调整优化煤炭结构提升安全经济环保效益

1、调整优化煤炭结构 提升安全经济环保效益1 煤炭结构调整优化的背景胜利发电厂目前四台锅炉运行。一期两台锅炉为东方锅炉厂设计制造的DG670 /13.7-8A型超高压中间再热自然循环固态排渣炉，单炉膛型布署，四角切圆燃烧，燃烧器集中布置，每台炉配两套中间储仓式钢球磨制粉系统，热风送粉。二期两台锅炉1025t/h亚临界压力中间再热自然循环锅炉，单炉膛四角切向燃烧，每台锅炉配四套双进双出钢球磨直吹式制粉系统。一、二期锅炉设计燃用贫煤，受煤炭市场因素影响，胜利发电厂在煤炭紧张时期，为保证发电生产，在一定阶段四台锅炉除燃用贫煤外，还燃用无烟煤和少量烟煤。随着国家对大气污染物排放标准的不断提高，一期锅炉燃烧

2、贫煤SCR入口NOx明显偏高，为了降低后期SCR的运行成本，原锅炉喷燃器布置及设计煤种已无法满足环保要求，2012年我厂#2锅炉虽然进行了低氮燃烧器的改造，但NOx排放仍在750 mg/ Nm3左右，远不能满足国家环保的要求，尽管脱硝装置能够大大降低NOx排放指标，但是也要求锅炉原烟气NOx排放指标不超过450mg/Nm3，才能通过脱硝装置降低到100 mg/ Nm3以下。仅从锅炉燃烧器改造和燃烧调整方面满足不了环保排放的要求，需对燃煤结构进行调整。另外，无烟煤不易着火和燃尽，易造成燃烧恶化，飞灰可燃物增大，投油助燃或发生锅炉灭火事件；部分入厂煤含硫偏高，运行中控制SO2满足环保排放的压力较大

3、。针对以上由于煤炭引发的机组安全、经济、环保方面的问题，我厂决定进行煤炭结构调整，优化煤炭结构，提升效益。2 煤炭结构调整优化具体做法2.1 紧抓源头，优化煤种结构和煤质指标胜利发电厂自2012年12月份确立煤炭结构调整方针后，最初由华胜公司采购烟煤，同时对煤炭从发热量、挥发分、含硫量和各煤种比例等指标提出了明确的要求，煤管办根据电厂要求，会同供应处煤炭公司着手对煤炭结构进行调整，调整的原则是减少无烟煤采购量、保持贫煤数量、加大了烟煤采购量，逐步拓宽了烟煤的进煤渠道，全面推进烟煤掺烧。2014年进原煤284万吨，其中烟煤102万吨，平均发热量5500千卡/千克以上，挥发分22%，含硫量1%，目

4、前已停止采购无烟煤，逐步提升烟煤采购比例，煤质指标也趋于优化，发热量和挥发分上升，含硫下降，减轻了机组运行的安全环保和经济运行的压力。2.2 燃煤分类堆放，用煤科学调度根据国家对煤的分类规范、我厂多年来购入煤的指标及我厂锅炉对煤的适应特性，以及煤种结构发生的变化，本着煤场堆取煤方便、作业量少、便于管理的原则，我们对煤场存煤区域进行了重新规划，但仍实行分类堆放、分仓上煤的管理规定。2.2.1 煤场存煤管理南煤场东部为无烟煤煤堆放区，南煤场中部为贫煤存放区，南煤场西部为转运煤存放区；北煤场为贫煤堆放区，相对固定存放区；中煤场为烟煤堆放区，是相对集中作业存放区，该区可以充分发挥斗轮机设备的作业机动性

5、。在中煤场，根据来煤、用煤的平衡情况，烟煤堆放区中具有一定的弹性。2.2.2 用煤科学调配 烟煤主要用于一期两台锅炉燃烧，烟煤存量较大，可以部分上仓二期锅炉；贫煤主要用于二期锅炉燃烧，其存量较小时二期锅炉部分煤仓可上仓无烟煤或转运煤，这样，可以根据来煤和存煤情况，各台锅炉或煤仓之间可以进行煤种切换，以满足锅炉燃烧需要和正常发电带负荷。2.3 一期锅炉掺烧烟煤改造为了NOx达标排放， 胜利发电厂分别于2013年9月和2014年6月利用#1、2炉大修对制粉系统进行了掺烧烟煤改造，对燃烧器进行了重新布置，改造后氮氧化物的排放取得了较好的效果，并对存在一次风箱爆炸的安全隐患进行了整改。200MW中储式

6、制粉系统锅炉，SCR入口NOx排放降低至400mg/Nm3以下，在国内没有先例可以借鉴，我厂与设计单位共同研究并不断完善设计方案，重点进行了制粉系统改造和喷燃器的重新布置，使氮氧化物实现了达标排放。 2.3.1 掺烧烟煤制粉系统改造一期锅炉掺烧烟煤改造方案是由西安热工研究院有限公司研制的炉烟干燥乏气热风复合送粉的制粉系统，该系统采用掺炉烟干燥方式控制制粉系统氧量以提高制粉系统的防爆能力，同时利用乏气打入一次风箱降低一次风温度，保护粉管和燃烧器防止烧损。通过采用炉烟干燥乏气热风复合送粉系统，对燃用贫煤的一期锅炉进行了制粉系统、风烟系统、吹灰系统和一次风系统等相关改造和完善，使锅炉单烧设计烟煤时，

7、锅炉各项指标满足要求，能有效防止制粉系统的爆炸、喷燃器烧损、炉膛结渣等，安全地燃用高挥发份烟煤，降低NOx排放，提高锅炉效率。另外改造后锅炉在各工况下可燃用设计烟煤又可掺烧一半原设计贫煤，各项参数都能满足锅炉运行要求，同时炉烟干燥建立的烟气再循环能有效降低锅炉炉膛温度水平，防止炉膛结渣，改善尾部受热面的换热，烟气再循环还能降低锅炉NOx排放。2.3.2 燃烧器改造改造前我厂一期锅炉燃煤主要是以贫煤为主的混煤，中储式制粉系统，特别是三次风带#17 、#18给粉机，炉膛出口NOx 排放浓度较高，约为900-1000mg/Nm3。燃用煤种、制粉系统设计方式、喷燃器总体布置方式和燃烧调整对锅炉出口NO

8、x 排放有决定性影响，因此一期锅炉在大修期间进行了燃烧器改造：由原来的集中布置改为间隔布置并且两层给粉机之间增加了二次风，二层一次风增加了微油点火，二次风口进行了低淡改造和重新布置，并增加了四层垂直分级高位燃尽风，将原来的三次风口进行了重新的分配和布置，由原来的两层三次风改为一层三次风在入炉前分两层进入炉内，替代六、八层二次风，改造后实现了锅炉出口NOx 排放浓度降低到400mg/Nm3以下的目标。2.4 优化运行调整2.4.1 一期锅炉改造后燃烧优化#1、2炉相继进行了掺烧烟煤改造后，通过几个月的运行，发现入炉煤中掺入贫煤，有时甚至掺入无烟煤，导致煤质挥发分下降，发热量升高，飞灰居高不下，平

9、均在12%，最高时到达1618%，严重影响经济运行，在煤质较差时出现了几次突然燃烧恶化的现象，处理不当极易造成锅炉灭火，给安全也构成了威胁。针对这种情况，一期运行部通过召开专题分析会，制定降低飞灰的目标和措施并分步实施。由于入炉煤中掺入了贫煤和无烟煤，首先应该降低煤粉细度到合适的范围，然后再从燃烧调整入手，具体工作有以下几个方面：一是根据煤质变化，提高制粉温度，强化锅炉燃烧。根据煤质挥发分，划分烟煤位和贫煤位，提高平煤位的制粉温度和一次风粉混合温度，根据煤质挥发分在热控逻辑中划分“烟煤位”与“贫煤位”，当入炉煤干燥无灰基挥发分（Vdaf）低于25%时，认定为贫煤，执行燃烧贫煤时的制粉温度控制联

10、锁，当入炉煤干燥无灰基挥发分（Vdaf）高于25%时，认定为烟煤，执行燃烧烟煤时的制粉温度控制联锁。“烟煤位”与“贫煤位”的制粉温度限值差20，减少了冷风的摄入量，提高了制粉温度，从而提高风粉混合温度，为提前着火提供好的条件，在一定程度上降低了飞灰可燃物。二是降低煤粉细度，煤粉充分燃烧。首先在制粉系统运行中调整挡板粗分离挡板，寻求降低煤粉细度，通过此项工作，煤粉细度下降2%3%，飞灰有轻微下降，但仍然很大在1012%。后来逐个停止制粉系统，做好隔绝措施，进入粗分离进行调整，经过五天的粗分离内部精细调整，使挡板开度达到一致，调整期间没有影响负荷，调整完毕煤粉均匀性明显提高，煤粉细度由原来的15%

11、下降到目前的平均8%，飞灰由原来的12%左右下降到6%左右，效果十分明显。三是通过配风试验，优化锅炉燃烧。通过调整粗分离挡板，降低煤粉细度，飞灰有了明显的下降，但仍有进一步降低的潜力，马厂长又组织一期运行部班子成员和炉专业人员召开了两次关于通过配风调整试验降低飞灰的专题分析会，他首先给我们讲解了燃烧原理及深层次的理论，指导我们用科学的计算方法，计算出一二三所占的比例及每层燃烧区域过剩空气系数，从而初步确定在一定工况下各二次风门的开度，然后再分各种配风工况，通过测炉膛各部位温度场的变化，从而寻找最佳的配风方式，该项工作非常繁琐，涉及很多理论知识和大量的计算，而且试验周期较长，通过配风试验，我们对

12、喷燃器重新布置后找到了最佳的配风方案。2.4.2 二期锅炉拓宽煤种适应性2.4.2.1立足经济运行和环保要求，确定煤炭结构调整新思路无烟煤在二期锅炉配合贫煤使用，由于无烟煤不易燃烧，为保证燃烧稳定，无法在下层制粉系统使用，只在上层制粉系统使用，燃烧时间相对较短，难以燃尽，导致飞灰可燃物等经济指标偏高，对胜利发电厂的经济运行造成不利影响；随着近年来环保压力的增加，对电厂节能减排的需求日益增加，脱硝装置投运后，燃用无烟煤时脱硝装置SCR入口NOx较高，为保证烟气达标排放，用氨量较大，除造成脱硝成本上升外，氨逃逸会对脱硝装置及其后部设备空预器、引风机等构成较大压力。为此，探索降低飞灰含碳量、排烟热损

13、失和SCR入口NOx成为胜利发电厂的一项紧迫任务。针对烟煤的特性，通过对燃用烟煤的电厂进行调研，论证了燃用烟煤对锅炉的经济运行和节能减排可以起到积极的作用，2013年初，厂领导确定了在二期锅炉率先进行烟煤试烧试验，为实施煤炭结构调整进行经验积累的方针。2.4.2.2吸取前期试烧经验，不断提升烟煤掌控能力燃煤锅炉是根据特定煤种来进行设计的，煤种一旦改变，锅炉运行的安全经济性都会受到影响，燃用烟煤控制不当，会造成燃烧设备烧损、制粉系统着火爆炸、锅炉结焦等问题，引起设备损坏或影响机组安全。2005年以来，胜利发电厂在下层制粉系统燃用烟煤进行机组启停和特殊运行工况稳燃已有了一定成功经验，但对全面长时间

14、燃用烟煤还没有进行尝试。2013年4月，胜利发电厂对贫煤锅炉改烧烟煤的试验开始进行，为保证试验安全，试验前制定了一系列针对性的技术措施，对制粉系统启停、制粉温度、风粉配比、旁路风使用、一次风速、吹扫方式等进行了详细的规定。整个燃用烟煤试验分阶段逐步进行：首先是燃煤启停炉试验，其次是部分煤仓燃用烟煤试验，最后直至全部煤仓燃用烟煤试验。通过试验，锅炉不投油稳燃负荷由贫煤的150MW降至120MW；启动、滑停燃油量大幅减少；在相同负荷及氧量的情况下，燃用烟煤飞灰、SCR入口氮氧化物均呈明显下降，锅炉运行经济性较好，短时间运行无明显结焦现象；2013年9、10月进行了全面试烧，燃用烟煤两炉飞灰可燃物较

15、之前降低4.77%，SCR入口氮氧化物较年初降低100mg/m3左右，取得了良好效果。2.4.2.3全面推广烟煤使用，优化磨煤机运行方式2014年上半年完善了保证安全的相关监控手段，加装了粉管温度测点、在制粉系统区域加装了视频监控等。同时，进一步深化技术研究，利用烟煤易磨制、易燃尽的特点，合理分配制粉系统负荷提升三套制粉系统带高负荷能力；利用烟煤易着火的特点实现第四套制粉系统的快速启停、180MW以下不投油停运第二套制粉系统，以降低制粉电耗；利用烟煤易燃尽的特点合理降低风量以降低锅炉排烟热损失。启磨负荷较之前提高2030MW，磨启动至正常时间缩短一半，270MW240MW负荷区间实现了三台磨煤机运行。 3 取得成效1、锅炉燃烧稳定，全