华能南京电厂2号锅炉褐煤掺烧运行分析报告
1概述
华能南京电厂300MW超临界直流锅炉原设计燃烧晋东南贫煤，Vdaf 14.91%，根据燃料市场的变化，于2009年进行了烟煤掺烧技术改造工程，按照烟煤掺烧75%设计，由于烟煤在和劣质贫煤掺烧过程中，锅炉运行经济性下降，为了提高锅炉运行经济性，通过不断的试验，成功实现了烟煤的单烧，也达到了本次烟煤掺烧技术改造工程的最高目标。
褐煤掺烧是在烟煤单烧的基础上，进行的一种突破性的尝试，为燃料选择提供更广阔的空间，在源头上控制燃料成本。
鉴于褐煤高水分、低热值、易结渣、易爆的特性，在掺烧褐煤前进行了大量的技术储备工作，根据褐煤的特点，制定了相应的安全技术措施，确定了褐煤掺烧的运行方案；本着谨慎的态度，制定了相应的组织措施，有力保证褐煤掺烧过程中的安全。
2技术路线
2.12009年6月1号锅炉进行了烟煤掺烧技术改造工程，同年8月开始进行烟
煤掺烧试验，最高掺烧比例达到75%；
2.22009年8月1号锅炉进行了烟煤单烧试验，并对锅炉性能进行考核，达到
了改造的较高目标；
2.32010年2月1号锅炉对烟煤单烧进行了长时间的考验，并首次明确确定，
以烟煤单烧作为主要的运行方式，掺烧仅作为过渡方式；
2.42010年5月2号锅炉进行烟煤系统改造，并增加热炉烟系统，首次采用烟 煤方式启动；
2.5在前期大量工作的基础上，于2010年6月23日开始进行褐煤掺烧试验。3煤质分析
本次掺烧褐煤煤质见表3-1所示，烟煤煤质见表3-2所示。褐煤的水分很高，预期将对制粉系统的干燥出力有很高的要求，为了适应高水分褐煤的燃烧，本次2号锅炉改造，增加了高温炉烟的抽取管道，与低温炉烟混合后为磨煤机提供干燥介质，暂定掺混后混煤收到基水分不高于20%。褐煤的发热量很低，因此考虑与高发热量的烟煤掺混，掺混后的发热量不低于4600大卡。褐煤Vdaf
高达47%以上，属于极易爆煤种，因此考虑制粉系统安全，制粉系统氧量及磨煤机出口温度将受到严格控制，防止因参数不当导致制粉系统爆炸。本次到厂褐煤并未提供灰渣特性，根据常见褐煤的指标判断，其灰熔点接近或低于神华煤的灰熔点，属于易结渣煤种，这是我们在实验过程中重点关注的问题，也是试验能否持续的关键。 因此，根据褐煤的性质，我们在褐煤掺烧过程中，重点关注以下几个方面的问题：
➢制粉系统出力。水分高达35%，影响到制粉系统干燥出力，2号锅炉改造中增加了热炉烟系统，预期可提高系统的干燥出力，由原先水分承受极限16%，上升至20%或以上；
➢制粉系统防爆。Vdaf高达47%，主要影响到制粉系统防爆，根据导则，在用炉烟干燥时，系统氧量14%时，磨煤机出口温度可维持在90℃以下；
➢受热面结渣。褐煤的受热面结渣相对烟煤来说更严重，这是锅炉是否能安全、稳定运行的关键，也是我们最关注的。
序号项目单位数值
1 全水分Mt % 35.01
2 水分Marl % 6.32
3 灰分Ad % 13.60
4 挥发分Vdaf % 47.71 Vad % 35.34
5 低位发热量Qnet,v,ar KJ/g 13.72 Cal/g 3282
序号项目单位数值
1 全水分Mt % 9.50
2 水分Marl % 2.83
3 灰分Ad % 16.98
4 挥发分Vdaf % 38.4
5 Var % 28.27
5 低位发热量Qnet,v,ar KJ/g 22.91
Cal/g 5479
4锅炉运行安全性
4.1制粉系统防爆
制粉系统防爆是我们在褐煤掺烧时首要考虑的问题，根据根据《电站磨煤机及制粉系统选型导则DL/T 466-2003》，在采用炉烟干燥，系统氧量在14%时，磨煤机出口温度不超过90℃。不同干燥介质下的磨煤机出口温度允许值见表4-1。
首先应确定系统运行的氧量。由于本系统氧量计安装在磨煤机入口，且仓储式制粉系统为负压系统，漏风导致排粉机出口氧量上升，因此，我们确定系统氧量应该控制在12%以下，从运行的情况来看，由于热炉烟的氧量较低，一般系统氧量能达到10%左右，安全性完全能得到保证。
其次确定磨煤机出口温度。根据系统运行的情况来看，通过调节热炉烟，磨煤机出口温度在70~80℃之间波动，仍具有较大的安全裕度。
制粉系统爆炸一般都发生在系统启动或者停运时，主要是此阶段系统氧量较高的缘故，因此，严控启动或者停运过程中的参数及方式，是防止制粉系统爆炸的主要方面。
➢系统启动时，应先通入炉烟加冷风，系统处于整体加热状态，磨煤机出口温度上升缓慢，可较好的控制系统氧量及出口温度，在磨煤机出口温度上升至
70~80℃时，可启动给煤机下煤，逐步关闭冷风，启用热风；
➢系统停运时，由于炉烟温度高达200度及以上，可多开冷风作为冷却介质，系统在抽空时，磨煤机出口温度不得高于70℃，必要时单用冷风吹扫。
表4-1 不同干燥介质下的磨煤机出口温度允许值
制粉系统型式热空气干燥烟气空气混合
干燥
球磨机仓储式
贫煤
130
烟煤120 烟煤、褐
煤70
褐煤
90
4.2燃烧系统安全性
燃烧器烧损是我们重点关注的问题。根据《电站磨煤机及制粉系统选型导则DL/T 466-2003》，当Vdaf超过15%，风粉混合物温度应降低至160℃以下。原烟煤系统设计一次风粉混合物温度在160℃以下，根据运行情况看，一般都维持在110℃~130℃，但当磨煤机出口温度高于80℃时，一次风粉混合物温度就接近了160℃，虽然系统内有惰性的炉烟，但仍可能对燃烧器造成威胁。考虑目前的大型烟煤锅炉都采用直吹系统，风粉混合物温度都不超过70℃。我们目前的温度要高出许多，虽然用肉眼观察或者测量着火点温度，都表明燃烧器受到煤粉的保护，但燃烧器是否存在着火过近而烧损一次风喷口的问题，仍值得我们去关注。
本次掺烧褐煤，Vdaf远远超过15%，已达到了40%以上，因此，安全起见，燃烧器前一次风粉混合物温度宜控制在更低水平。一次风粉混合物温度与磨煤机出口温度的关系如表4-2所示。因此，考虑燃烧器的安全，我们更倾向于将磨煤机出口温度控制在70℃~75℃。
在掺烧褐煤期间，从就地燃烧器观察孔用肉眼观察，均能看见黑的煤粉回流，表明燃烧器受到煤粉很好的保护。鉴于B修解体时，发现上排燃烧器一次风喷口均出现了烧损现象，本次试验前，将上排燃烧器内、外二次风旋流均
