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1.3.1掺烧高热值烟煤底线
通过采集去年年底以来煤质及相关运行数据,得出高热值烟煤掺烧比例、石子煤量对发电煤耗的影响
1.3.1.1高热值烟煤对发电煤耗的影响
1.3.1.2石子煤量对发电煤耗的影响
1.3.1.3高热值烟煤热重分析结果
因高热值烟煤掺烧引起锅炉飞灰、炉渣含碳量均异常升高,其中飞灰含碳量超过4%、炉渣含碳量超过8%。
对此公司委托云南电力研究院进行高热值烟煤热重分析,煤样在不同温度下的燃烧化学动力学特性结果如下:
根据云南电力研究院对高热值烟煤取样分析化验结果:
其中6号煤场#2煤样(高热值烟煤)分析结果为无烟煤燃烧特征;
6号煤场#3煤样(普通烟煤)分析结果为烟煤中混入少量无烟煤的燃烧特征。
我公司三期锅炉为四角切圆直吹式烟煤锅炉,设计上、燃烧调整上不可能同时兼顾烟煤、褐煤和无烟煤,因此不能掺烧掺有无烟煤的高热值烟煤。
另外,高热值烟煤与石子煤量密切相关,当高热值烟煤比例增加时,石子煤比例同时增加。
对发电煤耗的影响是叠加关系,对供电煤耗的影响极大。
根据测算,高热值烟煤并不具备成本优势,反而造成机组供电煤耗增加,故不推荐掺烧高热值烟煤。
1.3.2烟煤机组掺烧经济煤种煤质底线
掺烧对锅炉的影响:
1)#3、#4机组掺烧褐煤时,由于掺烧煤种水分高,主要是影响制粉系统的干燥出力。
受制粉出力限制,将影响机组的带负荷能力。
2)根据2009~2011年掺烧统计,掺烧经济煤种对锅炉效率的影响在1%左右,掺烧比例增加对锅炉效率没有明显的变化,故不考虑掺烧对锅炉效率的影响。
掺烧对汽机的影响:
主要体现在对汽轮机热耗对发电煤耗的影响上。
根据#3、#4汽轮机设计热耗曲线,如下表所示:
机组负荷期间
热耗变化率
300MW~225MW
1.35kj/MW
225MW~150MW
4.11kj/MW
150MW~120MW
9.00kj/MW
由上表可以看出,当机组热耗低于150MW时,机组热耗将明显下降(热耗变化率达到最大),发电煤耗急剧上升,机组运行经济性较差。
因此掺烧褐煤的煤质底线应以机组负荷>
150MW为原则。
煤质水分底线的确定:
根据统计结果,制粉系统出力受原煤水分影响最大,经验公式为:
干燥处理≈423/水分*1.13(系数1.13为空预器反转后制粉最大出力增加13%),根据此经验公式计算出入炉煤煤质底线。
1.3.2.1普通烟煤掺烧煤泥煤质底线
入厂普通烟煤平均发热量:
13.55Mj/Kg,全水分10.76%;
入厂煤泥平均发热量:
12.09Mj/Kg,全水分26.93%。
煤泥掺烧比例与机组负荷的关系
掺烧比例(%)
配煤后
发热量(Mj/Kg)
水分
(%)
制粉系统最大出力(吨/h)
计算标煤量(吨/h)
最大负荷
(MW)
10
13.41
12.38
193
88.44
281.23
20
13.26
13.99
171
77.36
246.02
30
13.11
15.61
153
68.58
218.10
40
12.97
17.23
139
61.45
195.42
50
12.82
18.85
127
55.54
176.63
60
12.67
20.46
117
50.57
160.81
67
12.57
21.59
111
47.53
151.15
按机组负荷率>
150MW确定煤质底线为:
掺烧煤泥比例<
67%,入炉平均全水分<
21.59%,入炉热值>
12.57Mj/Kg。
1.3.2.2掺烧先锋煤底线(首先考虑4.3.4锅炉稳燃煤质底线)
入厂先锋煤平均发热量:
12.46Mj/Kg,全水分32.73%。
先锋煤掺烧比例与机组负荷的关系
13.44
12.96
184
84.71
266.84
15
13.39
14.06
170
77.77
244.98
13.33
15.15
158
71.84
227.01
25
13.28
16.25
147
66.71
210.80
13.22
17.35
138
62.23
197.88
35
13.17
18.45
130
58.28
186.49
19.55
122
54.77
175.28
45
13.06
20.65
116
51.64
166.29
13.00
21.75
110
48.83
157.23
55
12.95
22.84
105
46.28
149.04
考虑当先锋褐煤掺烧比例接近30%时,锅炉有严重结焦倾向,因此先锋煤掺烧比例应小于30%,此时入炉煤平均发热量13.22Mj/kg,机组负荷197.88MW。
1.3.2.3掺烧可保煤(混煤)煤质底线
入厂可保煤平均发热量:
8.79Mj/Kg,全水分44.5%。
可保煤掺烧比例与机组负荷的关系
13.08
14.13
169
75.54
240.21
12.84
15.82
151
66.25
210.69
12.60
17.51
137
58.76
188.03
12.36
19.20
125
52.58
168.26
27
12.27
19.87
120
50.40
161.29
12.12
20.88
114
47.40
151.69
掺烧可保煤比例<
30%,入炉平均全水分<
20.88%,入炉热值>
12.12Mj/Kg。
2、保证#1~#4机组达标排放的煤质底线
2.1输灰底线
输灰系统允许的最大出力
机组号
#1
#2
#3
#4
允可输灰出力t/h
38
43
51.32
根据燃煤量底线确定燃煤最高灰分
锅炉允可最大给煤量t/h
241
162.5
180
允可最高灰分%
17.52
29.4
31.6
2.2烟尘排放底线
烟尘排放对燃煤的要求
除法效率%(额定工况烟气量条件下)
99.6
99.85
最大给煤量时允可燃煤灰分%
11.29
25.64
41.15
2.3二氧化硫排放底线
二氧化硫排放底线
标干烟气量Nm3/h
1044825
900000
800000
700000
折算燃煤硫分(%)
3.6
3.87
4.35
4.97
600000
2.5
2.81
3.2
3.75
#3、#4
1109869
3.1
3.82
4.3
5.7
2.4掺配煤底线
2.4.1入炉煤灰分底线
在入炉煤量产生烟气量达到额定工况烟气量条件下,为保证脱硫系统运行安全和脱硫系统出口烟尘达标,1号炉入炉煤收到基灰分不超过11.29%,#2炉不超过25.64%,3、4号机不超过41.15%,否则必须降低给煤量。
在锅炉允可最大给煤量运行时,入炉煤收到基灰分#1炉不超过17.52%,#2炉不超过29.4%,三期入炉煤不超过31.6%。
为了使1号炉不放灰,根据今年1-5月份输灰量和放灰量统计数据看,1号炉输灰量不超过38t/h,否则除尘器灰位无法维持,突破该底线时一方面必须进行外部放灰,若灰位仍无法消除则必须降低入炉给煤量。
2.4.2入炉煤硫份底线
在额定工况烟气量工况下,1号炉入炉煤标煤热值折算硫份不超过3.6%,2号炉入炉煤标煤热值折算硫份不宜超过2.5%,三期锅炉入炉煤标煤热值折算硫份不超过3.1%。
考虑到三期机组带满负荷较难,根据脱硫性能试验烟气量检测及1-5月份CEMS在线分析仪指示入口二氧化硫平均值估算,此时入炉煤煤标煤热值折算硫份不宜超过3.82%。
3、设备磨损安全性煤质底线
由于煤质劣化严重,锅炉必须增加耗煤量以保证热负荷需要,但同时造成一次风风速增加、烟气流速增加。
因设备磨损量与烟气流速三次方成正比,为保证锅炉四管等主要设备安全运行,根据中试所提供的相关效率试验、烟气流量结果,必须对锅炉耗煤量进行限制。
3.1#1锅炉
#1锅炉正常运行总煤量应低于5500t/天,无称重式给煤机,通过实际给煤机刮板运行速度、煤层厚度等计算给煤机转速控制如下(任意5台磨煤机运行):
1)A给煤机(r/min):
≤502
2)B给煤机(r/min):
≤490
3)C给煤机(r/min):
最大出力
4)D给煤机(r/min):
5)E给煤机(r/min):
≤477
6)F给煤机(r/min):
≤463
当煤质下降锅炉热负荷不能保持,需增启第6台磨运行时,汇报发电部锅炉专责;
当煤质下降锅炉热负荷低于最低不投油稳燃负荷时,可以突破上述给煤机转速控制底线,汇报发电部值班领导、生技部值班领导,视火检、热负荷情况及时投油稳燃。
如给煤量超过5900t/天,累计时间超过1个月,应每运行6个月申请进行一次D级检修,以检查锅炉四管磨损情况。
3.2#2锅炉
#2锅炉正常运行总煤量应低于3800t/天,无称重式给煤机,通过实际给煤机刮板运行速度、煤层厚度等计算给煤机转速控制如下(任意5台磨煤机运行):
≤684
≤543
≤585
≤751
≤561
≤850
3.3三期锅炉
三期锅炉设置有称重式给煤机,如调度下达带负荷能力不能满足,需增加总煤量高于180t/小时时,应汇报发电部值班领导。
3.4三期输灰管道磨损底线:
给煤量为180t/h时,燃煤灰分不得超过31.6%。
掺烧要求:
三期输灰管道磨算较为严重,主要发生在一电场输灰管,根据一电场输灰量确定磨损底线,同时根据设备运行和检修情况看,三期一电场输送段管内灰气流速控制在5m/s以内,若灰的堆积密度过高,在相同气灰比情况下,输灰出力还将受到限制,因此对飞灰堆积密度的定期监控来调整输灰出力还是很有必要的,否则掺烧的飞灰堆积密度必须控制在0.87t/m3以内。
4、保证锅炉稳燃的煤质底线
4.1#1炉稳燃煤质底线
4.1.1正常情况5台磨运行,收到基低位发热量应不低于7.5Mj/Kg,收到基挥发份应不低于22%;
4.1.2当突破收到基低位发热量低于7.5Mj/Kg底线,汇报发电部值班领导,增启第6台磨运行,但低位发热量应不低于7.0Mj/Kg,收到基挥发份不低于20%;
4.1.3当突破收到基低位发热量低于7.0Mj/Kg底线,汇报发电部值班领导及生技部值班领导,监盘人员注意监视相关参数,视火检、热负荷情况及时投油稳燃,但低位发热量应不低于6.7Mj/Kg,收到基挥发份不低于19.5%;
4.1.4突破收到基低位发热量低于6.7Mj/Kg底线,汇报发电部值班领导、生技部值班领导及公司值班领导,监盘人员密切关注锅炉燃烧情况,加强监视相关参数,做好锅炉熄火事故预想。
4.2#2炉稳燃煤质底线
4.2.1正常情况下5台磨运行,收到基低位发热量应不低于8.6Mj/Kg,收到基挥发份应不低于23%;
4.2.2突破收到基低位发热量低于8.6Mj/Kg底线,汇报发电部值班领导,增启第6台磨运行,但低位发热量应不低于7.8Mj/Kg,收到基挥发份不低于21%;
4.2.3突破收到基低位发热量低于7.8Mj/Kg底线,汇报发电部值班领导及生技部值班领导,监盘人员注意监视相关参数,视火检、热负荷情况及时投油稳燃,但低位发热量应不低于7.0Mj/Kg,收到基挥发份不低于19.5%;
4.2.4突破收到基低位发热量低于7.0Mj/Kg底线,汇报发电部值班领导、生技部值班领导及公司值班领导,监盘人员密切关注锅炉燃烧情况,加强监视相关参数,做好锅炉熄火事故预想。
4.3三期锅炉稳燃煤质底线
4.3.1#3、#4炉因燃用煤质与设计煤质偏离过大,现正常情况5台磨运行,低位发热量应不低于12Mj/Kg(不掺高热值煤),收到基挥发份应不低于16%;
4.3.2突破收到基低位发热量低于12Mj/Kg底线,汇报发电部值班领导及生技部值班领导,监盘人员注意监视相关参数,视火检、热负荷、堵断煤或磨煤机停运情况及时投油稳燃,但低位发热量应不低于10.5Mj/Kg,收到基挥发份不低于15%;
4.3.3突破收到基低位发热量低于10.5Mj/Kg底线,汇报发电部值班领导、生技部值班领导及公司值班领导,监盘人员密切关注锅炉燃烧情况,加强监视相关参数,做好锅炉熄火事故预想。
4.3.4当掺烧先锋褐煤比例接近30%时,锅炉结焦严重,垮焦易引起炉膛火焰发黑、火检闪烁、炉膛负压波动较大等情况,应汇报发电部值班领导、生技部值班领导及公司值班领导,监盘人员密切关注锅炉燃烧情况,加强监视相关参数,做好锅炉熄火事故预想。
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