（国家电投集团协鑫滨海发电有限公司江苏盐城市224500）
摘要：近年来，煤价持续上扬，发电企业发电成本大幅增加，有些发电企业甚至出现了亏本，褐煤价格相对较低，大力掺烧低热值的褐煤能够降低发电企业的燃料成本，大幅提高经济效益；大比例掺烧褐煤势在必行，但掺烧后，会出现机组变负荷性能变差、设备故障增多以及机组效率下降等问题。基于此本文分析了某电厂1000MW超超临界锅炉褐煤燃烧技术。
关键词：1000MW锅炉；能耗分析；优化策略
1、概述
锅炉为哈尔滨锅炉厂有限责任公司设计制造的超超临界变压运行直流锅炉，型号为HG-3077/28.25-YM4,锅炉采用π型布置，单炉膛，一次中间再热，低NOX主燃烧器和高位燃尽风分级燃烧技术，和反向双切圆燃烧技术，锅炉采用平衡通风、固态排渣、全钢结构、全悬吊结构。
本工程设计煤种为神混3，校核煤种为褐煤与神混31：2比例混合，本文将就褐煤掺烧的概况、存在问题、技术措施等进行研究。
2、褐煤掺烧概况
2.1褐煤特性
“三高三低一差”：水分高，一般在30%-35%之间，部分高于40%，要求制粉系统的干燥出力要较高；挥发分高，一般在30%-50%之间，易发生自燃和爆炸事故，易着火和易燃尽；煤灰中碱金属钠、钾含量较高，煤灰易粘结在受热面上；发热量低，一般在3000-4000cal/kg；灰熔点低，属于严重结渣煤种；硫分较低，一般在0.5%左右，属于低硫煤，可磨性较差，即褐煤相对比较难磨出细度合格的煤粉。【2】
2.2掺烧现状
锅炉掺烧方式为分仓或单仓按比例掺烧，褐煤掺烧比例正常在40～60%之间，入炉煤平均低位发热量在16～17MJ/kg之间。鉴于上述褐煤的特性，当前如何在保证安全和负荷要求的条件下，提高掺烧比例是摆在我们眼前的问题。
3、超超临界褐煤锅炉燃烧中存在的问题
3.1制粉系统出力问题
由于褐煤易燃的特性，制粉系统可能发生爆炸或燃烧器烧损，由于褐煤的水分较大，可能导致制粉系统出力不足，甚至磨煤机可能磨僵，此外，机组带负荷能力变差。
3.2负荷响应能力和运行经济性下降
因为褐煤与设计煤种各项性能参数差异较大（特别是发热量），在大比例掺烧褐煤后，机组变负荷期间，汽温汽压同比掺烧前波动较大，变负荷特性明显变差，运行参数出现不匹配的情况，运行经济性严重下降。
4.1000MW超超临界锅炉褐煤燃烧运行技术研究
4.1提高褐煤制粉系统出力
众所周知，制约制粉系统出力的三大因素是：通风出力、干燥出力和碾磨出力，褐煤由于水分含量较高，因此影响其出力的主要因素为干燥出力，当然也不是绝对的，根据实际运行工况，有时通风出力、碾磨出力也起到一定的决定作用，因此，现场从各个方面调整，设法在保证安全的条件下提高褐煤的出力。【1】
4.2优化掺烧方案
4.2.1褐煤尽量选择与高热值、低结渣性煤种掺烧，避免与贫煤、高结渣性煤种掺烧，并优化其掺烧比例。
4.2.2采取预混掺烧，煤场预先掺配好，或者皮带预先掺配的方法，预先掺配的方式同时降低了入炉煤的水分与挥发分，有利于提高制粉系统的干燥出力与运行的安全性。
4.2.3褐煤的掺烧比例应综合考虑制粉系统出力与带负荷的要求、考虑制粉系统爆炸、炉内结渣以及燃烧效果等各方面因素。
4.3掺烧技术措施
我公司计划大量掺烧褐煤，褐煤挥发分高、水分大、热值低，在掺烧时容易造成制粉系统堵煤、着火、爆炸、原煤仓自燃、锅炉结焦及燃烧器烧损等事故。为保证在掺烧该褐煤期间机组的安全稳定运行，针对褐煤特点制定以下措施。
（1）选用C、D、E磨煤机掺烧褐煤，褐煤及非褐煤按照1:1比例在皮带上掺混后进入煤仓。掺烧褐煤的原煤仓煤位降至3.0m后加仓，控制仓位不高于9m。
（2）加强C、D、E原煤仓测温，每班测量3次，防止原煤仓煤粉自燃，并进行记录（记录表格见附件），原煤仓外壳温度不高于环境温度10℃。煤仓有自燃现象或制粉系统停运时，严禁投入旋转清堵装置。C、D、E制粉系统停运后关闭给煤机上、下插板门，关闭磨煤机、给煤机密封风门。
（3）非故障情况下保持C、D、E制粉系统连续运行。磨煤机出口温度控制在60～70℃。
（4）磨煤机启动前及停运后必须投入消防蒸汽。
（5）C、D、E制粉系统正常检修时，应将原煤仓内褐煤置换成其他煤种烧空后才能停运。当给煤机停运后，磨煤机电流下降至空载电流，继续吹扫5min。停运后吹扫时间不小于10min。
（6）为防止燃烧器烧坏，C、D、E制粉系统周界风开度应大于50%，磨入口风量控制在140～150t/h，分离器转速保持在25～35Hz。每班对C、D、E磨煤机煤粉管道靠近燃烧器第一个弯头处测温并进行记录（记录表格见附件）。
（7）加强石子煤的排放，至少2小时检查一次石子煤箱料位情况。如发现石子煤排放量增大时，应增加排放次数，分析原因并采取措施。
（8）确保磨煤机消防蒸汽系统可靠投入。检查磨煤机消防蒸汽母管疏水器动作正常，保证制粉系统消防蒸汽在热备用状态。
（9）加强对C、D、E制粉系统的磨煤机电流、磨煤机出口温度和压力、磨碗差压、磨煤机入口压力及一次风量等运行参数变化情况的监视。
（10）值班员须做好磨煤机爆燃的事故预想，当发现磨煤机入口和出口压力突升、入口一次风量突降时，立即打闸磨煤机、检查磨煤机出口挡板关闭，隔离磨煤机，迅速通入消防蒸汽，避免爆燃事故扩大造成磨煤机内相关部件损坏。
（1）迎峰度夏期间机组负荷高，因褐煤发热量较低，制粉系统出力偏大，加强运行磨煤机运行情况的监视，特别是C、D、E磨煤机，防止磨煤机堵煤，必要是及时启动备用磨煤机运行。
（12）褐煤掺烧期间BTU校正回路投入自动，检查BTU校正回路自动跟踪正常，发现异常及时解除BTU校正回路自动，必要时手动调整，同时联系热控查找原因。
5.结束语
褐煤大比例掺烧已势在必行，对1000MW超超临界锅炉的节能降耗、环保要求、利润保障等意义重大，因此进一步加强对其研究非常有必要。
参考文献：
[1]马建宇.1000MW机组掺烧褐煤的燃烧控制优化；谏电科技；2015年第2期
[2]沙龙.1000MW超超临界褐煤锅炉燃烧技术研究.哈尔滨工业大学，2014年6月