火电厂配煤掺烧运行管理及技术措施.pdf

第 1 4 卷 2 0 1 2 年第 3 期 电 力 安 全 技 术 n qu - ans 室 he 全 ngc 生 ha 主 n 火电厂配煤掺烧运行管理及技术措施 崔 余平 阳城 国际发 电有限责任公 司，山西 晋城0 4 8 1 0 2 [ 摘 要]实施配煤掺烧的 目的就是最大限度地减少客观资源的浪费， 降低发电成本， 与此同时， 配煤掺烧又对机组的安全运行带来新问题。为解决这一矛盾 ，以某电厂为实例 ，分析 了影响配煤掺 烧的煤质特性指标，并有针对性地制定了 配煤掺烧运行管理及相关技术措施，收到了明显效果。 [ 关键词]火电厂 ；配煤掺烧 ；运行管理 ；技术措施 某 电厂一 r 期工程装机容量为 63 5 0 MW ，二 期工程装机容量为 2 6 0 0 Mw，锅炉设计燃煤为 无烟煤 ，采用专厂、专线、专供 的方式直接向某省 送 电。该厂现为某省电网的主力电厂。 电厂的交通运输条件为铁路专用线包括整个 工业站和 电厂安装线 ，专用线与新建成的某铁路线 上的某站接轨 ，总长约 2 1 k m；厂外公路从厂区固 定端引接到某公路 ，为进， 一 主干道 ；从扩建端引接 到某公路，为进厂次干道。实际生产中汽车来煤量 远远超出其设计量。 1 配煤掺烧应考虑的煤质特性指标 1 ． 1 煤的燃烧特性 配煤掺烧的首要原则是保证煤种掺烧过程中的 燃烧性能 ，即保证混煤在锅炉 内的燃烧稳定性。煤 种的燃烧特性主要是着火性能和燃烬性能，影响燃 烧特性的最主要指标为发热量 、挥发分和水分。 1 ． 1 ． 1 发热量 发热量表征 了煤炭作为燃料使用的价值 ，是煤 炭最重要的性能指标。在机组运行时，煤炭的发热 量还是锅炉热平衡、配煤掺烧及负荷调节的主要依 据。发热量过高会使锅炉燃烧器区域水冷壁结焦趋 势增强，对煤粉在炉内的燃烬性不利，且易引起炉 膛内热负荷增加 ，从而影响到锅炉的安全运行 ；而 发热量过低则会增加制粉系统的运行压力，并可能 使锅炉无法满足满负荷运行的需要。根据锅炉设 计煤种指标并结合常用煤种的实际情况，该厂各 锅炉 非专门说明时特指一期6台机组，下同 配 煤掺烧 时，低位发热量加权平均值一般应控制在 1 8 ． 9 0 0～ 2 3 1 0 0 k J ／ k g。 1 ． 1 ． 2 挥发分 煤 的挥发分 是表征煤燃烧特性 的重要 指标之 一 ，它的高低直接影响到着火稳定性、着火速度和 燃烧产物的火焰形状 。煤 中挥发分的多少与煤种有 关。一般来说 ，挥发分的数量随煤的碳化程度的加 深而减少 ，混煤的挥发分亦可 由各组成煤 的算术 比 测算确定。煤种挥发分过低时 ，燃烧的稳定性和燃 烬性相对较差，尤其是低负荷稳燃比较困难；煤种 挥发分过高时，不仅着火距离缩短，对燃烧器和制 粉系统的安全运行构成威胁 ，而且会因燃烧 中心区 域温度过高而导致该区域四周水冷壁结渣 。该厂各 锅炉配煤掺烧时，挥 发分加权平均值 。 一般应控 制在 1 0％以下。着火及燃烬性能差别较大 的煤种 不宜掺配，否则会发生 “ 抢风”现象，造成锅炉飞 灰含炭量升高 ，甚至发生燃烧不稳定 。 ’ 1 ． 1 ． 3 水分 水分是煤 的固有成分 ，它的存在使煤 中可燃物 质含量相对减少。在燃烧过程中，水分含量过高， 会使煤着火困难 ，影响燃烧速度 ，从而降低炉膛温 度 ，增加化学和机械不完全燃烧热损失，同时增加 引风机的能耗。另外，水分过高还容易导致输煤系 统阻塞、制粉系统出力下降等一系列问题。 1 ． 2 煤的可磨性 煤的可磨性系数是煤炭的一项特性指标 ，表征 煤炭被磨制成粉的难易程度。煤种的可磨性直接影 响制粉系统的运行状况。该厂各锅炉均配置了中速 磨煤机直吹式制粉系统， 由于制粉系统的余量不足 ， 一 一 A而 电 力 安 全 技 术 第14 卷 2 0 1 2 年 第3 期 一 次风量普遍偏高，当煤种的可磨性较差时，制粉 系统的出力将受到严重影响，性能明显恶化。在配 煤掺烧时，哈氏可磨系数 HG I 加权平均值宜控制 在 4 5以上。 1 ．3 污染物排放特性 配煤掺烧对污染物排放的影响主要考虑烟尘、 二氧化硫和氮氧化物 。由于该 厂锅炉 电除尘效率 较高 ，常用煤种配煤掺烧时，都能达到 9 9 ． 7％以 上的除尘效率。如果煤灰的比电阻过高将会影响电 除尘 的效率，其加权平均值一般应控制在 1 1 0 Q c m 以下。 二氧化硫排放主要与煤种的含硫量相关，在未 投脱硫设备情况下，掺烧配煤的加权平均含硫量应 小于 1 ． 0％；在脱硫设备投运情况下应小于 2 ． 0 ％。 氮氧化物排放与煤种的挥发分和含氮量相关， 挥发分高而含氮量低的煤种 ，氮氧化物排放相对较 低，应在配煤掺烧中适 当考虑。控制氮氧化物排放 的手段主要是采用低氮燃烧技术和尾部脱硝。 2 配煤掺烧管理 针对公司燃用煤种复杂、锅炉的煤种适应性相 对较差的实际情况，为把公司的配煤掺烧经验不断 积累固化，保障锅炉安全稳定经济运行 ，公司制定 了合理 的配煤掺烧运行管理办法 ，以便指导实际配 煤工作 ，避免盲 目性。 2 ． 1 煤的质量验收与进煤计划 为确保到厂煤质符合机组燃烧要求，防止劣质 煤进厂，要从源头上严格实施监督。首先 ，要求供 煤单位提供煤质化验数据，以提前了解来煤质量是 否符合本厂的要求，并作为是否卸人煤沟的条件 ； 其次 ，利用磅房新安装的 2套汽车采样机对每一辆 汽车来煤进行现场采样 ，对于火车来煤 ，每一节车 皮都要人工采样，目的是为了提高煤样代表性。 燃料部每天都要有进煤计划， 并提前一天列出。 此计划 中要详细列 出每个煤源矿点 日进煤计划量 ， 且要附上煤种的热值与含硫量。进煤计划还要以表 格文档方 式输入 电厂计算机 MI S系统 ，并告知输 煤专业认真浏览，以便于开展工作。 2 ． 2 输煤管理 2 ． 2 ． 1 煤场管理 该 电厂输煤系统煤场分为东西走向的北 、中、 一 一 南三大煤场，南、北煤场采用回转分层定点堆料工 艺 ，中煤场采用走行分层连续堆料的工艺。推煤机 司机进行整平压实操作。 采用了煤场分质分堆的办法 ，即南北煤场堆放 热值高、硫分低的煤种，中煤场堆放热值低、硫分 高的煤种。为了适应来煤复杂多变的特性，将各个 煤 场从东到西分成 l 3 个 区，对于特别的煤 种，按 区堆放并在运行 日志上标注 。 2 ． 2 ． 2 卸煤沟进行分类卸车 输煤 A ／ B系统的汽车卸煤沟都是 1 8 跨，为 了混配煤需要 ，将 其分成 东西各 9跨 2个卸煤 区 域。根据煤质信息，将入厂煤按热值和含硫量分类 卸车。混煤时，同一条皮带上的 2台叶轮给煤机同 时运行 ，根据每天的配煤方案以适当的转速把多种 不同煤质的煤叠加到同一条皮带上。由于叶轮给煤 机采用变频控制，可精确调整出力，这样就从根本 上保证了混配工艺的精确性。火车卸下的煤也是通 过同一条皮带上的 2台叶轮给煤机同时运行的方式 进行混配。 汽车卸煤沟的煤也可以和火车卸煤沟的煤进行 精确混配。汽车、火车卸煤沟的煤还可以和煤场的 煤进行混配。但斗轮机是人工操作的，因此要不断 地提高斗轮机司机的操作水平。 无论是上煤还是堆煤 ，只要有混煤要求 ，都必 须通过煤沟下的叶轮给煤机进行混配。 2 ． 3 配煤掺烧运行管理 2 ． 3 ． 1 配煤指令下达 输煤运行主管根据部门要求的混煤煤质加权指 标及煤场存煤与燃料进煤的状况，制订混煤掺配方 案，将配煤指令及时录入运行管理系统 ，并将配煤 指令告知各主值。输煤主值根据主管的配煤指令 煤 ，当有特殊情况时，应及时与值长联系，禁止 自 行变更取煤地点和煤种。对指令执行情况 ，应有台 账记录 。遇到节假 日， 主管必须根据煤场存煤情况， 详细制定锅炉用煤掺配方案。 2 ． 3 ． 2 配煤掺烧现场管理 锅炉专工要及时掌握各台锅炉的燃烧工况，根 据锅炉运行中出现的新情况及时调整配煤掺烧方 式，并把信息及时反馈给相关部门。 运行各值要掌握管辖范围内的锅炉燃用煤种状 况，合理配风，防止锅炉缺氧燃烧；根据炉 内结渣 状况及运行参数合理安排锅炉吹灰器的投运 ，督促 第 l 4 卷 2 0 1 2 年第3 期 电力安全 技术 指导巡检人员做好炉膛的观焦，有异常 隋况时要亲 自到现场确认 ，采取必要的控制措施。 在煤种更换、锅炉燃烧调整试验或特殊运行工 况时 ，尤其要保证燃烧组织的合理性和炉膛受热面 的吹灰频度 ，以便控制炉膛的结焦状况。 2 ． 4 煤质指标分析 1 环保技术部要将每天的人炉煤样通过输煤 皮带的自动采样装置采集后取走。 2 对于化验煤样 ，需在 2 4 h内提供煤质分析 报告。对入炉煤 ，每班要做一次工业分析，分析数 据输入 电厂计算机 MI S系统。 3 环保技术部对煤质指标分析工作的准确性 负责。 2 ． 5 高挥发分烟煤掺烧技术措施 由于公司锅炉设计煤种为无烟煤 ，挥发分较低 收到基挥发分为 5 ． 3 6 ％ ，因此锅炉制粉系统未 设置防爆系统， 只设计了一套磨煤机蒸汽惰化系统。 随着公司逐渐开拓 区外来煤的市场，入厂高挥发分 煤的数量逐渐增加。为保证锅炉安全运行，必须将 区外高挥发分煤与本地区低挥发分煤按照一定比例 掺配试烧 。 公司制定了掺配高挥发分煤的安全措施，主要 是为了控制烟煤掺配的均匀性 ，人炉前要与无烟煤 充分混合，严禁出现烟煤集中在某区域或时断时续 的现象。 制粉系统的安全 性是这种掺烧方案需关注的重 点。由于所掺烟煤特性 已经接近褐煤 ，其爆炸 自燃 特性很强 ，特别是在启停制粉系统及制粉系统检修 时更加危险，所以要引起警惕。 2 ． 5 ． 1 1 制粉系统 自燃及爆炸的现象 、1 人孔、密封环处发现有火星。 2 自燃处的外壳温度异常升高。 3 磨煤机出口温度异常升高。 。 4 爆炸时有响声，从不严密处向外 冒烟 ，炉 内负压变正 ，火焰发暗，严重时可能灭火。 2 ． 5 ． 2 制粉系统自燃及爆炸的原因 ’ 1 制粉系统内积煤与积粉。 “ 2 磨煤机出口温度过高。 3 制粉系统检修时有外来火源。 2 ． 5 ． 3 制粉系统 自燃及爆炸的预防措施 1 运行 中磨煤机 出口温度暂定保持在 9 3℃ 以下，如出现给煤机断煤等异常工况，要及时将磨 A丽 煤机出口温度降低 ，不得超过 1 0 0℃。 2 停磨煤机时，如工作需要不需走空的，要 提前将磨煤 机出 口温度 降至 7 5℃以下 ，同时将料 位降至 1 0 0 P a以下，给煤机停运后立 即停磨煤机 ， 防止磨煤机出口温度反弹。如果停运时间在 l 天 以上或 因工作需要走空磨煤机时 ，停运给煤机后 ， 磨煤机 出 口温 度要上升 ，这时要将一次风量降至 2 5 0 0 0 k g ／ h，并全开冷风挡 板，全关热风挡板吹 扫 2 0 mi n后停磨 ，同时也要求给煤机走空。 3 停磨后严密监视磨煤机出口温度应逐渐降 低 ，不应 出现温度不降或上升的现象 ，否则应立即 投入惰化蒸汽系统。停磨后要保持 4 个 B S O 燃烧 器关断挡板 开启并且投入密封风。 如有检修需要， 可以关闭密封风 ，但 4个 B S O要开启。有动火检 修工作时除测量粉尘浓度合格外，还要检查确保工 作地点没有积粉。停磨后要监视磨煤机入口温度在 1 5 0℃以下 ，否则开启冷风挡板降温。 4 空磨启动时，要控制人口温度在 1 5 0℃以 下，如果磨煤机温度还 比较高 ，则 只开冷风挡板 启磨。启 动给煤机前 ，磨煤机 出 口温度严 禁超 过 7 0℃。如果未启给煤机 时，磨煤机 出 口温度 已经 超过 7 0℃，则要先通冷风冷却 ，或者等磨煤机 自 然冷却后再启动。非空磨启动时 ，先通小流量 的冷 风 ，启动后再将冷热风挡板投 自动。 5 启停磨煤机 时，一次风流量严 禁低于 1 8 0 0 0 k g ／ h ，防止一次风低流速使煤粉沉积在磨 煤机出 口管路中。 6 启动磨煤机时严禁用热风暖磨。 7 加强巡检，特别对制粉系统漏粉要严加防 范，发现漏点及时处理 ，积粉要清理干净。 8 磨煤机停运后，如磨内没有走空，应每隔 2 h测一次筒体温度及分离器人孔门处的温度 ，发 现温度上升应及时 [ 报处理 。 9 有计划的长时间停磨时，要控制原煤仓煤 位不能太高，必要时减少烟煤掺配比例。如果煤位 没来得及控 制，输煤专业要经常性地检查原煤仓 ， 集控人员要检查给煤机上闸板处的温度 。 2 ． 5 ． 4 制粉系统自燃及爆炸的处理 1 如果制粉系统外部着火 ，应立即通知消防 队和维护部门，用灭火装置灭火。 2 制粉系统内部着火后，应停运磨煤机，切 断一次风及密封风，保持 B S O开启，投入磨煤机 一 一 4 安全生产 电 力 安 全 技 术 第l4 卷 2 0 1 2 年 第 3 期 2 0 0 M W水轮发电机定子接地 保护动作原因分析 连杰 陕西省 电力公司安康水力发电公司，陕西 安康7 2 5 0 0 0 摘 要通过对一起发电 机三次谐波3 式定子接地保护误动作事件的检查和分析， 得出 “ 正 常运行的发电 机任一侧三次谐波二次回路出现断线情况时都会造成发电机的3 ∞定子接地保护动作” 的结论。同时．也剖析 了生产管理中存在的问题和应吸取 的教训。 [ 关键词]发 电机 定子接地 ；三次谐波 ；P T断线；矢量比较 2 0 1 卜O l 一1 4 ， 安康水 电厂在开机过程 中发生 了一起发电机三次谐波 3【1 式定子接地保护误动 作事件。该事件造成安康水电厂一台2 0 0 Mw 发 电机组退 出运行 4h ，减少发电量约 8 O万 k W h 。 1 事件经过 当日0 8 2 5 ，安康水电厂运行值班人员依调度 命令开 l 号发电机 l F 。0 8 2 7 ，l F在开机起励过 程中，3∞定子接地保护装置动作告警，发电机监 控单元发出发电机定子接地保护动作信号。运行值 班人员立即将 l F停机并将故障情况向省电力公司 调度员汇报，同时通知相关检修人员检查相应电气 一 、二 次设备情况。1 1 4 3 ，继 电保护检修人员查 明原因并处理完毕 ；l 2 3 5 ，发电机归调并投入运 行 。 2 现场设备检查情况 事件发生后，运行值班人员立即将 l F停机， 并对定子绝缘进行检查， 对地绝缘为 1 0 0 MQ 以上， 绝缘合格； 检查发电机系统的一、二次设备均未发 现异常情况 ， 于是配合检修人员进行试验开机检测。 1 F 再次空载升压后， 继电保护人员在 l F保护装置 设备现场检查发现，发电机 3∞定子接地保护再次 动作，保护装置动作信号不能复归。此时进入保护 謦 ●●● ●●● ●● 幸●| ．●● ●●●● ●● ●● ●● ●● ● ● ●● ●●● ● ● ●●● ●●● ● ●● 謦● ●●尊 ●●● ●● ●●● ●●● ●●● ●●● ●● 尊●尊● ●● 謦尊 尊黉 静●耨 ●尊 ●幕● ●串●啦 尊蜡 尊棼 婚赫 璋 惰化蒸汽系统。 3 应熟悉磨煤机惰化系统，经充分疏水后再 投入。 4 在没有确认煤粉着火已经全部熄灭时，严 禁启动磨煤机。 3 结束语 由于不同煤种的组成及特性不同，掺烧时不同 煤质的煤粒在燃烧过程中会相互影响，相互制约。 因此，若混煤配制合理则能发挥不同煤种各自的优 越陛，取长补短，给燃烧设备的安全I生 和经济性带 来良好影响； 若混煤配制不当则会造成燃烧设备运 一 一 行水平下降、着火 困难 、燃烧不稳定、效率降低、 结渣积灰加剧、污染物排放量增加等问题，甚至造 成停炉事故。因此，进行配煤掺烧特性的试验研究 和有效的数据分析能够提高煤炭尤其是劣质煤的利 用率 ， 节约煤炭资源 。根据资料显示， 一般情况下， 通过配煤掺烧，可以降低发电标准煤耗 3～6 g ／ k W h 。显然，配煤掺烧带来的经济效益是非常 显著和巨大的，可以最大限度地降低发 电成本。 在参照其他电厂配煤掺烧经验的基础上，电厂 经过近3 年的配煤掺烧实践，从卸、储、配、上到 采制化验分析方面也积累了相当成功的经验，管理 上方法简单，适应性强，收效显著。 收稿日期 2 O l 1 -1 1 - 2 1