燃用“俄罗斯”煤种的分析

发表时间:2020/11/30   来源:《当代电力文化》2020年第19期   作者:农正军 林师严 刘彩利
[导读] 我厂大部分燃用的煤种为印尼煤和国产煤,但近段时间也有采购少量的俄罗斯煤。
        农正军   林师严   刘彩利
        华能海南股份有限公司海口电厂,海南省澄迈县  571923  
        摘要:我厂大部分燃用的煤种为印尼煤和国产煤,但近段时间也有采购少量的俄罗斯煤。俄罗斯煤在我厂仍未有过长时间的运行经验,运行人员对俄罗斯煤的特性仍较为陌生,特做以下分析,以供参考(本文以2月1日“裕冠“号轮船上的俄罗斯煤为分析对象,以2月6日““金澄”号印尼煤作为对比)。
         一、俄罗斯煤的特性分析
         1、煤样分析数据
以下是2月1日”裕冠”号俄罗斯煤与2月6日““金澄”号印尼煤的入厂煤分样报表:
 

2、俄罗斯煤的焦渣特性
         焦渣是指煤样数据分析时挥发分测定后在坩埚中的残留物,焦渣特征(CRC)煤炭热分解以后剩余物质的形状。根据不同形状分为8个序号,其序号即为焦渣特征代号。
由我厂煤样分析数据表知俄罗斯煤焦渣特性为第4类,“金澄”号印尼煤第2类
        一般认为1~2号(类)没有粘结性,3~4号(类)为弱粘结性,5~8号(类)有较强的粘结性。
        焦渣特性主要反映煤粉在燃烧状态下是否会粘在一起,在燃烧过程中如果需要鼓如空气,煤粉太粘的话就会给鼓风造成很大的阻力。
        俄罗斯煤第4类具有弱黏结性,也就是在燃烧的过程中煤粉会粘在一起,而“金澄“号印尼煤第2类没有粘结性。

        通常我们用ST温度来代表煤种灰熔点的温度,由上表的化验数据可以看出,俄罗斯煤比“金澄“号印尼煤灰熔点高,燃烧中不易结焦。
3、俄罗斯煤的着火特性
        由清华大学傅维标提出的煤粉通用着火特性指标公式:
        FZ=(Vad +Mad )2 × FCad × 10-4
FZ是着火特性指标,Vad、Mad、FCad、分别为空气干燥基挥发份、水份、和固定炭百分比。
由煤样分析数据表和傅维标通用着火特性指标公式分别算出:
        俄罗斯煤:   FZ= (29.4+2.05)2 × 44.75 × 10-4
                =4.426
        平混煤:FZ= (29.74+2.32)2 × 46.82 × 10-4
                =4.81
        “金澄“号印尼煤:   FZ= (40.71+8.23)2 × 43.35 × 10-4=10.38

因此,俄罗斯煤着火特性指标FZ=4.426,为极易燃,平混煤:FZ= 4.81比俄罗斯煤易燃,“金澄“号印尼煤着火特性指标FZ=10.38比俄罗斯煤和平混煤更容易燃烧。
二、俄罗斯煤的经济效益分析

1、可磨性
         由于我厂四期机组对磨煤机出口煤粉细度取样一个月一次,所以没有了解到当时“裕冠”号俄罗斯煤,和“金澄“号印尼煤的煤粉细度数据。但可从磨煤机与一次风机的电耗中反映出来。
         由于锅炉飞经济效益和锅炉所带的负荷有关,不同的负荷段有不同的效率,因此要对比经济性应该以相同负荷段的数据来对比。由“#8机组辅机电量指标月统计表”2月4日和2月10日当天电量相近,因此以这两天的数据来对比比较接近实际。
         2月4日的配煤方式为A、B俄罗斯煤,C、D、E印尼杂煤(无数据),全天A、B、C磨煤机运行24小时,D磨运行几个小时,运行中体现出来的特性偏向俄罗斯煤。
        2月10日的配煤方式为A、B、C、D、E全部“金澄“号印尼煤,准确体现出“金澄“号印尼煤特性。

        由上表看  出:2月4日燃用俄罗斯煤时磨煤机与一次风机总耗电率为0.92%.
而2月10日燃用“金澄“号印尼煤时磨煤机与一次风机总耗电率为0.87%。
因此俄罗斯煤比“金澄“号印尼煤难磨。
2、环保效益
同上,以2月4日和2月10日的数据对比,燃用俄罗斯煤与“金澄“号印尼煤的环保指标数据情况如下。

由上表看出:无论是脱硫电耗,还是氨耗,燃用俄罗斯煤比燃用“金澄“号印尼煤环保效益好。
3、锅炉整体效益
        以2月4日和2月10日的明星月报表数据对比,参数如下:
 
        ①由上表算出:2月4日与2月10日影响煤耗的的各个数据对比,总影响煤耗=表中(负数)+(正数)=0.77,即说明2月4日锅炉所体现出来的指标数据比2月10日的数据总体的经济效益要差,即相同情况下,燃用俄罗斯煤的煤耗要比燃用“金澄“号印尼煤的煤耗要高0.77g/KWh.
三、总结
        1、由以上的分析结论:俄罗斯煤极易燃烧、有较强的结焦特性、比较难磨、环保效益好(俄罗斯煤硫份含量低),(相对于“金澄“号印尼煤而言)。但燃用“金澄“号印尼煤能得到更好的锅炉经济效益。
        2、从运行的经验来看,燃用俄罗斯煤时主、再热气温相对较低(满负荷时主、再热汽温515度左右),给汽轮机的运行带来了不安全的隐患。根据观察跟踪,燃用该种,在230MW左右的负荷段时才能得到较高的主、再汽温度(均543度以上),并开始投入减温水。
        3、俄罗斯煤较容易粘结,俄罗斯煤数据分析的焦渣特性为第4类,属于 弱粘结性。
四、建议
        结合目前#8/9号炉的设备健康状况,主要是针对#8炉(#8炉的大部分火嘴和二次风喷口均有磨损或烧变形等现象),在燃用俄罗斯煤时,建议采取以下措施:
1、俄罗斯煤极易燃烧,燃尽性较好,燃用俄罗斯煤时应增大煤粉细度,使煤粉变粗,使煤粉着火延后,防止火嘴结焦。运行中可通过提高一次风压,尽量多台磨运行等方式来实现。
2、俄罗斯煤属于第四类焦渣特性,运行中应保证较高的一、二次风压,防止燃烧的煤粉大量粘结(用风速增加煤粉动量,减少煤粉粘结在一起)。
3、A磨煤机尽量不上俄罗斯煤,由于俄罗斯煤极易燃烧,又有较强的焦渣特性,燃烧过程中会粘在一起,当低负荷运行必须投用等离子时,极有可能造成提前燃烧并粘在一起堵住风管的风险。


 
 参考文献:
1、《火电厂锅炉系统及优化运行》   中国电力出版社。
2、《#8炉明星班组月(日)报表》
3、《#8炉辅机月(日)报表》
4、《入厂煤样分析报表》
5、《飞灰可燃物报表》
说明:本文所使用的数据均源自我厂sis系统的各类报表,本文将与各类所用到的报表和配煤方式放在一起,以供查阅。
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