燃煤掺烧的最佳实践经验
一、燃煤掺烧的背景
我司锅炉采用哈锅引进三井巴布科克能源公司技术制造的超临界参数变压运行直流炉，单炉膛、一次再热、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构Π型锅炉。锅炉型号为：HG-1955/25.4-YM。
锅炉燃用的设计煤种为黄陵、铜川煤，校核煤种I为义马煤，校核煤种II为地方煤。点火用油为＃0轻柴油。
锅炉设计煤种参数：
我司主要煤源：
2006年区域煤炭市场分析：
1、烟煤供应无法保障，价格高。
2、地方无烟煤、贫瘦煤资源丰富，总体价格低。
3、周边焦煤、贫瘦煤补充相对便利。
我司与周边煤矿地理位置示意图：
华润电力
首阳山
二、燃煤掺烧的效果
通过燃煤掺烧，在保证机组安全稳定运行的前提下，有效提高公司盈利能力，降低燃料成本，缓解供煤不足，避免缺煤停机，提高了机组适应市场的能力，在区域电力市场树立了良好的形象。
三、燃煤掺烧的设备基础
锅炉采用进口三井巴布科克公司的低NOx轴向旋流煤粉燃烧器技术。燃烧方式采用前后墙对冲燃烧，前后墙各布置4层燃烧器，自上而下分别为A、B、C、D层，每层各有8只LNASB
燃烧器（前后墙各4只），总共32只。在最上层煤粉燃烧器上方，前后墙各布置一层燃尽风喷口，每层布置7只，共14只燃尽风口。
每台锅炉配置8只容积为500m3原煤斗。制粉系统为四台正压直吹式磨煤机，采用上重生产的BBD-4360型双进双出钢球磨煤机，每台磨煤机配两台给煤机，BMCR工况下四台磨煤机全部投入运行，每台磨煤机为一层的八个燃烧器提供煤粉。
原煤斗参数：
磨煤机参数：
我司原煤仓与磨煤机示意图：
由于我司采用双进双出磨煤机，每台磨煤机对应两台给煤机，两台给煤机分别对应各自的原煤仓，因原煤仓与给煤机一一对应，可使磨煤机的两台给煤机分别上不同煤种，同时双进双出磨煤机自身特点可以使从两侧进入磨煤机的原煤进行充分混合，为燃煤掺烧提供了必
须的设备基础。
四、燃煤掺烧探索过程
公司燃煤掺烧始于机组投产后，当时区域煤炭市场烟煤供应无法保障，价格高，地方无烟煤、贫瘦煤资源丰富，总体价格低，周边焦煤、贫瘦煤补充相对便利。为了创新生意模式，创造更大的价值，公司成立了掺烧小组，最大限度掺烧非设计燃煤。经过多年的实践和积累，公司已经形成了稳定的掺烧能力，月最高掺烧非设计煤达80%以上。
燃煤掺烧主要包含思路形成、成立小组、制定掺烧目标及掺烧实施四个步骤，根据锅炉运行面临的实际情况，充分利用设备自身特点，形成掺烧思路，由各部门专业人员组织成立燃煤掺烧小组，根据当年机组运行情况及煤炭市场情况，制定出掺烧目标，组织各专业确保锅炉燃烧稳定的前提下努力完成目标。（如下图）
目标
第一阶段
时间：2006年10月—2006年12月
掺烧原则：分时段分层配煤掺烧
配煤方式：根据机组负荷情况，选择性的间隔上烟煤或无烟煤。
1)B、C、D磨煤机运行，机组负荷大于350MW 时A磨煤机上无烟煤。
2)A、B、C、D磨煤机运行，机组负荷大于480MW时A、B磨煤机上无烟煤。
存在的问题：配煤受市场条件约束，造成配煤准确性低，非设计煤种掺烧比例不高。
1)需要跟踪了解机组负荷计划。
2)需要详细了解每个煤仓所上煤种及煤仓存煤数量。
3)需要跟踪磨煤机组合及上煤方式。
4)煤仓煤种较多不好记忆，且煤仓煤位计不准，容易产生判断失误。
5)交接班比较繁琐。
造成的影响：
由于测算困难，造成运行人员上煤准确度不高，经常出现高负荷时烟煤没有烧完，低负
荷时还没有烧到烟煤等现象。为了避免出现烟煤与无烟煤衔接不好造成锅炉燃烧不稳定，只能提前加烟煤，造成烟煤掺烧过多，无烟煤掺烧较少的现象，该掺烧方式无烟煤掺烧率一般不超过30%。
第二阶段
时间：2007年1月—2007年3月
掺烧原则：固定分层配煤、炉内混烧
配煤方式：四层燃烧器每层对应的一台磨煤机的两个原煤仓同时上烟煤或无烟煤，烟煤与无烟煤层间隔，如：A层上无烟煤；B层上烟煤；C层上无烟煤；D层上烟煤。
分层掺烧的优点：
1)由于煤仓固定，煤种固定，上煤方便。
2)固定为烟煤的磨煤机对应的B、D层不会出现燃烧不好的现象。
存在问题：配煤灵活性差，非设计煤掺烧比例低，运行调整手段有限，低负荷A、B、C磨煤机运行时燃烧不稳定。
1)由于分层掺烧造成的燃烧分层现象，上无烟煤的A、C层燃烧较不好，上烟煤的B、D
层燃烧较好。
2)机组高负荷运行时由于分层间隔掺烧，四台磨煤机运行时锅炉燃烧稳定，但是低负荷运
行时燃烧相对较差。
3)A、B、C磨煤机组合方式时无烟煤掺烧率较高，一般能达到60%以上；但是由于A、C
磨均为无烟煤，锅炉燃烧不稳定，存在安全隐患。
4)B、C、D磨煤机组合方式时由于最上层B层和最下层D层均为烟煤，锅炉燃烧稳定，但
是三台磨煤机运行只有一台磨煤机掺烧无烟煤，造成无烟煤掺烧率最大只能达到33%。
5)分层掺烧时启停磨煤机对锅炉扰动较大，A、B、C磨煤机运行启动D磨煤机时，由于掺
烧无烟煤量较大，开启二次风门对上三层燃烧扰动大，易造成锅炉燃烧不稳，主汽温汽压波动。同时启动无烟煤磨煤机时，对应层燃烧不好，磨煤机接带负荷速度较慢，影响机组正常加负荷。
6)A、C、D磨煤机组合方式时锅炉燃烧稳定性差，一般不作为正常磨煤机组合方式。
第三阶段
时间： 2007年4月—2007年8月
掺烧原则：分仓配煤、磨内混掺
配煤方式：利用双进双出磨特点，两个煤仓分别配烟煤和无烟煤（或贫瘦煤），让烟煤与无烟煤在磨煤机内部进行混合，同时根据各原煤仓与燃烧器对应位置，保证前墙及后墙四层燃烧器对应煤仓分别上烟煤、无烟煤、烟煤、无烟煤，相互交叉。运行中根据火检情况，通过调整给煤机转速控制配煤比例。（见下图）
A1 A2
分仓掺烧的优点：配煤灵活，便于运行调整，燃烧稳定，非设计煤掺烧比例高。
1)每层燃烧器前后墙分别对应烟煤和无烟煤，避免了全部烟煤燃烧很好或全部无烟煤燃烧
不好的现象。
2)前墙或后墙相邻层的燃烧器分别对应烟煤或无烟煤，相互交错，燃烧相互支持。
3)每台磨煤机两台给煤机分别对应烟煤和无烟煤，可以有效在磨煤机内部进行混合。
4)各层燃烧相互支持又相互独立，燃烧调整可以通过调整对应两台给煤机烟煤与无烟煤的
比例达到掺烧目的。
5)煤仓上煤相对固定，避免了燃料运行人员频繁换仓及上错煤的问题。
6)由于给煤机调节方便，可以根据机组负荷随时调整无烟煤掺烧比例。
7)磨煤机可以以任意方式组合，避免了分层掺烧不同组合方式下燃烧不好的缺点。同时燃
烧稳定性不受机组负荷高低的限制。
8)无烟煤掺烧率较高，可以根据煤场存煤结构及时调整无烟煤掺烧比例，单月平均最高无
烟煤掺烧比例可达80%以上。
分仓掺烧的缺点：
1)虽然无烟煤与烟煤在磨煤机内部进行了混合，但是混合不均匀，仍出现同一层燃烧器前
后墙燃烧不同的现象。
2)由于烟煤与无烟煤煤质不同，造成磨煤机两端磨损程度不一致。
3)飞灰炉渣可燃物含量偏高。
五、燃煤掺烧优化改进
1、通过技改及优化运行方式，降低飞灰炉渣可燃物含量
由于无烟煤掺烧造成飞灰炉渣可燃物含量偏高，我们在输煤系统进行除杂物改造，同时通过采取磨煤机分离器、回粉管定期清理，专人检查验收及部门抽查验收等方法，保证了磨煤机运行过程中分离器折向挡板不堵，回粉管回粉畅通，有效降低了飞灰炉渣可燃物含量。实施效果：
2、机组停运或启动时配煤掺烧
分仓掺烧虽然解决了锅炉正常运行期间各种负荷及磨煤机组合方式下的燃烧稳定性问题，但是在机组停运或启动时，由于运行磨煤机台数逐渐减少或逐渐增多，在磨煤机只有一台或只有两台运行时锅炉燃烧情况很不稳定，因此在机组启动或停运时需要适当进行调整。停机掺烧原则：
1)停机前24小时根据机组当天负荷情况，C、D层所有煤仓改上高热值烟煤。
2)停机前24小时各煤仓煤位控制在60%以下。
3)根据机组停机计划，停机前24小时开始进行煤仓拉空工作，优先从上到下的顺序进行
拉仓，同时根据煤仓存煤量采取少量多次加仓方式，保证给煤机不断煤，同时机组停运时A、B、C磨煤机煤仓彻底拉空，D磨煤仓至少一个煤仓彻底拉空或全部拉空。
机组启动掺烧原则：
1)机组启动当天提前12小时安排各煤仓上煤。
2)C、D磨煤机各煤仓均安排上高热值烟煤。
异常情况下启停机阶段掺烧方式：
若在机组停运过程中发生锅炉MFT保护动作，煤仓没有拉空，或D层原来无烟煤仓改上烟煤后还没有烧到时，在机组启动过程中必须采取恰当的方式保证锅炉燃烧的稳定。
1)配煤方式不变，D层仍上高热值烟煤。
2)启动D磨煤机后采取单进双出的磨煤机运行方式。
3)无烟煤侧给煤机采取间断性启动间断性进煤的方式，每次启动3-5分钟，给煤量控制在
10t/h以下，视锅炉燃烧情况可适当延长无烟煤给煤机启动时间，直到烧到烟煤时保持双进双出运行方式。
3、煤场库存异常紧张时掺烧方式
煤场燃煤库存结构异常，烟煤量偏少，煤炭采购运输受到限制时，需要尽量减少烟煤使用量，例如2009年末，我司煤场库存烟煤量不足8000吨，每日义马烟煤来煤量不足3000吨，每天计划发电量超过2400万kWh，煤场存煤结构严重失调，为维持机组长时间连续运行，避免出现因缺少烟煤锅炉灭火停机事故，主要采取以下措施：
1)保持磨煤机不隔层运行。
2)重点选择C磨煤机烟煤仓上烟煤，A、B磨煤机全部改上无烟煤或贫瘦煤，D磨煤机上
烟煤加无烟煤。
3)每天定期吹扫油枪，保持油枪良好备用。
4)提高值际竞赛烟煤使用量在小指标竞赛中的权重。
5)将烟煤累计库存、瞬时烟煤使用量及累计本班烟煤使用量做入在线显示，提醒运行人员
保证锅炉安全的前提下尽量减少烟煤使用量。
实施效果：
1)2009年末未因烟煤紧张停机。
2)锅炉持续高负荷运行，超额完成当月及全年发电计划。
3)维持煤场烟煤库存平衡，并使烟煤库存逐步缓慢回升，每天烟煤库存日均上升800吨。
4)无烟煤掺烧量达到日均80%，瞬时无烟煤掺烧量超过90%以上。如下图：
95%
92%
80%
80%
六、合理调整掺配方案，优化设备运行方式，追求尽善尽美
根据煤炭形势及电力市场变化，结合煤场实际库存，在燃煤掺烧原则的指导下，动态调整掺烧及配煤策略，及时修正值际竞赛规则，保证锅炉燃烧稳定的前提下，做到经济、环保掺烧。
作者：杨召伟河南华润电力首阳山有限公司发电部运行专业工程师
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