燃燒新疆準東五彩灣煤鍋爐防結焦、沾污情況介紹2

燃燒新疆準東五彩灣煤鍋爐防結焦、沾污情況介紹神華新疆準東五彩灣發(fā)電公司發(fā)電項目是神華煤電高度一體化項目，廠址位于新疆昌吉州吉木薩爾縣準東五彩灣煤電、煤化工國家級準東產(chǎn)業(yè)園，緊鄰神華神新五彩灣露天煤礦。項目規(guī)劃裝機容量8700MW，分三期建設（分別為：一期2×350MW,二期4×1000MW，三期4×1000MW），燃煤依托神華新疆能源公司五彩灣露天煤礦煤炭資源，是神華煤電一體化資源綜合利用示范能源項目。一期工程建設2×350MW超臨界間接空冷燃煤機組，一期項目于2011年5月9日開始啟動建設。兩臺機組分別于2012年11月27日、2012年12月19日投產(chǎn)發(fā)電，順利實現(xiàn)2012年“雙投”的總工期目標。建設過程中，未發(fā)生任何人身、設備的安全事故，工程獲“自治區(qū)文明工地”稱號。鍋爐設計煤種介紹設計煤種主要特性準東五彩灣發(fā)電公司發(fā)電項目一期2×350MW超臨界間接空冷燃煤機組設計煤種為神華神新公司準東五彩灣煤礦煙煤，該煤種與國內典型煙煤相比，準東煤具有灰中高堿金屬含量（氧化鈉6%）和較高水分（全水份28%）等特點，根據(jù)普華煤種特性判別準則和西安熱工研究院煤質特性評價判據(jù)分析結果，該煤種具有強結焦和強沾污性。設計煤種主要指標分析表成分符號單位設計煤校核煤1校核煤2全水分Mt%27.326.030.0空氣干燥基水分Mad%13.0513.0915.94收到基灰分Aar%5.277.114.50干燥無灰基揮發(fā)分Vdaf%32.7232.9235.14收到基低位發(fā)熱量Qnet,v,arMJ/kg19.1319.0217.90煤灰變形溫度DT×103℃1.321.291.33煤灰軟化溫度ST×103℃1.331.301.34煤灰半球溫度HT×103℃1.341.311.35煤灰流動溫度FT×103℃1.351.321.36煤灰中氧化鈣CaO%27.5321.5128.38煤灰中氧化鎂MgO%7.425.268.66煤灰中氧化鈉Na2O%6.085.426.25煤灰中氧化鉀K2O%0.460.420.74西安熱工研究院1MW試驗爐結渣情況（典型工況渣型）（一級過熱器沾污）（爐底渣型）燃燒準東煤鍋爐現(xiàn)場結焦、沾污情況（屏過入口）(高再入口)（冷灰斗）（噴燃器）加強與科研院所合作，共同攻克準東煤結焦、沾污難關積極與西安熱工研究院合作，深入分析準東煤及灰渣特性2011年6月，經(jīng)調研發(fā)現(xiàn)新疆等單位燃燒準東煤鍋爐具有強結焦、沾污情況，準東五彩灣發(fā)電公司高度重視，在神東電力公司的高度關注和支持下，隨即與國內燃煤研究權威單位西安熱工研究院合作，重點對燃煤成分進行全面深入分析，為了保證分析的全面性、準對性和準確性，我們對現(xiàn)場取樣的數(shù)量、取樣的方式、包裝運輸方式進行了全面策劃，編制了準東煤現(xiàn)場采樣及化驗實施方案，經(jīng)西安熱工研究院分析結果顯示，準東煤灰成分中富含堿特性，其含量高達6～7%。繼續(xù)與西安熱工研究院合作，深入研究準東煤燃煤特性為了不影響工程項目的順利推進，將“準東煤燃燒結渣沾污形成過程與應對技術研究”列入神華集團2012年科技項目，加大力度進行深入研究，研究分別從煤質特性分析試驗、小型試驗臺架燃燒試驗、燃煤特性評價、半工業(yè)性試磨與試燒、試驗煤與鍋爐設備匹配專家系統(tǒng)、200kW沾污試驗臺試驗六個方面進行，經(jīng)過深入研究和工業(yè)化試驗，我們對燃燒準東煤有了全新的認識，取得了燃燒準東煤的燃燒、結渣、沾污和磨損等性能評價，界定了鍋爐燃燒方式、爐膛參數(shù)、煤粉細度等對結焦、沾污的影響，分析準東煤與鍋爐燃燒系統(tǒng)、輔機及除塵系統(tǒng)的適應性，并提出了合理的設備改進方向和運行原則。根據(jù)科技項目階段性研究成果，積極開展成果和方案實施科技項目為龍頭，催生多套技術方案2012年“準東煤燃燒結渣沾污形成過程與應對技術研究”課題被列為神華集團科技項目。根據(jù)課題研究的進程，西安熱工研究院分期編制了“新疆火力發(fā)電廠燃用新疆準東煤調研報告”、“五彩灣煤實驗室摻燒總結和評價”、“沾污試驗臺分析報告”、“湖北宜化鍋爐實爐燃燒調整和添加劑試驗報告等。東方鍋爐股份有限公司研究制定了“鍋爐防磨噴涂及受熱面防腐噴涂方案”、“神華新疆準東2×350MW超臨界機組鍋爐吹灰器與受熱面匹配分析”、“神華新疆準東2×350MW超臨界機組鍋爐吹灰系統(tǒng)運行建議”、“準東五彩灣電廠350MW超臨界鍋爐煤質結焦與沾污特性分析及鍋爐對策措施”等方案。華北電力設計院設計提出了“混煤及對主要輔機影響的初步分析”方案。美國燃料技術公司制定了“標靶噴射TIFI技術及方案、“新疆宜化150t/h煤粉爐（納米陶瓷噴涂）”方案。積極與華北電力設計院及設備廠家溝通，共同解決準東煤問題隨著科技攻關的深入，準東五彩灣發(fā)電公司意識到靠初步設計配套的輔機及設備在燃燒準東五彩灣煤方面還可能存在不足，經(jīng)協(xié)調華北電力設計院及相關輔機廠家，最終針對部分關鍵輔機設備進行了有針對性的設計優(yōu)化，以滿足高比例燃燒準東煤的需要。針對鍋爐旋流燃燒器進行設計優(yōu)化。在常規(guī)旋流燃燒器的基礎上，為降低水冷壁附著焦塊的形成，拉長火焰燃燒時間，將燃燒器穩(wěn)燃齒環(huán)進行優(yōu)化，減少燃燒擴錐角。針對鍋爐吹灰器進行設計優(yōu)化。經(jīng)過深入研究論證，在原設計的基礎上將每臺鍋爐本體吹灰器由原來78只增加到124只，增加相應的防磨蓋板408個，確保吹灰器能有效全面覆蓋受熱面，并對吹灰壓力進行了設計分析計算，同時對吹灰程控邏輯進行了調試優(yōu)化。針對鍋爐壁溫測點進行優(yōu)化。為有效監(jiān)視鍋爐受熱面壁溫，對壁溫測點進行了合理性設計復核，經(jīng)與東鍋廠協(xié)商每爐由原設計179支增加到334支。針對鍋爐觀察孔進行優(yōu)化。為有效監(jiān)視燃燒準東五彩灣煤過程鍋爐結焦、沾污情況，經(jīng)分析研究，鍋爐廠積極配合工程需要對觀察孔進行了設計優(yōu)化和設備附件供貨，增加觀察孔16個。針對鍋爐脫硝系統(tǒng)進行設計優(yōu)化。為防止燃燒準東五彩灣煤形成的沾污物對脫硝催化劑的影響，經(jīng)與設備廠家協(xié)商，在原設計催化劑使用聲波吹灰器的基礎上，每臺爐增加6臺蒸汽吹灰器。針對鍋爐干式除渣機進行設計優(yōu)化，以提高鍋爐抗燃煤結焦、沾污能力。將液壓關斷門壓力由原設計10.8噸提高到18噸，碎渣機最大出力由15噸/小時提高到25噸/小時，斗提機及干渣機出力最大出力由15噸/小時提高到20噸/小時，為防止破碎機不易破碎焦塊，增加淬渣冷卻水噴霧設施。超前謀劃，適時應用新技術、新材料對除焦劑進行充分論證和試驗，探索解決問題的新途徑。根據(jù)有關資料和實踐，國內應用除焦劑解決鍋爐燃燒低熔點煤有較多成功案例，為了研究除焦劑對解決準東煤結焦沾污在燃燒準東五彩灣煤防結焦、沾污方面的效果，西安熱工研究院先后做了多次相關試驗，但未有突破性進展。目前，我公司正在與美國燃料技術公司協(xié)商除焦劑的應用事宜，根據(jù)西安熱工研究院鍋爐材質腐蝕試驗，管材無腐蝕，現(xiàn)美國燃料公司正在做具體實施方案，待方案確定我公司將結合等級檢修實施。在基建過程中及時對鍋爐受熱面重點區(qū)域實施金屬噴涂。在鍋爐安裝完畢、水壓試驗前期關鍵階段，我們經(jīng)過充分論證并請示神東電力公司同意后，及時實施了鍋爐受熱面重點區(qū)域金屬噴涂，噴涂區(qū)域主要在鍋爐爐膛及后豎井包墻區(qū)域，每臺鍋爐噴涂面積為2680平方米，該措施有效提高了受熱面管壁光潔度和極大地降低了受熱面被吹灰蒸汽吹損的風險。充分發(fā)揮內部專業(yè)技術力量，為鍋爐大比例燃燒準東煤打好基礎綜合發(fā)揮生產(chǎn)技術牽頭作用積極開展燃燒準東煤調研工作。先后八次組織專業(yè)人員對華電烏魯木齊熱電、國電紅雁池電廠、阜康電廠、五家渠信發(fā)電廠、瑪納斯電廠等周邊燃用準東煤電廠進行廣泛調研。經(jīng)調研發(fā)現(xiàn)，各廠在燃燒準東五彩灣煤均出現(xiàn)過結焦、沾污而引起鍋爐被迫停爐，部分電廠還出現(xiàn)了超溫爆管停爐事件。各廠為保證鍋爐安全穩(wěn)定運行，均采用摻燒低鈉煤方式燃用準東煤，燃用準東煤控制比例大約為50～55%。深入思考燃用準東煤對設備及系統(tǒng)的彌補措施。組織內部專題分析，對多個關鍵設備及系統(tǒng)進行了設計優(yōu)化方向提出相關建議，推動總包、設計及廠家進行重大設計優(yōu)化六項。積極參與燃燒準東煤防結焦、沾污科技項目攻關活動。與神東電力技術研究院、西安熱工研究院、廠家設計及總包設計單位深入?yún)f(xié)調，組織和協(xié)助召開相關科技研討會八次。加強對燃燒準東煤運行方式策劃和實施優(yōu)化配、摻煤方式。在西安熱工研究院168小時鍋爐調試期間，燃燒方式為對沖錯層燃燒，燃燒準東煤低負荷（250MW左右）比例為50%、高負荷（280MW）比例為40%的基礎上，我公司制定了攙配煤調整試驗方案，通過分倉上煤、準東煤同層對沖燃燒，將燃用準東煤比例提高到60%。優(yōu)化吹灰器運行方式。通過現(xiàn)場觀察分析，對燃燒器等重點結焦區(qū)域進行了吹灰頻次的調整，由原來的每天一次，提高到每班兩次，制定了分區(qū)域投運吹灰器程控方案，對鍋爐屏過、高過、高再沾污區(qū)進行定期就地觀察，確保不發(fā)生大的永久性結焦、沾污。適時加大負荷擾動。通過加強巡檢檢查，及時發(fā)現(xiàn)鍋爐爐膛結焦和沾污體，使用吹灰無法清理的，選擇在負荷較低時變負荷擾動進行清理。視情況進行磨煤機切換運行。通過切換磨煤機運行方式，達到降低燃燒區(qū)域集中熱負荷，以阻斷結焦沾污的發(fā)展。加強燃燒調整、巡視檢查和人員培訓管理。專業(yè)人員現(xiàn)場指導，運行嚴格按照配煤方案進行操作和和調整。加大設備檢修維護力度加強吹灰器檢修維護工作。通過點、巡檢，及時發(fā)現(xiàn)吹灰系統(tǒng)設備缺陷，做到及時發(fā)現(xiàn)立即處理。加強對除渣及除灰系統(tǒng)設備的檢修維護工作。通過點巡檢，做好及時發(fā)現(xiàn)和處理問題。深入開展設備定期保養(yǎng)管理。通過定期給油脂、定期清潔等工作，確保相關設備處于良好狀態(tài)、性能滿足要求。實施鍋爐深度燃燒優(yōu)化調整，努力提高鍋爐燃燒準東煤比例周密策劃深度燃燒優(yōu)化調整方案。為進一步降低燃料成本，向深度燃燒優(yōu)化調整要效益，我們提前與西安熱工研究院擬定了相關試驗方案，通過研究與分析現(xiàn)場調整試驗結果，一是，掌握鍋爐設備運行現(xiàn)狀和煤質適應能力；優(yōu)化燃燒系統(tǒng)和制粉系統(tǒng)運行方式，提高鍋爐爐運行的安全、經(jīng)濟性和穩(wěn)定性；二是，確定鍋爐所能適應的五彩灣煤的最佳摻燒比例，推薦鍋爐優(yōu)化運行參數(shù)；明確工作目標，努力實現(xiàn)大比例燃燒準東煤75%ECR及以下負荷，準東煤的燃用比例達到80%，力爭達到100%。采用四臺磨運行方式，準東煤進入A、B、C、D或A、B、C、E倉。75%ECR以上負荷，準東煤的燃用比例達到70%，力爭達到80%。采用分磨摻燒方式，即準東煤與低鈉煤分別上煤入倉，在爐內燃燒過程中進行混合。提供鍋爐燃用準東煤100%ECR、75%ECR以及50%ECR各負荷段一整套制粉以及燃