第4期
煤质技术
2018年7月
煤质变化对煤粉锅炉运行的影响因素及对策分析
(1.煤科院节能技术有限公司,北京 100013;
2.煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室,北京 100013;
)3.国家能源煤炭高效利用与节能减排技术装备重点实验室,北京 100013
2,3
谭 静1,
摘 要:煤质变化影响燃煤锅炉的日常运行,结合高效煤粉锅炉的现场实际应用,从煤的水分较高易增加锅炉的耗电量、挥发分过高易引发煤粉自燃、煤质波动对制粉系统的影响、煤质对其它辅助设备运行的影响等方面分析了煤质变化对煤粉锅炉经济运行效率的影响,建议采取妥善配煤工作、加强燃料管理、设置煤质在线检测装置、控制入炉煤的煤质指标等对策以优化煤炭采购环节,最终达到降低煤粉锅炉运行成本之目的。
关键词:煤质变化;粉煤锅炉;影响因素;配煤;燃料管理;制粉系统;运行效率
)0中图分类号:TQ534 文献标志码:A 文章编号:1007-7677(20184-0062-03
Influencefactorsandcountermeasuresanalsisofcoalualithaneyqycg
onpulverizedcoalboileroerationp
(1.ChinaCoalResearchInstituteCompanneronservation,Beiin00013,China;yofEgyCjg 1
2.StateKeaboratoroalMininndCleanUtilization,Beiin00013,China;yLyofCgajg 1
123
TANJing
,,
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:T,cAbstracthechaneofcoalqualitffectsthedailerationofcoal-firedboilersombinedwiththepracticalalicationofgyayoppp
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3.NationalEnerechnolouientLaboratoroalUtilizationandEmissionControl,Beiin00013,China)gyTgy&EqpmyofCjg 1
根据统计数据显示,供热行业煤炭采购成本占锅炉运行总成本的7成以上,所以燃煤的选择直接决定着锅炉、制粉、除灰除尘等设备的型号和性能及参数选择,即锅炉运行的工作质量主要取决于煤炭的质量。
近年来,煤质变化对燃煤锅炉的日常运作影响巨大,如煤的来源变化已从原先的单独烟煤到目前的烟煤、低质煤和褐煤的混合燃烧。煤炭市场质量参差不齐,锅炉运行面临着因煤炭质量下降所导致的成本压力增大以及目前对煤炭行业的节能环保严格要求等诸多问题。煤质差、燃烧煤质与锅炉的设计煤质不同,增加了工作人员的工作项目并增加其劳动强度;锅炉燃烧不稳定会影响锅炉运行的
)基金项目:煤科总院科技创新基金资助项目(2016ZYMS007
安全稳定性,并增加锅炉及辅助设备出现故障的频率,降低设备的使用寿命。
鉴于以上问题,以下结合江苏新沂某项目高效煤粉锅炉的现场实际应用,分析煤质变化对锅炉经济运行效率的影响,探讨采取相应措施以优化煤炭采购环节,最终达到降低煤粉锅炉运行成本的目的。
1 项目概况
江苏新沂锅炉项目为已在新沂市备案的/h高效煤粉锅炉,其可作为新沂经济开发2台20t区唐店化工聚集区热电联产项目之前的先期建设的;集中供热中心。锅炉型号:DHS20-3.0-AIII;额定给水温度:1额定蒸汽压力:3.0MPa04
℃;额定蒸汽温度:235℃。
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表1 新沂项目锅炉系统燃料要求和技术指标
技术指标
-1)·k煤粉发热量(Qn,Jgetar)/(M
新沂项目锅炉系统的燃料要求和技术指标详见表1。在实际运行过程中新沂项目煤粉的煤质分析数据见表2。
指标要求≥25.09≥35≤10≤4
2 煤质变化对煤粉锅炉运行的影响因素
的现场实际应用情况,从以下4个方面分析煤质变化对煤粉锅炉运行的影响因素。
/h高效煤粉锅炉结合江苏新沂项目2台20t
挥发分(Vdaf)/%灰分(Aar)/%
含硫量(S,tar)/%水分(Mar)/%煤粉细度/mm
≤0.50.075
注:煤粉细度的过筛率大于90%。
表2 新沂项目煤粉的煤质分析数据
项目新沂煤粉
工业分析/%
元素分析/%
,d/St
Mad
3.97
AdVdafFCd58.04
Cd73.98
HdNdOd11.68
%-1)((M·k·kJMJgg-1)
,d/Qgr,Qnetar/
CRC2
8.6136.494.201.050.4829.8227.80
注:实际测试时间为2016年5月15日。
)水分因素可使煤粉锅炉运行的生产效益 (1
降低。若煤炭的水分较高,会增加磨粉过程的耗电量,更会影响煤的发热量,水蒸发及气化的过程还会消耗相当大的热量,且会增加燃烧时的排烟量,在一定程度上增加了火电厂自身的耗电量。同时,水分较高则易使煤炭运输系统出现拥堵,影响电厂供电系统的稳定运行[1]。烟气中的SOx的形成将在锅炉上凝结腐蚀空气加热器,易造成设备的故障,缩短设备的使用寿命及加快更换周期,对热电厂的生产和操作造成了很大的影响。
()煤质波动对制粉系统的影响。①原煤中矸2
石含量过多时,制粉系统的出粉量会大幅降低,还会出现停磨现象。在锅炉工作效率不变的情况下,燃煤量增加,使制粉系统停磨时间减少,电力消耗的增加均会影响锅炉的运行效率。②由于褐煤具有较高的挥发性,导致制粉系统在运行环节的安全风险增加,不利于系统的安全运行,并可能对煤场造成爆炸等影响。③当原煤的水分含量过高时,就会导致输煤机输煤不通畅,造成破碎机管道粘煤等问题,大幅降低煤炭制粉过程中机器的运行效率。()挥发分过高易引发煤粉自燃危险。挥发分3
是电厂用煤的重要指标,其与煤燃烧及火灾之间有着紧密的联系。一般情况下,若煤中挥发分值符合电厂设计要求,则煤炭燃烧过程就相对稳定,燃烧就会更加完全和彻底,煤炭的能量即可得到完全释放;若燃烧过程不稳定,煤炭则不能充分燃烧[1-5]。挥发分与锅炉燃烧器的结构及内部尺寸之间也有着密切的联系。若挥发性含量太高,就会出
现煤粉聚集在制粉系统中,当聚集到一定程度就会出现煤粉自燃着火现象,从而发生安全事故,对工作人员的生命安全造成威胁。
(4)煤质波动对其它辅助设备运行的影响。①炉膛壁上易结渣,水冷壁、省煤器、空气加热
器等受热表面易积磨损和聚集灰尘。锅炉通风阻力
增大,影响锅炉的热效率。②当煤的质量欠佳时,使之不能得到充分燃烧,导致煤在锅炉中的消耗量相对增加,即在炉渣中的碳含量也相应增加,因而造成输煤、除尘除渣工作量增加,导致设备易出现故障,从而对员工的工作环境与生命安全造成威胁。③燃煤的灰含量过高,不仅影响除尘器的效率,但也增加灰处理系统的超负荷,导致运行故障频繁出现,从而影响电厂运行的工作环境和外部环境。
3 对策分析
煤质并使质量稍差的煤炭得到充分的利用,还可降低燃料的排灰量及运行成本。在电厂具体的工作中,须对燃煤提前进行测试分析,及时检查不同类型的煤种并对其认真分析后得出全面的煤质分析报告,再按约定比例合理地将不同性质和类型的煤种加工混合。为提高煤粉锅炉的工作效率,对于配煤须坚持以下相关原则:不同的煤源配合时,应使配煤的挥发分差值变化较小;确定配合比例后,需尽量保证不同煤源之间的均匀性,以有利于提高燃烧的稳定性[1]。现场工作中应尽力创造燃煤配煤掺烧条件,建立高效的入炉煤配煤掺烧管理机构,妥善
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()妥善进行配煤工作。通过配煤操作可均衡1
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进行配煤工作并优化其配煤掺烧效果。
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炉的效率也随之下降,则耗煤量增加。其次,入炉烟煤的挥发分越高,越易点燃火焰,可使炉内温度升高,挥发分须符合设计要求,不能太高。
()加强燃料管理以达科学配煤之目的。①加2
强对煤炭质量的监控,打造煤源台帐,选购优质煤炭。不同煤种之间的煤配合时,应使用相对稳定的煤炭来源,严禁购买不符合煤质指标的煤炭,以确保锅炉的安全运行。②加强煤炭的储藏管理。不同类型的煤应储存于不同类型的煤堆,定期选择使其用于燃烧或更换,以防止煤堆自燃及减少储存损失。()设置煤质在线检测装置。大多数工业锅炉3
从收集煤样进行测试准备以及获得测量分析结果,该过程需较长时间(约8h)。为提高测试效率,要求现场引进先进技术、建立采购煤的在线检测、动态监测并控制煤的质量,并在短时间内获取炉煤中所燃煤的热值等指标,及早发现劣质煤类别,风险控制入炉煤质,让锅炉始终处于高效、安全的状态。此外,必须加强入炉煤的分析,让设备的运行人员能够根据灰分、发热量等参数采取相应的应对措施,在最大程度上优化锅炉的运行效率并提高生产过程的安全性。
()控制入炉煤的煤质指标,保证安全经济运4
行。由于燃煤锅炉的设计,烟煤与褐煤混合后预计会严重影响煤质,严重影响锅炉的稳定燃烧和运行稳定性。为确保发电机组的经济性运行,燃烧时须监测进入炉内的煤的质量指标,确保安全经济运行。入炉煤的燃烧热应有最低限值,由于掺杂褐煤的配煤燃烧,入炉煤的发热量有所下降,假设锅炉保持相同的蒸发量,褐煤的消耗量远远大于烟煤的消耗量。若煤炭总量不增加,则锅炉的蒸发量必然减少。在正常情况下,当入炉煤的燃烧热下降,锅
4 结 语
由以上探讨可知,伴随着煤质的变化,研究锅炉对不同煤种的适应性很有必要。结合各煤种的特点,可以组织和优化系统运行方式,完善煤粉锅炉系统对各种煤炭的适应性。在实际运行操作中,应尽最大可能地提高锅炉对不同煤种的适应性,实现煤粉锅炉运行的效率优化,提高设备运行过程的经济效益并降低过程中的安全风险。
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),男,江西赣州人,硕士,助理研 作者简介:谭 静(1985-究员,主要从事煤化工基础研究、煤炭燃烧及煤粉锅炉技术应用。
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