主烧蒙煤对锅炉运行的影响

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燃烧蒙煤对锅炉运行的影响
我公司锅炉设计煤种相关指标为发热量4750kcal/kg,挥发份15%,水分7%,灰分35.46%,因煤价高,致使发电成本居高不下,甚至到发电赔本的程度,为降低发电成本,公司决定燃煤为主烧蒙煤,蒙煤的相关指标:发热量4100kcal/kg左右,挥发份38%左右,水分大28%左右,灰分18%左右。

为确保锅炉的安全运行,特将燃烧蒙煤对锅炉的安全经济性进行全面分析。

一、定性分析
蒙煤挥发份较高,着火点低,容易着火,炉膛温度高,相对辐射热大,对流热小,炉膛出口温度低,过热汽温和再热汽温低,需要减温水量小,对锅炉经济性有好处。

但挥发份高达38%左右,对锅炉的安全性带来一定威胁,着火早,调整不及时会提前着火造成喷口结焦甚至喷口烧损;制粉系统采取措施不及时会造成制粉系统积粉自燃甚至爆炸。

蒙煤水分大,相对不能燃烧的煤的量就大,使得实际燃煤量增加,发电煤耗增大;水分大的煤粘度大流动性差,使得皮带运输困难,棚煤、断煤现象会频繁出现;水分大的煤,磨出口温度提不起来,磨煤机出力受到限制,甚至不能满足负荷要求,也可能发生一次风管堵管现象;水分大的煤着火热增加(水分耗热量比灰分大),炉膛温度降低,着火相当推迟,火焰中心上移,不完全燃烧损失增大;水分大的煤使主汽温度升高,每增加1%的水分,主汽温度升高1.5℃,使得主汽温度不好控制,甚至超温,水分大的煤使排烟温度增加,排烟量增
加,使得排烟损失增加,引风机单耗增大;水分大的煤,提高了烟气酸露点,为低温腐蚀创造了条件,必将采取提高入口风温,降低低温腐蚀,势必提高了排烟温度;据相关资料说明煤种水分增加5%,锅炉效率降低0.5%
蒙煤发热量4100kcal/kg左右,比设计煤种发热量低,同样负荷情况下燃煤量大,输送煤粉所需一次风量大,导致理论燃烧温度和炉内温度水平下降,使煤粉气流的着火延迟,燃烧稳定性相对差,影响煤粉的燃尽,同时排烟温度高,排烟损失大。

灰分是不可燃部分,灰分阻碍氧气与碳产生化学反应,着火会推迟,燃尽变差,灰分不但不发生热量,反而吸收热量,灰分大增加了受热面的积灰、结渣和磨损,影响锅炉的安全运行。

蒙煤灰分小,对锅炉的安全稳定运行均有好处。

二、定量分析
锅炉效率反平衡计算公式
η=100-q2- q3– q4- q5- q6
q2:排烟损失
q3:化学不完全燃烧损失
q4:机械不完全燃烧损失
q5:散热损失
q6:灰渣物理热损失
1、排烟损失:
q2=( k1αpy+k2)*(t py-t0)/100
k1、k2:根据燃料t py种类选取,无烟煤、贫煤k13.55,k20.44;烟煤k13.54,k20.44;褐煤k13.62,k20.9。

αpy: 排烟过剩空气系数
t py :排烟温度
t0:送风温度
2、化学不完全k1燃烧损失
对于煤粉炉而言,一般小于0.5%,所以可以忽略不计。

3、机械不完全燃烧损失
q4=337.27*A/Q{[αfh C fh/(100-C fh)]+ [αlz C lz/(100-C lz)]}*100%
Q :煤的低位发热量
A:收到基灰分
αfh、αlz飞灰炉渣占总灰分的份额,αfh取0.9,αlz取0.1。

C fh、C lz实际化验飞灰炉渣值。

4、散热损失
q5= q e* D e/D
D e:额定蒸发量;q e:额定散热损失;D:实际蒸发量
5、灰渣物理热损失
对于煤粉炉而言,灰渣物理热损失很小,可忽略不计。

通过锅炉设计效率和设计煤种倒推设计飞灰应为0.7%左右,炉渣为2%左右。

这样改变其中一个量,其余参数保持不变的情况下,根据计算结果得如下结论:(计算情况附表)
1、发热量降低500kca/kg,锅炉效率降低约0.269%。

2、灰分增加5%,锅炉效率降低约0.323%。

3、飞灰增加1%,锅炉效率降低约2.579%。

4、炉渣增加1%,锅炉效率降低约0.265%。

5、过剩空气系数增加5%,锅炉效率降低约0.193%。

6、排烟温度升高10℃,锅炉效率降低约0.522%。

7、送风温度降低5℃,锅炉效率降低约0.261%。

8、使用蒙煤若能保证飞灰、炉渣、排烟温度达到设计值可使锅炉
效率升高约0.971%
综上分析,使用蒙煤因水分大可降低锅炉效率2%,但只要采取相应措施进行针对性的燃烧调整可以接近锅炉效率,也可以保证锅炉的安全运行。

发电部
2012.4.3。