脱硫系统出口排放超标。解决方法：（1）、做燃烧调整试验，改变煤质，减少灰含量;（2）、降低高负荷时负荷变化速度，减少扰动，增加低负荷时负荷变化速度，提高送风量，提高各元件处差压，减少沉积的灰量。加强吹灰器检修，定期吹灰或增加吹灰次数，减少沉积的灰量。检修期间实际观察吹灰器布置及各部位积灰情况，可将设备进行相关改造，增加吹灰枪或者是变更吹灰枪位置;（3）、优化电除尘运行方式，与集控加强配合，调整一二次电流增加振打频率，特别是高负荷来临前，在现有设备的基础上增加除尘的上限。对除尘设备进行全面评估，计算除尘系统出力，考虑再增加除尘设备;（4）、利用机组检修的时候检查除尘系统后烟道内情况，保证正常运行阻力;（5）、利用机组检修的机会进行各部位积灰清理工作，特别是烟道内、脱硝催化剂及空预器蓄热元件等部位，处理烟道导流板异常;（6）、严禁受热面超温运行，严禁受热面结焦，加强日常调整。
3、煤的发热量偏低会造成同样负荷条件下煤的质量增加，增加输煤系统、制粉系统及烟风系统出力，煤粉进入炉膛着火困难燃烧不稳定火检差。高负荷时可能因为磨煤机所带煤量超限、引风机出力大易失速或氧量不够容易结焦等原因造成限负荷，低负荷时可能因为火检不好，燃烧稳定性差原因需要限负荷，出现故障容易灭火，特别是制粉及烟风系统故障。
4、煤的可磨系数低易造成磨煤机堵磨，所有使用此类煤质的磨煤机都将堵磨，将使制粉系统退出，严重影响负荷和机组稳定。掺烧劣质煤后，煤斗蓬煤给煤机断煤磨煤机堵渣等缺陷频繁发生，特别严重时四角切圆机组发生隔层燃烧对冲机组发生过磨煤机三对一的运行方式。不但增加人员的工作量，也严重影响燃烧系统运行稳定。
虽然劣质煤掺烧产生了一系列的负面影响，但确实实在在的降低入厂标煤单价，降低了成本，增加了利润。现机组平均负荷率在80%左右，也就是说多数时间负荷达不到限制，所以现大力提倡配煤掺烧。
四、结论：
经过长时间的配煤掺烧，公司总结了很多经验，使负面影响可控在控。从煤厂管理、煤质掺配到炉膛燃烧及燃烧产物排放等各个方面，为应对产生的不良影响，坚持“科学性、安全性、环保性、经济性”相统一原则，实施了很多的有益措施。公司相继出台了配煤掺烧管理办法、配煤掺烧工作方案、配煤掺烧奖惩规定等管理制度。制定很多具体的技术措施，包括防止供煤中断措施、防止制粉系统爆炸措施、防锅炉灭火措施、防止锅炉超温结焦措施、防止污染物排放超标措施等。并成立配煤掺烧小组，实行24小时监控，实时应对突发状况，并根据制粉系统运行方式，确定每日配煤方案。公司各部门经过长时间的努力、互相配合，使配煤掺烧工作得到有序健康发展，符合“价值思维、效益导向”的理念。
作者简介：
张余光，1981出生，男，工程师，2004参加工作，一直从事燃煤电厂运行专业
关键词：劣质煤 掺烧
一、配煤基本情况
煤由水份、灰份、挥发份、硫氢固定碳等成分组成，其中灰份是完全不可燃的，挥发份、固定碳及硫氢燃烧。劣质煤主要是指水分高、灰分高、高硫等不好燃烧或燃烧负面影响大的煤。我公司主要掺烧的劣质煤是煤泥、高硫低热值煤、低硫低热值煤及高灰分低灰熔点煤。
二、燃烧过程
通过输煤系统、制粉系统煤粉进入炉膛，受热挥发分析出点燃，挥发份的燃烧属于气体燃烧，固定碳燃烧属于固体燃烧。碳燃烧产物最主要是二氧化碳，不完全燃烧会产生一氧化碳;产生一氧化碳的原因主要有四个方面，煤粉、风量、燃烧器及空气动力场，主要是通过燃烧调整试验来确定相关参数。煤粉又可细化成煤粉细度、粉管的一次风调平水平、一次风压等;风量主要是缺氧燃烧造成;燃烧器主要是安装角度及型式与煤质的匹配度等;空气动力场涉及的方面很多，有冷态炉膛空气动力场试验调整、风门挡板开关是否好用及热态动力场分布等情况;正常运行要求产生的一氧化碳越少越好，降低飞灰含碳量。
三、劣质煤掺烧后的不利影响
1、煤中硫份高的影响。硫在燃烧的过程中，产生一种叫硫化氢的气体，对水冷壁高温腐蚀严重，增加水冷壁腐蚀速度;硫燃烧产生的气相产物在合适的条件下会在空预器处液化，特别是空预器冷端，与水结合产生硫酸液体，对空预器蓄热元件造成低温腐蚀;现机组普遍在空预器入口烟道处增加脱硝系统，硫的气相产物与脱硝系统内逃逸的氨反应生成硫酸氢氨，这种物质粘性非常大，造成空预器前后差压高堵灰，堵灰将造成空预器换热不良、引风机出力增加甚至失速等危害;产生的二氧化硫若是不经处理直接排放到大气中，甚至会造成下酸雨的现象，所有现在国家、政府部门严格控制二氧化硫的排放，我厂要求瞬时超35mg/m3的时间不能超过6min，若是保电期间更加严格，瞬时不允许超标，严保大气质量。现有脱硫装置主要是通过石灰石与SO2反应生成硫酸氢钙的办法处理，若是烟气中的SO2太多超过脱硫浆液的处理能力或者脱硫系统入口烟气含硫量太高浆液恶化，都可能造成造成环保超标排放的惡性事故发生。
2、煤中的灰份含量增加，首先会造成煤中的可燃物比重减少，造成着火困难燃烧不稳定，再就是烟气中含灰量会更多;灰是一种不可燃物质，煤燃烧后灰随烟气流动，其中比重较大的落下变成渣通过捞渣机输送出去，比重较小继续跟随烟气向后流动。部分沉积在水冷壁、受热面、脱硝催化剂、空预器蓄热元件、省煤器灰斗和烟道各部分，沉积在省煤器灰斗的灰通过输灰系统输送走，大部分在随烟气经过除尘器的过程中被分离出来通过输灰系统输送走，剩余部分随烟气进入脱硫系统再排入大气。我厂要求瞬时超10mg/m3的时间不能超过6min，若是保电期间更加严格，瞬时不允许超标，严保大气质量。灰沉积在各换热元件上，会增加换热系数，减少传热量，增加换热元件超温的可能。超温后又会增加灰熔点低的灰软化甚至融化结成焦的可能，再次加大换热系数，形成恶性循环，最后可能造成受热面超温损坏或者掉焦负压波动大锅炉灭火的严重后果，加快设备损坏速度。除以上的影响外现我厂在长时间的配煤掺烧过程中遇到一个难题：机组运行中尘排放易超标，现还是瞬时超标，未造成小时均值超标的严重后果，但已有这种苗头，小时均值在9mg/m3的情况偶有出现。主要原因分析为以下几个原因：（1）、煤中的灰分高，煤量高时燃烧后的灰量在现除尘系统的处理能力之外;（2）、锅炉各元件处沉积的灰分太多，在炉内燃烧工况变化大造成各元件前后差压增加时，将使沉积的灰脱离随烟气进入除尘系统，超出现除尘系统的处理能力排放超标;（3）、除尘系统的处理能力下降，不能实现额定出力，实际能处理的灰量上限下降，低于燃烧产生的灰量。（4）、电除尘后烟道内阻力大，灰量沉积多，工况变化快时带动这部分灰导致脱硫系统出口排放超标。解决方法：（1）、做燃烧调整试验，改变煤质，减少灰含量;（2）、降低高负荷时负荷变化速度，减少扰动，增加低负荷时负荷变化速度，提高送风量，提高各元件处差压，减少沉积的灰量。加强吹灰器检修，定期吹灰或增加吹灰次数，减少沉积的灰量。检修期间实际观察吹灰器布置及各部位积灰情况，可将设备进行相关改造，增加吹灰枪或者是变更吹灰枪位置;（3）、优化电除尘运行方式，与集控加强配合，调整一二次电流增加振打频率，特别是高负荷来临前，在现有设备的基础上增加除尘的上限。对除尘设备进行全面评估，计算除尘系统出力，考虑再增加除尘设备;（4）、利用机组检修的时候检查除尘系统后烟道内情况，保证正常运行阻力;（5）、利用机组检修的机会进行各部位积灰清理工作，特别是烟道内、脱硝催化剂及空预器蓄热元件等部位，处理烟道导流板异常;（6）、严禁受热面超温运行，严禁受热面结焦，加强日常调整。
3、煤的发热量偏低会造成同样负荷条件下煤的质量增加，增加输煤系统、制粉系统及烟风系统出力，煤粉进入炉膛着火困难燃烧不稳定火检差。高负荷时可能因为磨煤机所带煤量超限、引风机出力大易失速或氧量不够容易结焦等原因造成限负荷，低负荷时可能因为火检不好，燃烧稳定性差原因需要限负荷，出现故障容易灭火，特别是制粉及烟风系统故障。
4、煤的可磨系数低易造成磨煤机堵磨，所有使用此类煤质的磨煤机都将堵磨，将使制粉系统退出，严重影响负荷和机组稳定。掺烧劣质煤后，煤斗蓬煤给煤机断煤磨煤机堵渣等缺陷频繁发生，特别严重时四角切圆机组发生隔层燃烧对冲机组发生过磨煤机三对一的运行方式。不但增加人员的工作量，也严重影响燃烧系统运行稳定。
虽然劣质煤掺烧产生了一系列的负面影响，但确实实在在的降低入厂标煤单价，降低了成本，增加了利润。现机组平均负荷率在80%左右，也就是说多数时间负荷达不到限制，所以现大力提倡配煤掺烧。
四、结论：
经过长时间的配煤掺烧，公司总结了很多经验，使负面影响可控在控。从煤厂管理、煤质掺配到炉膛燃烧及燃烧产物排放等各个方面，为应对产生的不良影响，坚持“科学性、安全性、环保性、经济性”相统一原则，实施了很多的有益措施。公司相继出台了配煤掺烧管理办法、配煤掺烧工作方案、配煤掺烧奖惩规定等管理制度。制定很多具体的技术措施，包括防止供煤中断措施、防止制粉系统爆炸措施、防锅炉灭火措施、防止锅炉超温结焦措施、防止污染物排放超标措施等。并成立配煤掺烧小组，实行24小时监控，实时应对突发状况，并根据制粉系统运行方式，确定每日配煤方案。公司各部门经过长时间的努力、互相配合，使配煤掺烧工作得到有序健康发展，符合“价值思维、效益导向”的理念。
作者简介：
张余光，1981出生，男，工程师，2004参加工作，一直从事燃煤电厂运行专业