大型机组掺烧油页岩试验分析
时间：2022-10-26 来源：博通范文网 本文已影响 人 
摘 要 随着国内煤价和油价的日益升高，国家煤电联动政策的难以实施，煤炭市场的供求不平衡，使全国各大发电集团都面临了新的挑战。为了降低运行成本，提高经济效益，广东省粤电集团在300mW机组燃料中掺烧了油页岩，并通过对油页岩与神华煤混合燃烧特性的分析，讨论了掺烧煤种和比例对燃烧过程的影响，结果表明300mW机组掺烧油页岩是完全可行。
关键词 油页岩；氧量；配风方式；掺烧比例
中图分类号TE3 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）58-0091-02
1试验目的
广东省粤电集团300mW机组于2007年5月进入商业运行，该机组锅炉为东方锅炉厂生产的DG1025/18.2-Ⅱ４型亚临界四角切圆燃烧锅炉。锅炉设计煤种为烟煤，投运后主要燃用神华煤。为提高电厂的经济效益，特在本台机组掺烧了部分油页岩。通过实炉试烧试验，了解了300mW机组掺烧油页岩后，混煤与锅炉燃烧系统的适应性以及掺烧油页岩对锅炉经济性和安全性的影响，从而为电厂生产以及经营决策提供必要的参考意见。
2试验煤质
根据热工院前期工作，由煤质数据可知，油页岩的灰分很高，含碳量较低，因此发热量很低，这将导致入炉煤量增加；挥发分极高，着火温度较神华煤低约100℃，磨煤机内着火爆炸的危险性增加；油页岩的含硫量很高，掺烧油页岩比例过大则锅炉高、低温腐蚀的危险增加；油页岩的磨损性要低于神华煤，但由于灰分含量太高，一次风煤粉管道的磨损仍不能忽视；掺烧油页岩的直接优势在于其灰熔融性温度远高于神华煤，掺烧后锅炉的结焦特性将显著改善。
3本次试验的主要内容
1）10％~20％~30％油页岩掺烧比例的经济性试验和调整试验；2）锅炉全烧神华煤经济性试验。
4试验过程及初步结果
本次试验先进行20％油页岩掺烧比例的试验，在此掺烧比例下进行了锅炉燃烧调整试验，以确定锅炉掺烧油页岩较合适的掺烧方案和运行方式。其后进行了30％、10％油页岩掺烧比例试验，同时为了对比分析，进行了锅炉全烧神华煤时效率测试试验。
4.1 排烟氧量、排烟温度标定与空气预热器漏风
作为辅助性试验，对锅炉排烟氧量在高氧量和低氧量两种情况下进行了各测孔氧量值测定，从测试结果来看，锅炉排烟氧量过高，排烟温度较低，而且均是两侧烟道氧量高、温度低，中间两烟道氧量略低、烟温偏高一些。对掺烧油页岩这种高硫分燃料来说，排烟温度过低意味着锅炉尾部受热面低温腐蚀将可能较严重。为查明排烟温度低的原因，进行了空气预热器漏风率测定试验。得出左右侧空预器漏风率分别达到了12.29％和10.72％，空气预热器漏风较大是排烟温度低的直接原因所导致。
4.2 氧量对锅炉燃烧的影响
共进行了3个设定炉膛出口氧量下的燃烧试验，其氧量分别为2.5％、3.5％和4.5％，在对炉膛火焰温度测试结果、排烟氧量和排烟温度等测试结果的对比得出：炉膛氧量增加是锅炉送风量增大的结果，可见，氧量增加到4.5％后火焰温度降低较多，煤粉燃尽变差，飞灰含碳量增加，说明锅炉不宜大风量运行。氧量在2.5％和3.5％时飞灰含碳量相差较小，烟温接近，因此建议运行氧量控制在3.0％左右为宜。
由于油页岩具有较低的着火温度和极高挥发分含量，因此掺烧后的混煤其着火和燃尽均无明显影响。
4.3 配风方式对锅炉燃烧的影响
锅炉配风方式试验进行了二次风“正宝塔”配风、“倒宝塔”配风、“缩腰式”配风和“腰鼓形”配风四种极限情况的配风方式试验。从各工况灰、渣样分析来看，“缩腰式”配风明显优于其它配风方式，其飞灰和炉渣含碳量均较低；其燃烧器上部平均烟温水平亦较其它配风工况高。二次风中的上层风具有“压火”作用，而下层风具有“托火”作用，因此均应开大，而其它风门则可依据实际条件维持适当开度，这是“缩腰式”配风运行效果较好的原因。因此建议锅炉运行中上下二层二次风均应全开。
燃烧器周界风具有增加一次风刚性、防止煤粉气流刷墙的作用，对于弱结渣性煤，一次风开度的影响不大，但对强结渣性煤（如本锅炉长期全烧神华煤）则周界风开度的影响将会体现出来。
4.4 燃烧器摆角对锅炉燃烧的影响
燃烧器摆角试验考核了燃烧器全下摆、水平和上摆10°各种情况下的燃烧工况。燃烧器摆角试验是在停顶层磨条件下进行的。因为在顶层磨投入运行情况下，很难将燃烧器上摆运行。可见，燃烧器摆角对炉膛烟温分布和炉渣含碳量有明显影响。为改善炉内温度水平，燃烧器不宜在某一摆角长期运行。
4.5 煤粉细度对锅炉燃烧的影响
对习惯运行方式下，磨煤机分离器挡板分别在50％开度和75％开度下分别进行了锅炉燃烧测试。显然煤粉变粗后，煤的燃尽显然会变差。
4.6 油页岩掺烧比例的影响
各掺烧比例下，灰、渣含碳量测试结果如下：
本次试验在较仓促的情况下进行，换煤过程的时间不够，因此各比例下试验灰渣含碳量测试结果可能存在一些偏差。如：30％油页岩掺烧时可能由于掺烧比例控制不均，出现了二、三电场1、2号灰罐料位高报警，锅炉排灰、排渣量明显增大，给煤量达到了165t/h以上，5台磨运行最高负荷只能带到293mW，后启动6台磨运行才带足满负荷，其油页岩比例约为25％。锅炉全烧神华煤时火焰亮，透明度增加，火焰温度最高，随着掺烧比例增加火焰温度降低。10％油页岩比例时由于本身比例较小，对给煤量改变不大，故怀疑试验期间为全神华煤燃烧，但从燃烧温度来看，试验期间仍可能维持在10％油页岩比例。
4.7 燃烧试验期间发现若干问题
1）左右两侧风箱与炉膛差压始终后墙大于前墙约300Pa、二次风量A侧始终大于右侧40t/h，测点位置或传感器精度需校核；2）再热器减温水在阀门全关仍有4t/h~5t/h的减温水量，可能阀门泄漏较大或传感器精度变差；3）机侧与炉侧主汽温度不一致，机侧始终高于炉侧，需校核测点；4）锅炉掺烧油页岩基本无结渣现象，灰量和渣量较大；锅炉全烧神华煤时上层燃烧器喷口区域有疏松挂渣；燃烧器上摆运行其一次风刚性变差，气流易刷墙，因此全烧神华煤时不宜长期上摆燃烧器运行；
5 结论
1）对于300mW机组在不改变系统和设备结构的情况下，油页岩的最大掺烧量最高可达30%，当掺烧比例在20％以下时机组可以长期安全稳定运行；2）在300mW机组上掺烧油页岩可以在很大程度上缓解目前煤炭资源紧缺的局面，对提高发电厂的效益有巨大意义。
参考文献
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