煤质对长春第三热电厂锅炉系统的影响

摘要：文章通过对长春第三热电厂煤质变化的分析，根据实际论证了中速磨冷一次风制粉系统实际应用磨制褐煤的方案，为规程的修编提供了实践依据，定性地分析了煤质变化对锅炉本体的影响。

关键词：锅炉系统；制粉系统；磨煤机；褐煤磨制

中图分类号：TK22 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）03-0069-03

长春第三热电厂是大唐集团独资建设的电厂，装机容量为2×350MW，位于吉林省省会长春市的汽车产业开发区，在发电的同时，冬季为长春市西南供热。电厂于2009年投产发电，至今已有三年了，机组运行趋于稳定。但是燃煤电厂受到大环境的影响，在全国范围内煤的产量不足，煤炭市场出现了供不应求的局面，煤的产量制约着燃煤电厂的发电量、经济运行方式，长春第三热电厂也面临着同样的问题，一天消耗10000吨左右的煤，无法采购到足够的设计煤种，只能买到什么煤就烧什么煤，煤种参数作为锅炉及其附属系统设计的基础性数据，决定了锅炉及其附属系统的型式，因此在前期设计规划工作中，采用符合实际的数据对后期的安全稳定运行至关重要，长春第三热电厂在应对煤种波动方面积累了一些经验，希望能够给各位同行一些有益的借鉴。

1 前期设计

设计煤种为混合煤种，是伊敏褐煤、龙煤集团烟煤的混煤，其混配的质量比为7：3，即伊敏褐煤为7、龙煤烟煤为3的混煤。校核煤种为宝日希勒的褐煤。初衷是通过混配，燃煤成优质褐煤，保证锅炉在较高效率下燃烧。后来这个方案提交到上级部门讨论时，有种观点认为有可能买不到龙煤的烟煤，必须考虑到长期燃烧劣质褐煤的可能，因此增加了一种校核煤种为霍林河褐煤。煤种参数如表1所示：

2 煤种对制粉系统的影响

2.1 传统的制粉系统

对于褐煤，传统的思路是制粉系统采用风扇磨直吹系统，但考虑到设备维护的方便和运行的经济性，电厂方面倾向于采用中速磨正压直吹式冷一次风系统。磨煤机是制粉系统的核心，于是问题的焦点聚集在中速磨是否可用于高水分的褐煤。磨煤机的作用是碾磨、干燥、输送合格的煤粉。因此综合考虑几方面因素，计算中速磨出力成为解决问题的关键。参考下面公式：

BM=BM0fHfRfMfAfgfe（摘自《火力发电厂制粉系统设计计算技术规定》）

式中：

同时根据通辽电厂的褐煤试磨报告，证明中速磨可以磨制高水分褐煤。电厂为保证小油枪点火，在热一次风道添加油枪，可以提高热一次风温度，作为后备手段，保证了制粉系统的干燥出力。实践证明，燃用全水分达37%的褐煤，不采用油枪加热，磨煤机出力也能满足要求。从这个角度来说，长春第三热电厂的成功实践为规程的修编提供了实践支持。

2.2 现在的生产系统

长春第三热电厂锅炉采用哈尔滨锅炉厂生产的HG-1165/17.5-HM3型，亚临界参数、一次中间再热、自然循环汽包炉，采用平衡通风、直流式燃烧器、四角切圆燃烧方式。锅炉受热面从热交换角度粗略地分为辐射受热面和对流受热面，炉膛内以辐射换热为主，定为辐射受热面，烟气到达炉膛出口，煤粉燃烧完毕，以后的受热面以对流换热为主，定为对流受热面。在炉膛内，煤粉一边燃烧，一边辐射热量到受热面。煤粉在炉膛的燃烧模型，在高温下，煤粉颗粒析出挥发分，挥发分迅速燃烧，析出挥发分的焦炭粒子在高温和冲刷下相对缓慢燃烧。根据研究，火焰在炉膛内的辐射近似灰体，火焰黑度影响火焰的辐射热量，火焰黑度直接决定于三原子气体、灰粒、焦炭粒子的影响，参考《锅炉本体布置及计算》中的公式：

2.3 煤质的C、H、水分的变化

影响炉膛内三原子气体的组成，煤质的灰分浓度、灰粒的直径关系灰粒的灰度。焦炭粒子的减弱系数与焦炭粒子的浓度有关，即与燃料的种类和燃烧方式有关。实际的锅炉辐射受热面的计算远非如此简单，但可以依据上面的公式从煤质变化对辐射受热面的影响做出定性分析。

分析对流受热面，横向冲刷顺列管束具有代表性，分析烟气横向冲刷顺列管束的对流放热系数一般用下面的公式：

从以上公式可以看出，对流放热系数与烟气本身的性质有关，烟气的性质决定于烟气的组成，但已经无法从目前的数据中直接推断出因果关系。

3 结语

因各种因素交错在一起，对受热面的影响是复杂的，以设计煤种和霍林河煤种做比较，两者全水分和氢的含量相差无几，但是设计煤种的碳含量明显高于霍林河煤种，三原子气体的辐射放热量高于霍林河煤，但是霍林河煤的灰分高于设计煤种，也即是灰浓度高，相应的灰分辐射放热量也高，长春三热长期燃用劣质褐煤，组成成分接近霍林河煤，从受热面金属测温点反馈来看，接近设计值，保证了锅炉在较高效率下运行。

参考文献

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[4] 蔡应春，徐晓昂，徐明亮，杨欣.锅炉烟气余热利用的改造[J].机械制造与自动化，2011，（3）.

作者简介：郭敬松（1976-），男，吉林松原人，大唐长春第三热电厂工程部专工，点检员，研究方向：能源工程。