燃煤掺烧精细化管理.docx

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燃煤掺烧精细化管理

附件1

QC小组活动成果资料汇总表

序

号

申报班组

名称

QC小组名称

QC小组活动成果名称

小组成员

姓名

优化配煤掺烧

燃煤掺烧精细化管理

苗承刚、洪庆、蒙嘉刚、谭定、牛志军、佟伏生、靳诚、侯斌、永、巍、肖济和、洪伟、邓星亮、文阳

报送单位名称

联系人姓名

联系

备注：

成果资料附后。

附件2

QC小组活动成果资料样式

封面

QC小组活动成果报告

课题名称：

燃煤掺烧精细化管理

类型：

问题解决型

QC小组注册号：

QC课题注册号：

报送单位：

小组名称：

优化配煤掺烧

发表人：

二○一二年五月十八日

国投电力控股股份有限公司2012年度QC小组活动成果发表会交流资料

1、小组概况

QC小组本着“攻克难点，追求创新”的精神，在QC活动当中不断增强小组人员的质量意识，以达到“完善细节，提升品质”目标。

小组名称

优化配煤掺烧

成立时间

2011.01

小组类型

现场型

注册时间

2011.11

课题名称

燃煤掺烧精细化管理

小组人数

14人

活动时间

小组成员

姓名

性别

文化程度

职务

职务分工

苗承刚

男

本科

副总经理

组长

李洪庆

男

本科

总经理助理、燃料采购部

副组长

蒙嘉刚

男

本科

安全技术部经理

副组长

谭定

男

本科

发电运行部经理

副组长

牛志军

男

本科

发电运行部经理助理

组员

佟伏生

男

本科

发电运行部经理助理

组员

靳诚

男

本科

安全技术部运行管理专工

组员

侯斌

男

本科

发电运行部燃料专工

组员

刘永

男

本科

发电运行部锅炉专工

组员

李巍

男

本科

发电运行部值长

组员

肖济和

男

本科

发电运行部值长

组员

陶洪伟

男

本科

发电运行部值长

组员

邓星亮

男

本科

发电运行部值长

组员

沈文阳

男

本科

发电运行部值长

组员

2、课题选择

1）公司生产方针加大煤种掺烧力度，降本增效。

2）实际存在的问题因电煤价格上升，造成火电企业发电成本上升，火电企业经营异常困难。

如何降低燃料成本成为企业面临的难题，掺烧价格相对较低的印尼煤成为必由之路。

容

3）员工成长的需要通过掺配煤优化，提高技术水平，实现自我全面提升。

4）选定课题优化配煤掺烧

3、现状调查

1）锅炉概况

国投钦州发电公司一期工程装设两台630MW汽轮发电机组，锅炉型号东方锅炉厂制造的DG1900/25.4-II2，为超临界直流炉，一次再热、单炉膛、尾部双烟道、采用前后墙燃烧方式、挡板调节再热汽温、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。

制粉系统采用BBD3854双进双出筒式钢球磨煤机

表1：

锅炉主要参数表

名称

单位

B-MCR

T-MCR

BRL

过热蒸汽流量

t/h

1950

1857

过热器出口蒸汽压力

MPa

25.5

25.4

过热器出口蒸汽温度

℃

571

再热蒸汽流量

t/h

1590.4

1519.8

1510.4

再热器进口蒸汽压力

MPa

4.92

4.71

4.67

再热器出口蒸汽压力

MPa

4.7

4.5

4.46

再热器进口蒸汽温度

℃

327

322

321

再热器出口蒸汽温度

℃

569

省煤器进口给水温度

℃

290

287

286

炉膛截面热负荷

MW/m2

4.35

4.18

炉膛容积热负荷

kW/m3

79.6

76.53

76.54

燃烧器区域面积热负荷

MW/m2

1.63

1.56

1.57

锅炉计算热效率（低位发热量）

94.06

94.15

94.18

炉膛出口过剩空气系数

－

1.14

省煤器出口过剩空气系数

－

1.15

软化温度

℃

1320

1500

1360

流动温度

℃

1420

1500

1430

灰成分

二氧化硅

SiO2

47.32

58.89

47.98

三氧化二铝

Al2O3

29.68

28.62

29.51

三氧化二铁

Fe2O3

10.78

3.59

7.24

氧化钙

CaO

4.57

1.84

3.52

氧化镁

MgO

1.21

0.86

0.81

二氧化钛

TiO2

1.07

氧化钾+氧化钠

K2O+Na2O

1.46

1.49

0.74

三氧化硫

SO3

2.91

0.01

1.04

二氧化锰

MnO2

0.09

0.08

其他

1.63

3.55

8.8

4、目标设定

1）领导支持本次活动受到公司领导和部门经理的高度重视。

2）人员保障本小组成员具有丰富的现场实践经验和较强的团队精神。

3）技术和资金保障小组成员具有较强的工作能力，掌握实际运行经验及掺配煤情况。

5、原因分析

1）2007年掺配煤情况

年入炉煤量为109.4万吨。

其中掺烧印尼煤共2万吨，占总量的比例达到1.83%，全部为低热值印尼煤；燃用国内优混烟煤107.4万吨占总量的98.17％。

2）2008年掺配煤情况

年入炉煤量为173.5万吨。

其中越南煤掺烧时由于该煤种挥发分过低为无烟煤，造成锅炉燃烧着火不稳，灰渣可燃物高达12％以上，不利于锅炉安全经济稳定运行，因此不再进行该煤种的掺烧。

3）2009年掺配煤情况，年入炉煤量为198.2万吨

4）2010年掺配煤情况，年入炉煤量为269.1万吨。

5）2011年至11月份掺配煤情况，入炉煤量为354.39万吨。

6、要因确认

因电煤价格上升，造成火电企业发电成本上升，火电企业经营异常困难。

如何降低燃料成本成为企业面临的难题，掺烧价格相对较低的印尼煤成为必由之路。

2011年6月份后，以具有代表性的秦皇岛港5500大卡山西优混煤炭为例，4、5、6月份其平均价格分别为777元/吨、820元/吨和838元/吨，分别环比上涨11.3元/吨、42.4元/吨和18.0元/吨，6月份的平均价比3月份上涨71.6元/吨，使得本来已普遍亏损的火电企业经营异常困难。

秦皇岛港5500大卡山西优混动力煤月平均价格及其同比、环比变化情况

7、制定对策

掺烧试验的开展情况

投产以来，2007年为保证机组调试的正常运行，采购煤种相对较好，基本为国内优混烟煤，接近设计煤种，因此掺配煤工作相对简单。

从2008年开始，印尼煤在公司的掺烧比例逐年提高由19%到2010年的43%，2011年截至11月份达到46%，印尼煤已成为公司掺烧的主要煤种。

公司所燃用的煤种随着国内外煤炭市场的变化，煤种最多时达到15种不同的燃煤，其中印尼煤就达到7种，造成锅炉入炉煤的掺配工作复杂、难度大。

掺烧印尼煤存在的问题

1）印尼煤具有高水分、高挥发分、低灰分、低热值或中高热值以及中高硫分等特征。

印尼煤挥发分达到50%左右，着火温度低，极易着火的特性会导致煤粉自燃与制粉系统爆炸等事故。

2）燃用高挥发分印尼煤易出现“燃烧尖峰温度”形成局部高温区，燃烧器区域结渣与高温腐蚀倾向增加，危及锅炉设备安全。

3）印尼煤高水分，引起排烟温度升高，排烟损失增大，同时烟气量的增加使除尘、脱硫等设备超负荷运行。

4）印尼煤热值相对较低，掺烧时制粉系统系统的出力超出设计值较多，对设备安全构成威胁。

为此，公司在2009年10月委托西安热工研究院进行了1号炉印尼煤掺烧试验，试验目的如下

1）了解燃用印尼煤后炉膛燃烧区、水冷壁区域燃烧产物（O2、CO以及H2S）分布情况。

2）通过运行参数的调整，优化炉内贴壁温度及气氛，降低发生高温腐蚀与炉内结渣的趋势。

3）确定锅炉燃用印尼煤的最佳掺烧比例以及掺烧方式。

4）确定锅炉燃用印尼煤的最佳运行参数，并提出相关的运行调整方式和注意事项。

试验结论

1）磨煤机选型偏小，造成实际燃煤量远高于设计值，磨煤机基本处于最大出力状态，分离器折向挡板阻力大、调节范围小，易堵塞，导致煤粉较粗。

2）锅炉采用了低NOX燃烧器、分级燃烧措施，在炉内实现低氧燃烧，使煤粉在炉内的燃烧效果变差、燃尽时间加长，当煤粉较粗时，造成屏过结渣、炉膛出口温度升高，以及水冷壁的高温腐蚀。

3）满负荷工况修正后的排烟温度均在140℃以上，高出设计值（129℃）10℃以上，再加上燃煤量大、烟气量大，排烟热损失较高，对锅炉效率影响较大。

4）燃烧器区域侧墙水冷壁存在较为严重的高温腐蚀倾向。

两侧水冷壁区域形成较强的还原性气氛，大多数测点处氧量接近0%、CO浓度大于5000ppm，H2S含量大于100ppm，部分区域H2S含量大于500ppm。

经燃烧优化调整后，A侧墙水冷壁的贴壁气氛明显好转，但是B侧墙仍存在较高的高温腐蚀倾向。

5）NOX的生成量在300mg/m3以下，部分工况低于200mg/m3，不但低于设计保证值不大于400mg/m3的要求，也远低于国内同类机组的排放水平。

6）考虑到制粉系统的安全性与降低炉膛高温腐蚀倾向的要求，燃用印尼煤时应满足入炉煤煤质如下：

A、干燥无灰基挥发分（Vdaf）不大于45%。

B、收到基全硫（St,ar）不大于1.0%。

8、对策实施

根据试验结论采取燃煤掺烧方案

印尼煤着火迅速，属于极易自燃与爆炸的煤种，制粉系统防爆是燃用印尼煤首要考虑的问题。

考虑到制粉系统的安全性与降低炉膛高温腐蚀倾向的要求，燃用印尼煤时应控制入炉煤煤质如下：

1）收到基全硫（St,ar）不大于1.0%；

2）干燥无灰基挥发分（Vdaf）不大于45%。

3）神混煤具有严重的结渣性，且本身也属于极易着火煤种，印尼煤与神混煤的掺烧比例不宜超过50%。

4）优先采用炉前预混的掺烧方式。

降低了入磨燃煤的水分与挥发分，对保证制粉系统的干燥出力以及安全防爆均有利。

5）短期单磨印尼煤时，单磨印尼煤的磨不超过两台磨。

6）单磨印尼煤的磨应维持较小出力，不大于48t/h；

7）磨出口温度控制小于60℃，旁路风门开度不大于35%；

8）监测磨出口CO浓度，如有异常升高应立即处理。

掺烧大友煤时锅炉主要运行参数控制范围表

参数

控制值

调整目的

说明

氧量

3.1～3.5%（600MW）

增加燃烧器区域的氧量，降低炉膛的高温腐蚀及结渣倾向

负荷300MW对应氧量控制在5.0～5.5%

二次风室调整门

15％～100％

提供燃料燃烧所需氧量

对应磨煤机运行时开度在60～100％，对应磨煤机停运后开度为15～20％

内二次风

3格

降低内二次风比例，增加外二次风量，同时兼顾保护燃烧器喷口

开度试验确定，运行中不再调整

外二次风

50%

提高旋流风量，强化风粉混合

掺烧大友煤时全部置50％即燃煤位，印尼煤两侧两个置80％即燃油位

燃尽风门开

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