如何消除劣质煤对锅炉安全经济运行的影响
近期由于煤炭市场的变化,锅炉煤质恶化,锅炉运行频发灭火,在电力供应日趋紧张的情况下,频发的灭火带来的影响不仅仅是对外限电,更重要的是在目前五大公司竟价上网的形势下,对企业树立良好的形象带来极其不利的负面影响。同时,煤质变差对锅炉经济运行和安全运行带来诸多不利因素,主要表现在以下几个方面:
1、煤质变差对锅炉安全运行的影响:
1.1煤质差锅炉容易灭火: (1) 当锅炉燃煤挥发份含量低时,需要的着火温度就越高,煤粉就不易着火,煤粉着火前的准备阶段将不充分,燃烧不稳定,极易灭火。 (2) 煤质差,为满足负荷需要,相应给粉机的转速要比原来额定出力下转速大的多,才能满足负荷的需要,而长时间的高转速、超额定出力运行,在一次风压增加受到限制的情况下,一次风管内易出现积粉,具体表现在现场的情况就是来粉忽多忽少,导致炉膛负压大幅度波动,尤其是在一次风管瞬间被吹通的情况下容易导致锅炉正压灭火。 (3)给粉机来粉中断
:1)在相同负荷工况下,煤质差时耗煤量比正常工况下增加近1/4,而原给粉机电机功率是按标准煤设计出力计算的,现燃用劣煤一直在大负荷下运行,时间长,电机过热,(变频器控制)频繁跳闸,导致来粉中断。2)燃用劣质煤时,由于煤质灰份大,流动性差,在给粉机上部容易形成蓬粉现象,造成给粉机不来粉。
(4)燃煤灰份大
:含硫高,灭火保护火检探头积灰清理不及时,判断不准确,导致火检动作。
(5)燃煤煤种突然变化
:正常燃烧过程中,当炉突然出现大幅度掉压,炉膛抽负压现象,往往是煤质突变的先兆,判断不准,处理不及时,极易灭火。(在2003年13次灭火中,有8次是因为煤质突变引起的)。
(6)人员方面的因素:1)运行人员调整不及时或调整不当;2)从灭火时间来看,多发生在交接班前后30分钟内或夜班期间,说明人员思想重视不够。
2、防范锅炉灭火的措施:
2.1煤质差时:锅炉燃烧首先第一反映是主汽压力难顶,给粉机转速比相同负荷工况下明显增大,(平时500r/min,劣质煤600-700r/min),一次风压大幅度摆动或给粉机电流随炉膛负压大幅度波动,压力忽高忽低。若出现此类现象,应立即联系值长,压低机组负荷, 将来粉不稳的给粉机停运(否则极易发生正压灭火),投入该角小油枪稳燃,待主汽压力回升,炉膛负压稳定后,再将停运吹通的一次风管投入运行。
2.2给粉中断:根据生产现状,来粉中断有三种情况: ①给粉机对轮断销子。 ②给粉机电机过负荷跳闸。 ③来粉过多、煤粉结块或给粉机上部蓬粉等现象。 前两种原因,均为给粉机电机超过设计出力运行,电机过热(就地测量跳闸电机外壳温度达80℃)导致给粉机电机跳闸。为确定这一因素是否正确,我们采用的方法是:将原经常容易跳闸的上排对角两给粉机2.2KW的电机全部更换为3.0KW。经过10天时间观察,在负荷相同、煤质相同、给粉机转速相同的情况下,再未出现频繁跳闸现象。针对实验结果,果断将其余10台给粉机电机全部更换为3.0KW,彻底解决了给粉机频繁跳闸的现象,大幅度减少了因给粉中断造成的限负荷,以及因来粉中断导致的燃烧不稳造成的助燃烧油量,排除了锅炉灭火诱因,取得了相当大的经济效益(未改电机以前,由于给粉机跳闸原因,半年燃油近300吨,还不包括少发电量的损失)。后一种原因采用的方法:关小给粉机挡板,对粉仓下部进行敲打以及活动(开、关一次风挡板),基本解决了来粉不稳的现象。
2.3灭火保护火检动作的防止:在锅炉灭火中,灭火保护火检动作占3次,针对此类情况,采取了热工定期将火检探头抽出清扫的办法,若遇煤质特别差的情况,增加清扫次数。另外,在燃煤灰份特别大,灭火保护火检不稳的情况下,及时投入小油枪助燃,有效的防止了灭火保护火检动作。
2.4燃煤突变后的应对措施:一方面,积极联系燃料公司,提前了解掌握煤种变化趋势,另一方面,炉前配煤,即三套制粉系统其中一套制粉系统始终保留一仓较好的煤,遇煤质差时,启动此套制粉系统进行炉前配粉。
2.5针对交接班30分钟内值班人员思想、精力不集中的特点,分场制订出:交接班前后30分钟两人监盘的措施;同时要求运行人员调整好自己的作息时间,保证夜间上班期间精力充沛。当班期间作好防止煤质突变的防范措施,避免减少了这一时段的灭火。
3、煤质变差对锅炉经济运行的影响 (1) 锅炉助燃烧油量增加
(2) 制粉出力满足不了负荷要求,辅机电耗大。
3.1煤质变差锅炉助燃烧油量增加: 燃用低挥发份的煤时,一方面由于着火点推迟,燃烧不稳定,需要助燃烧油,另一方面,低负荷期间,由于炉膛温度低,使着火更加困难,为确保燃烧稳定,必须助燃烧油,所以燃用低挥发份的煤时,无论是在满负荷工况还是低负荷工况,燃烧不稳的问题始终存在。这样,锅炉助燃烧油量居高不下,经济性差。
3.2降低锅炉助燃油的措施:当燃煤灰份特别大,灭火保护火检不稳的情况下,为确保炉燃烧稳定不发生灭火,一般情况下必须投入小油枪助燃。但这一种运行方式极不经济,主要原因就是助燃烧油量偏大,而实际运行工况也不需要太大的油枪出力,通过摸索,我们采用将原点火小油枪出力由600Kg/h降为200-300Kg/h,作为平常运行助燃、引燃的一种辅助调节,以尽量减少烧油,炉组启动过程中,再将原油枪枪头更换为600Kg/h,正常运行后联系检修更换为200-300Kg/h,取得良好效果。(备注:韩城电厂油枪为机械雾化式,额定油压为2.2兆帕,油枪出力调整主要是通过改变油枪旋流雾化片孔径大小来实现的,原孔径为15mm,调整后改为10mm,同时适当将原额定油压降低0.2兆帕左右)
3.3煤质变差锅炉制粉出力满足不了负荷要求,辅机电耗大 (1)燃用低挥发份煤时,由于燃烧所需的煤粉量大幅增加,粉仓粉位难以维持,在相同负荷下需要运行的制粉系统将会增加,有时三套制粉系统全部运行,粉仓粉位不但不能维持反而会降低,主要原因是原煤的挥发份低,可磨系数下降,制粉系统的回粉率升高,出力下降,导致制粉耗电大幅上升。 (2)除灰耗电、冲灰水量增加 煤质变差,除灰系统由于灰水浓度大,(由以前的50%增加到80%,)造成灰泵出力不足,整条灰沟水满灰溢,灰渣沟长时间高水位运行,严重威胁设备安全,虽经人力清挖,架设消防水带,提高冲灰水压,但收效甚微。尤其是提高冲灰水压力、架设消防水带后,灰水量增大,增加了灰泵运行的台数,既浪费了水源,又增加了除灰电耗,同时由于灰水量增大导致下游灰运困难,灰渣混除灰水排不及,溢流至居水河,造成环境严重污染。
3.4提高制粉系统出力措施: 制粉系统的出力达不到满负荷的需要,主要是制粉系统的排粉机原设计参数按标煤设计,而现在实际情况是混煤,煤矸石太多,煤难磨,比重大,进入制粉系统后,原排粉机的设计参数风速就显得偏小,将煤粉从磨煤机里带不出去,粗粉分离器回粉量大,导致炉粉位跟不上负荷的需求,造成炉出力受到限制。采取措施:将原排粉机M6-30改为M6-31№18D,风量由65000米³/时提高到75100米³/时,解决了炉粉位达不到满负荷需要的问题。(同时发现原排粉机叶轮磨损快,运行不到1000小时,叶轮磨损严重的无法修复,后改为江苏的一种叶轮上面粘贴耐磨陶瓷片的叶轮后,现运行效果良好)
3.5防止灰沟堵灰、降低冲灰水量措施 韩城电厂建厂以来锅炉渣沟一直采用上宽下窄的梯形断面结构,原来煤质正常的时候,灰量小,较低的冲灰水压即可满足冲灰需求。现在燃劣质煤后,原设计的灰沟由于断面宽,水流速度小,动能小,携带灰量能力差,导致灰沟堵塞,针对实际情况,经过多次深入现场观察,实地测量尺寸、计算,提出了缩小灰沟宽度,减少底部宽度的方法,将原上下“胖宽型”均变为“瘦窄型”。 具体结构如下图:(虚线部分为改造后的灰沟形状。单位:mm) 由于截面变小水流速度提高,携带灰桨的能力大大增强,经各种大小负荷试验,灰水量明显减少,灰沟堵灰溢灰的现象得到彻底解决。灰沟改造只投资了3000元,不仅降低了冲灰水压,减轻了对下游输灰分场的压力,而且冲洗泵电流下降近5安,既节约了水源,又减少了向河道的排灰量,彻底解决了煤质差时锅炉灰沟溢灰、堵沟和灰渣混除向河道溢流的现象,减少了除灰耗电,取得显著的经济效益。 3.6结束语 针对上述措施,从03年底在锅炉运行实施后,取得良好效果。尤其是在燃油节油、灰水排放方面的改造,通过小动作获得了大效益,如给粉机、点火小油枪、渣沟的改造更新,如除灰冲洗泵电流下降一项,年节约电量就达30万度,日平均节水量近240吨,年节水量约87600吨;给粉机、小油枪改造后,使锅炉因给粉机跳闸造成的助燃用油量由2003年587吨减少为253吨,折合人民币143.6万元,并顺利的通过04年夏季高峰季节和冬季大负荷运行的考验,确保了年发电量26.26亿度的任务。安全方面:锅炉灭火等不安全现象得到有效的遏制。尤其是正压灭火,出现了较大幅度的下降,2003年共发生灭火13次,2004年降到了9次。而正压灭火次数由2003年的7次下降为1次。 由此看来,问题的分析是正确的,方案是合理的、措施是得力的、成果是显著的、为锅炉运行在应对劣质煤这一环节提供了一条安全技术保障的实际经验。
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