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配煤掺烧劣质煤9种严重后果你清楚吗?

我们知道配煤是不能掺杂劣质煤的,但具体的配煤掺烧劣质煤可能产生的后果你清楚吗?配煤机厂家小编为您解答9种配煤掺烧劣质煤的严重后果:

(1)低热值的影响

若煤的发热量降低,则同样的锅炉负荷所用的实际煤量增大,而对于直吹式制粉系统,输送煤粉所需的一次风量也相应增加,导致理论燃烧温度和炉内的温度水平下降,使煤粉气流的着火延迟,燃烧稳定性变差,影响煤粉的燃尽,煤的发热量降低还可能导致锅炉熄火等严重事故的发生。同时,燃煤量增加后,燃烧器的出力受限,同时热一次风量增加后,一次风速将增加,燃烧器阻力会增加较多。另外,炉膛燃烧火焰中心上抬,使锅炉排烟温度升高,增加排烟热损失,同时锅炉辐射换热与对流换热比例改变,对流换热增加,减温水量增加。低热值入炉后的热惯性较大,会引起汽温大幅度波动。且随着掺烧比例的加大,这种惯性也随之加大,锅炉效率将有所下降。根据掺烧比例、水分等不同指标,燃煤量增加,影响制粉单耗增加;一、二次风比例变化影响一次风机的耗电率增加;烟气量的增加、一次风压的提高造成空气预热器阻力、漏风量增加影响引风机耗电率增加。最终影响发电煤耗,影响供电煤耗;厂用电率同比升高。煤质变化可能会造成机组的某些设备不能满负荷运行而限制锅炉出力。例如煤的水分和可磨性指数的变化可使磨煤机达不到额定出力;煤的灰分增加或灰的电阻特性改变可能使静电除尘器的除尘效果受限。煤质趋劣时,锅炉燃烧不稳、灭火、受热面磨损加剧和带不上负荷等事故随之发生,电厂事故停运率增大,导致整个电网出力不足。

(2)高水分的影响

水分对煤的燃烧过程的影响主要体现在降低炉内温度。水分还影响制粉系统型式、干燥介质的选择以及输煤系统的运行,从而影响锅炉燃烧工况。水分增加会增加排烟热损失。原煤水分对磨煤机碾磨出力影响较大。影响干燥出力的之一为热一次风温,另一个因素为干燥剂量,磨煤机内的风煤比将变大,因此一次风率将增加,热一次风量不足。干燥出力不足,出口温度降低,尤其当雨季来煤外水增加时,煤斗下煤、磨煤机各粉管会出现堵管现象,磨煤机出力受到影响。目前通过对磨进行降出力运行吹扫,有效的减少了问题发生次数。当原煤水分增加,折算烟气量(按热量相同)增加,烟气量的增加影响尾部阻力将增加。烟气中的水蒸汽含量增加,对空预器的低温腐蚀几率增加,同时由于烟气中的水蒸汽对SCR催化剂产生污染,影响SCR效率。

(3)挥发份对燃烧的影响

低挥发份煤,不易着火和燃烧。一次风的作用尤为重要.直流燃烧器煤粉的着火,主要是靠射流卷吸周围高温烟气对一次风的气粉混合物加热。根据公式:

Q=(Cr+V1Ck)(Ti-To)

Cr,Ck----------燃料和空气的比热; V1-------------每kg燃料的一次风量(nm3/kg); To-------------气粉混合物初温; Q--------------每kg煤粉所需着火热量。 可以看出,增大煤粉空气混合物中一次风量,相应增大了着火热,将使着火过程推迟。减小一次风量,会使着火热显著降低,因而在同样的卷吸烟气量下,可将煤粉气流更快地加热到着火温度。但是一次风量过低,会由于着火初期得不到足够的氧气而反应速度减慢,阻碍着火的继续扩展。由此可见,从煤粉着火燃烧考虑,对应于一定的煤种,一次风量有一个最佳值,另外一次风量还应协调磨煤、干燥和输送煤粉要求。由于现我厂以燃用劣质煤为主且煤种多变,就需对一次风量适时调整。劣质煤着火温度较高,因此,在保证煤粉管道不积粉堵管的前提下,应尽可能降低一次风气流动量比例;挥发分较高时,可适当提高些。另外还应密切注视炉膛内的流动工况和燃烧工况,进行及时调整。高挥发份煤,虽然易燃但在制粉系统启停及堵煤蓬煤期间容易发生制粉系统自然爆炸事故,因此掺高挥发分煤对制粉系统防爆工作提出了更高要求。尤其雨季磨煤机入口堵煤时,若不及时停磨,极易造成磨入口管内积煤自燃着火,所以若发生磨入口堵煤,务必及时停磨疏通。燃用褐煤需严格控制磨出口温度,磨煤机停运时需尽可能抽空磨煤机并及时充惰。在磨煤机正常运行时若一台给煤机蓬煤,则需严格控制磨出口温度在正常范围内,防止制粉系统爆燃事故的发生,保证锅炉安全稳定运行。
(4)高灰份的影响

由于着火推迟,燃烧温度下降,燃烧的稳定性相对较差,燃烧调整不当,容易造成锅炉熄火。着火推迟,火焰中心上移,过热器容易超温爆管。这种情况在多数锅炉上都发生过。我厂最明显表现在变负荷减温水量变量巨大,自动控制失灵,二减易带足,一减后温度降至最低值略大于饱和温度,主汽温、过热器壁温超温明显,工况扰动时无有效调节手段,常需将一减改手动调节不利于安全运行。

煤种灰分增大,发热量降低,在接带同样负荷的前提下,所需要的煤量增加,进而导致磨煤机、风机出力增加。由于灰分增加导致烟气飞灰浓度加大,根据经验磨损公式:T=Cημω3τ(g/m2)可知,磨损量与飞灰浓度、与飞灰流速的三次方成正比。掺烧后的烟气飞灰浓度增加直接导致锅炉受热面磨损加。另一方面尾部烟道内积灰增加,堵住了一部分烟气通道,形成烟气走廊,也加剧受热面的磨损。同时空预器易堵塞,制粉系统易故障。结渣量变大,掉渣几率变大,走渣量增加。灰比电阻变化也较大。由于燃煤的灰份增加,空预器电流晃动,需要空预器连续吹灰,本体吹灰需要加强尾部和水冷壁,吹灰消耗蒸汽明显增加。随着国家环保要求越来越严格,分析煤质对成本的影响还要考虑到煤质对锅炉排放总量的影响。

(5)高硫份的影响

当掺烧高硫份煤时,当空预器冷端进口壁面温度低于酸露点温度时,空预器波纹板上产生结露,结露以后会对波纹板形成腐蚀,同时粘附飞灰,造成流道堵塞。锅炉燃用高硫煤,炉内水冷壁比较易出现高温腐蚀。燃煤硫份的高低应以折算硫份为准,燃用高硫煤时炉内存在较高浓度的H2S气体,H2S与炉管发生反应形成腐蚀,在壁面存在较高CO浓度、炉管温度较高时,腐蚀速率加快。锅炉燃用高硫煤,脱硫负荷增大,石灰量加大,同时会排放出大量含硫烟气和含硫煤渣煤灰污染环境同时含硫烟气对锅炉设备造成严重腐蚀不可换回。

(6)低可磨性系数的影响

可磨性系数越大燃料越容易磨,则磨粉耗电愈小,原煤水分愈大,磨粉过程由脆性变形过渡到塑性变形,改变了煤的可磨性,增加了磨粉能量消耗,磨煤出力因而降低。

(7)灰熔点低的影响

灰熔点较低煤种,一般在1100-1200℃,极易造成烧坏火嘴、火嘴结焦及屏过区域结焦,尤其是屏过区域结焦的会大大增加(屏过区域的出入口烟气温度一般设计在1000-1300℃),使减温水量增大及排烟温度升高。由于我厂炉膛出口烟温偏高,600MW时就地实测达1150°C,远高于设计值968°C,如能降低炉膛出口烟温,应能缓解我厂结焦情况。从煤粉的燃烧过程来说,需要有一定的炉膛高度来满足燃烧过程或者说火焰长度的需要。炉内的温度分布是与这一高度密切相关,温度只有在燃烧基本结束之后,才会较迅速下降,灰粒才具有被冷却固化的可能,如果这一从燃烧器上部到屏过最低处的高度较小,那么屏过结渣就会较严重。但目前从现场用辐射高温仪测炉膛烟温时发现从屏过进口到高过出口段之间的烟温基本在同一水平上,说明到炉膛出口时炉内燃烧过程还未完全结束,由此可见我厂锅炉设计中这一高度选择与燃用煤种的燃烧特性及灰的特性并不完全吻合;过低的过剩空气系数将影响到灰熔点,也会促进结渣的产生。当煤粉细度过大时,煤粉中的粗粒既容易从气流中分离出来与壁面碰撞,也需要较长的燃烬时间和火焰长度,因此容易导致结渣,适当减小煤粉细度,尤其是上层磨煤机的煤粉细度应可以缩短燃烬时间和火焰长度,降低炉膛出口烟温,有利于缓解炉内结渣。

(8) 对负荷和调度的影响

高水分、低热值煤,掺烧后燃料量大幅增加,除影响机组高负荷出力能力外,对锅炉燃烧调节特性也产生明显影响,主要表现为热惯性大、响应迟滞。机组升降负荷时、汽压、汽温波动较大,部分高比例掺烧机组主汽压力波动范围增大到1MPa,甚至出现主汽温度下降等情况,即使勉强带满负荷,引风机开度超过80%,进出口差压大于8.5,很容易引起引风机失速,严重影响机组安全运行。

电网要求机组必须投AGC运行,AGC运行时,负荷变化率快,负荷频繁升降,掺烧比例高时,因磨煤机磨制劣质煤,干燥出粉速度慢,粉温度低,锅炉燃烧跟不上负荷变化,很难满足AGC速率及品质要求,造成考核电量和电费。

(9) 经济性影响

根据掺烧试验,原灰处理、电耗、储灰、脱硫成本增加、机组不安全因素增多,在综合考虑不利因素影响的同时结合目前煤价行情,现有煤种的标煤单价为550元/吨左右,以掺烧褐煤为例,褐煤单价为365元/吨左右,掺烧优势明显,所以合理控制掺烧比是关键。

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