1、設(shè)備概況
某廠3、4號(hào)鍋爐是亞臨界壓力控制循環(huán)鍋爐，額定負(fù)荷為600 MW，采用擺動(dòng)式燃燒器調(diào)溫，四角布置切向燃燒，正壓直吹式制粉系統(tǒng)，單爐膛，Ⅱ形半露天布置，固態(tài)排渣，全鋼架結(jié)構(gòu)，平衡通風(fēng)，具有較好的煤種適應(yīng)性，在燃料正常變化范圍內(nèi)燃燒穩(wěn)定，安全可靠。
設(shè)計(jì)煤種為準(zhǔn)格爾煤，煤質(zhì)分析見(jiàn)表1。
由表1可知，設(shè)計(jì)煤種為高揮發(fā)分、低灰分、低硫分、高熱值的有較強(qiáng)結(jié)渣趨勢(shì)的優(yōu)質(zhì)動(dòng)力煤。
當(dāng)前，隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，特別是大批火力發(fā)電廠的不斷投產(chǎn)，電煤供應(yīng)日趨緊張，人廠煤種越來(lái)越復(fù)雜，煤質(zhì)指標(biāo)經(jīng)常偏離設(shè)計(jì)值。以2010年8月18日入爐煤為例，煤質(zhì)分析見(jiàn)表2。
由表2及表3可以看出，實(shí)際入爐煤是低揮發(fā)分、高灰分、熱值偏低、高硫分的煤質(zhì)，其中灰分、硫分含量較設(shè)計(jì)值偏高（超過(guò)50%），對(duì)鍋爐運(yùn)行影響較大。富通新能源生產(chǎn)銷(xiāo)售
生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒
顆粒機(jī)、
木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料，同時(shí)我們還有大量的楊木木屑顆粒燃料和玉米秸稈顆粒燃料出售。
鍋爐主要輔機(jī)運(yùn)行負(fù)荷都在80%額定值以?xún)?nèi)，因?yàn)閾圃鼨C(jī)驅(qū)動(dòng)油壓偏高，故機(jī)組實(shí)際帶負(fù)荷均達(dá)不到額定輸出功率。
機(jī)組主要運(yùn)行參數(shù)以及各輔機(jī)運(yùn)行情況都在正常范圍內(nèi)，鍋爐各受熱面結(jié)渣情況不明顯，各項(xiàng)指標(biāo)表明鍋爐本身對(duì)劣質(zhì)煤種的運(yùn)行適應(yīng)性較強(qiáng)，制約機(jī)組長(zhǎng)時(shí)間高負(fù)荷運(yùn)行的關(guān)鍵問(wèn)題是煤質(zhì)的灰分較大，鍋爐渣量多，受撈渣機(jī)功率、制粉出粉量（總煤量）限制。
長(zhǎng)時(shí)間高硫分煤種運(yùn)行，鍋爐受熱面的高溫腐蝕、尾部煙道構(gòu)件的低溫腐蝕不容忽視，造成機(jī)組運(yùn)行不可靠。
2、鍋爐摻燒劣質(zhì)煤時(shí)存在的問(wèn)題
2.1高溫腐蝕
硫化物型的高溫腐蝕是引起水冷壁管腐蝕的一個(gè)主要因素，煤中的硫在一定條件下隨煤燃燒而在燃燒區(qū)中形成H2S，而這和燃燒時(shí)的缺氧氣氛有很大關(guān)系。燃燒器供氧不足時(shí)會(huì)在水冷壁附近出現(xiàn)還原性氣氛，生成大量的H2S。在爐煙還原反應(yīng)中，硫在爐煙中以氧化硫和硫化氫的形式出現(xiàn)。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，影響水冷壁管外部腐蝕的最主要因素是水冷壁附近的煙氣成分和管壁溫度。由于燃燒器附近火焰溫度可達(dá)1400～1 600℃，因此煤中的礦物成分揮發(fā)出來(lái)，這一區(qū)域煙氣中NaOH、S02、HC1、H2S等腐蝕性氣體成分較多，同時(shí)水冷壁附近的煙氣還處于還原性氣氛，導(dǎo)致了灰熔點(diǎn)溫度的下降和灰沉積過(guò)程加快，從而引起受熱面的腐蝕。另外，由于燃燒器區(qū)域附近的水冷壁管的熱流密度很大，溫度梯度也很大，這對(duì)管壁的高溫腐蝕有著很大的影響。
除了在機(jī)組定期檢修中進(jìn)行必要的檢查、評(píng)估高溫腐蝕的程度外，實(shí)際上對(duì)于容易發(fā)生高溫腐蝕的部件可以采用在受熱面上噴涂保護(hù)層。
2.2低溫腐蝕
煤中的硫分由有機(jī)硫、硫鐵礦硫和硫酸鹽硫三部分組成。前兩種硫可以燃燒而構(gòu)成所謂的揮發(fā)硫或可燃硫，后一種不能燃燒而并人灰分之內(nèi)。由于我國(guó)煤中的硫酸鹽硫很少，可忽略不計(jì)。雖然可燃硫燃燒可以放出一定的熱量，但其燃燒產(chǎn)物（S02或S03）和水蒸氣結(jié)合生成亞硫酸或硫酸蒸氣。當(dāng)煙氣流經(jīng)低溫受熱面時(shí)，由于金屬受熱面溫度低于硫酸蒸氣開(kāi)始結(jié)露的溫度（酸露點(diǎn)），硫酸蒸氣便在其上凝結(jié)，使鍋爐尾部受熱面發(fā)生低溫腐蝕及堵灰。
2.3撈渣機(jī)功率受限和受熱面磨損
高灰分煤種高負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，受直接影響的是撈渣機(jī)。3號(hào)及4號(hào)鍋爐撈渣機(jī)為液壓驅(qū)動(dòng)，極限驅(qū)動(dòng)油壓為21 MPa，一旦達(dá)到詼極限值，油泵因保護(hù)動(dòng)作而跳閘。渣斗積渣繼續(xù)增加時(shí)，將無(wú)法啟動(dòng)油泵，機(jī)組被迫降低負(fù)荷運(yùn)行，若人工輔助外力驅(qū)動(dòng)撈渣機(jī)鏈條則費(fèi)時(shí)費(fèi)力。另外，受熱面的飛灰磨損程度加重，需要在機(jī)組定期檢修時(shí)進(jìn)行全面檢查評(píng)估，采取相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施，例如消除煙氣走廊、裝設(shè)鰭片、鍍防磨損膜等，這就造成輔機(jī)可用系數(shù)降低。
2.4受熱面結(jié)渣
灰熔點(diǎn)設(shè)計(jì)值￡。-1160℃，若實(shí)際運(yùn)行中入爐煤ts=1 280℃以上時(shí)，鍋爐高負(fù)荷運(yùn)行時(shí)爐膛結(jié)渣趨勢(shì)不明顯，但是過(guò)熱汽溫明顯偏低，達(dá)不到額定值，影響機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性；當(dāng)入爐煤。接近或低于設(shè)計(jì)值時(shí)，水冷壁和屏式過(guò)熱器有結(jié)渣趨向，高負(fù)荷運(yùn)行時(shí)過(guò)熱器、再熱器減溫水量較大，同樣影響運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。吹灰時(shí)大量爐渣落人渣斗，也給撈渣機(jī)運(yùn)行帶來(lái)威脅，成為不安全因素。
3、優(yōu)化配煤方案及實(shí)現(xiàn)
由上述分析可見(jiàn)，合理配煤，控制人爐煤的含硫量、灰分、熱值是提高鍋爐運(yùn)行可靠性、優(yōu)化變負(fù)荷響應(yīng)性能、增強(qiáng)長(zhǎng)期高負(fù)荷運(yùn)行性能的有效措施：
(1)熱值指標(biāo)按照磨煤機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行所允許最高負(fù)荷推算，鍋爐總耗煤量控制在250 t/h以?xún)?nèi)為宜，即偏差率應(yīng)該在10%以?xún)?nèi)，因而得出理想配煤平均熱值≥20. 50 MJ/kg。
(2)結(jié)合運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，灰分指標(biāo)控制偏差率在≤30%設(shè)計(jì)值，w(A)一14.3%時(shí)基本能滿(mǎn)足各種運(yùn)行工況的要求。
(3)灰熔點(diǎn)指標(biāo)t=1160～1 280℃為鍋爐較適宜的配煤方式。
(4)全硫指標(biāo)根據(jù)長(zhǎng)時(shí)間在線監(jiān)測(cè)結(jié)果和人爐煤含硫量進(jìn)行相關(guān)分析得出，含硫量w(S，)與S02排放質(zhì)量濃度的關(guān)系見(jiàn)圖1。當(dāng)排放S02質(zhì)量濃度為2 100 mg／m3時(shí)，對(duì)應(yīng)的w為1.00%，因而S02排放質(zhì)量濃度為1 749. 6w(S，)+85. 338 mg/m3。
例如：2010年9月17日，3號(hào)爐配煤ClE煤斗神混259（全硫0. 55%），其他4倉(cāng)優(yōu)混229（全硫1.45%），鍋爐5臺(tái)磨煤機(jī)運(yùn)行平均人爐煤全硫一1.09%。在線檢測(cè)結(jié)果，煙氣S02質(zhì)量濃度達(dá)2 300 mg/m3，超標(biāo)。所以，合理配煤應(yīng)控制入爐煤全硫≤1%，見(jiàn)表5。
實(shí)際加倉(cāng)時(shí)應(yīng)該注意，保證1臺(tái)磨煤機(jī)加入接近設(shè)計(jì)煤質(zhì)的神混煤，對(duì)提高運(yùn)行可靠性、可調(diào)性十分必要。
在正常運(yùn)行過(guò)程中，還必須合理調(diào)整運(yùn)行參數(shù)，注意減輕腐蝕程度。機(jī)組高負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，若采用富氧燃燒時(shí)會(huì)加劇火焰中心還原性環(huán)境氣氛，所以必須嚴(yán)格控制氧量值。為減輕空氣預(yù)熱器冷端低溫腐蝕，必須嚴(yán)格控制空氣預(yù)熱器人口冷風(fēng)溫度。按照運(yùn)行規(guī)程規(guī)定，通過(guò)調(diào)節(jié)送風(fēng)機(jī)熱風(fēng)再循環(huán)，應(yīng)控制空氣預(yù)熱器入口風(fēng)溫≥20℃。富通新能源生產(chǎn)銷(xiāo)售的生物質(zhì)鍋爐以及木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料是客戶(hù)們不錯(cuò)的選擇。
為了避免撈渣機(jī)堵渣，運(yùn)行中應(yīng)該利用電網(wǎng)負(fù)荷低谷時(shí)進(jìn)行吹灰除渣，為承擔(dān)高峰負(fù)荷創(chuàng)造條件。運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)撈渣機(jī)驅(qū)動(dòng)油壓有明顯上升趨勢(shì)時(shí)，應(yīng)該果斷申請(qǐng)降負(fù)荷排渣。實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證明，85%額定負(fù)荷以下運(yùn)行時(shí)完全可以清除撈渣機(jī)的積渣。如果通過(guò)技術(shù)改進(jìn)，提高撈渣機(jī)的運(yùn)行功率，同時(shí)加強(qiáng)對(duì)磨煤機(jī)的運(yùn)行維護(hù)，如對(duì)石子煤的清理，及時(shí)更換磨損的磨煤機(jī)磨輥，鍋爐完全可以帶額定負(fù)荷長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)運(yùn)行。
4、結(jié)語(yǔ)
當(dāng)前火力發(fā)電廠無(wú)法按照鍋爐設(shè)計(jì)要求燃用優(yōu)質(zhì)動(dòng)力煤的狀況將延續(xù)，采取針對(duì)性的措施將能解決鍋爐長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)高負(fù)荷運(yùn)行問(wèn)題，該600 MW機(jī)組鍋爐適應(yīng)劣質(zhì)煤種運(yùn)行的可靠性能進(jìn)一步提高。
