一、各煤種摻燒的煤質(zhì)特性分析

      發(fā)電廠主要燃燒設(shè)計煤種外，還有無煙煤、貧煤、褐煤、印尼煤、煤矸石、工業(yè)垃圾等，其它煤種和煙煤的煤質(zhì)特性差異很大，根據(jù)鍋爐的情況，主要是解決混煤在爐內(nèi)燃燒穩(wěn)定性、安全性和經(jīng)濟性這兩大問題。所以混煤情況有一個較充分的了解是必要的，控制混煤的煤質(zhì)特性參數(shù)主要是受到煤質(zhì)低位發(fā)熱量Qnet,ar和揮發(fā)分Vad和燃料比FC/Vad,。

1、各煤種摻燒的發(fā)熱量 

各煤種摻燒的工業(yè)成分可以按照各煤種的煤量分別占混煤量的質(zhì)量百分比用加權(quán)平均法計算得出。例如，各煤種摻燒的發(fā)熱量按無煙煤和煙煤占混煤質(zhì)量份額的加權(quán)平均值計算。即：         

         式中： ——某種燃料中的應用基低位發(fā)熱量

                     ——某種燃料占總?cè)剂系馁|(zhì)量份額

     但據(jù)有關(guān)資料，當不同煤質(zhì)按各種比例混合后,實測分析基低位發(fā)熱量要比按加權(quán)平均計算值大,其增加的值隨發(fā)熱量的降低而增大，分析原因可能為混煤在分析條件下，熱值可充分測出。有公司曾經(jīng)仔細分析加倉煤的加權(quán)的煤熱值與化驗室所報熱值，發(fā)現(xiàn)偏差較大，且基本均為混煤的分析的熱值較加權(quán)平均計算值高，且加入低熱值煤越多，偏差越大，情況應是相符的。

2、各煤種摻燒揮發(fā)分 

混煤的揮發(fā)分雖然可以通過質(zhì)量加權(quán)平均法算出，但混煤在爐內(nèi)的實際燃燒過程比單一煤種復雜，兩種差異較大的不同煤種的混煤，實際其燃燒特性比工業(yè)成分相近的貧煤差，相對接近混煤中的無煙煤。揮發(fā)份低的煤種比例越大,混煤的實際揮發(fā)份減小越多。也就是說,配煤不當,會使混煤的實際揮發(fā)份大幅度降低,造成著火困難,燃燒不穩(wěn)定。

3、各煤種摻燒的著火特性

（1）、煤的揮發(fā)份一直是判別煤燃燒性能的公認指標。它是可以大致評價燃燒性能。但對于難燃的無煙煤與貧煤，著火和燃燼性能就成為突出問題，單從揮發(fā)份就較難判斷煤的燃燒性能。因此可采用下列方法進行測定。

（2）、煤的著火特性是指煤粉在爐膛中在規(guī)定的條件下被燃燒著火的難易程度。它是評價煤粉著火難易程度的重要指標。煤粉的著火特性非常復雜，但對鍋爐運行人員來說又極其重要，掌握煤粉氣流的著火特性，將十分有利于鍋爐設(shè)備的安全和經(jīng)濟運行。若采用著火指數(shù)爐測定煤的著火溫度來評價混煤的著火難易程度。

計算公式如下：

與煤的著火特性關(guān)系如下：

煤的著火特性并不是與煤的揮發(fā)份有直接關(guān)系，與灰份，水份也有較大的影響。對于無煙煤，著火溫度較高，均屬于極難穩(wěn)定區(qū)煤種，對于貧煤均屬于難穩(wěn)定區(qū)煤種。

4、各煤種摻燒的燃燼性能

 煤的燃燒性能是其著火難易程度、燃燒速度、燃燒穩(wěn)定性、燃盡率、結(jié)渣特性等燃燒特性的綜合反映。目前,主要根據(jù)煤的燃料比F 來預測單種煤的燃燒性能。由于混合煤的揮發(fā)分逸出特性與相同揮發(fā)分質(zhì)量分數(shù)的單種煤的揮發(fā)分逸出特性存在差異,則不能用預測單種煤燃燒性能的方法來預測混合煤的燃燒性能，所以可采用下面方式確定混煤燃燒性能。

 (1)、 當Fmax/Fmin ≤3. 20 時,混煤的DTG曲線呈單峰,混煤由煤種差別不大的單種煤混配而成,如由氣煤與氣煤混配、由肥煤和瘦煤混配等等,混煤的燃燒特性與標準煤的燃燒特性相似,因而混煤的燃燒性能好。

 (2 )、 當3. 20 < Fmax/Fmin ≤5. 71 時,混煤的DTG曲線近似單峰,峰值平緩且較小。組成混煤的單種煤的煤種差別較大,如混煤由氣煤和貧煤混合或者由氣煤和瘦煤混合等?；烀旱娜紵匦耘c標準煤的燃燒性能存在較大的差異,但能較穩(wěn)定地燃燒,燃燒性能中等。

 (3)、 當Fmax/Fmin > 5. 71 時,混煤的DTG曲線呈雙峰、多峰。組成混煤的單種煤的煤種差別很大,如混煤由氣煤和無煙煤組成?；烀旱娜紵匦耘c標準煤的燃燒特性存在明顯差異,混煤的DTG 曲線雙峰的凹口愈大,則混煤的燃燒性能愈差。混煤燃燒時可能存在著燃燒不穩(wěn)定,燃盡率低甚至出現(xiàn)中途熄火等不良后果 。

二、摻燒方式

電站鍋爐摻燒，主要有二種方式：一是在煤場進行摻配符合鍋爐所用煤種，直接進行加倉，或是所購煤種就為按要求進行的混煤。二是對于單一煤種進行分倉加倉，在爐內(nèi)進行摻燒。

（1）、對于中儲式制粉系統(tǒng)，若分倉進行，摻燒量較大，增加制粉系統(tǒng)廠用電，且因有粉倉，摻燒比例無法及時調(diào)節(jié)，對安全性不利，并考慮配煤設(shè)施，若只有一臺混料斗，配煤不能保證均勻，鍋爐實際是兩種方式均采用了。主要是采用第一種方式，當煤場無法進行配煤時，采用第二種方式。

（2）、對于中速磨煤機，且煤場無配煤設(shè)施，并且從鍋爐燃燒的安全性及經(jīng)濟性考慮，主要是采用第二種方式。

從兩種摻燒方式看，若采用第二種，可實現(xiàn)分別配風，對緩解燃燒效率的降低有較大幫助，若采用第一種燃煤預混方案，必須要求摻配均勻，否則可能導致鍋爐燃燒工況變化大，燃燒效率的迅速降低，各煤種燃燒，可磨等特性指標相差越大，問題越突出。

三、主要摻燒煤種及準備

1、主要煤種情況：

（1）、褐煤：特點，水份極高，硫份高，灰份較高，發(fā)熱量低；

（2）、印尼煤：特點，水份高，揮發(fā)份高，灰份低，發(fā)熱量正常；

（3）、澳洲煤：揮發(fā)份較低，發(fā)熱量較高，燃料比達3.5；

（4）、蒙泰混：特點，水份較高，硫份較高，灰份高，發(fā)熱量低；

（5）、低熱值優(yōu)混：特點：灰份高，熱值低；

（6）、貧瘦煤及無煙煤：特點：揮發(fā)份極低，可磨性系統(tǒng)較低。

2、混煤摻燒前準備：

單種煤的燃盡時間隨燃料比F 的增加而增加，單種煤的煤化程度愈低,燃燼時間愈短;單種煤的煤化程度愈高,燃燼時間愈長。對不同鍋爐來說,煤在鍋爐內(nèi)的燃燒時間隨鍋爐設(shè)計煤種而定,因此,在混煤中必須考慮不同煤種的燃燼時間的關(guān)系,以提高混合煤的燃燼率和提高混合煤的燃燒效率。當有新進煤種時，必須進行試加倉工作，了解此煤種對鍋爐，制粉系統(tǒng)，電除塵及除灰渣系統(tǒng)的影響后，才進行正常的摻配。

（1）、由于混煤后的著火特性與設(shè)計煤種偏差太大，所以在鍋爐摻燒時應總體考慮：在進行鍋爐燃燒調(diào)整時，綜合考慮鍋爐總體的經(jīng)濟性。

（2）、貧瘦煤及無煙煤揮發(fā)份均較低，著火較困難，重點考慮鍋爐燃燒的安全性。

（3）、印尼煤揮發(fā)份較高，著火較易，并易發(fā)生爆*，重點考慮制粉系統(tǒng)的安全性。

（4）、褐煤揮發(fā)份，水份均較高，對鍋爐運行及制粉系統(tǒng)的安全性均要重視。

（5）、低熱值混煤因發(fā)熱量較低，摻配時重點考慮機組接帶負荷的能力。

（6）、煤粉細度應根據(jù)不同煤種及時調(diào)整，保證制粉系統(tǒng)安全運行的前提下，提高鍋爐運行經(jīng)濟性。

（7）、及時調(diào)整鍋爐燃燒器擺角，保持較合理的爐膛火焰中心高度，延長煤粉在爐內(nèi)停留時間。

（8）、對于中儲式制粉系統(tǒng)期鍋爐，摻配時考慮各種不同煤種的摻配方案。

（9）、對于中速磨煤機，且煤場無配煤設(shè)施，各種煤種加倉考慮不同磨煤機組合。

四、混煤摻燒的分析

1、鍋爐運行安全

（1）、 當進行無煙煤及貧煤摻燒時，在實際運行觀察，發(fā)現(xiàn)鍋爐燃燒器噴口著火點推遲，火檢強度不穩(wěn)定甚至經(jīng)常失去火檢的燃燒不穩(wěn)定現(xiàn)象，如在于中儲式制粉系統(tǒng)就出現(xiàn)過當煤倉為100%無煙煤時，負荷從降至較低的過程中，較多火檢晃動的情況。這表明混煤中無煙煤的比例超過50%時，混煤的著火特性會急劇偏向無煙煤。分析混煤中貧煤或無煙煤份額增大導致著火特性變差的原因主要有以下幾個方面：

（a）、貧煤或無煙煤對煙煤起到了更大的阻燃作用，降低了燃燒器噴口的火焰?zhèn)鞑ニ俣取?/span>

（b）、煙煤的揮發(fā)份較貧瘦煤或無煙煤高，當煤粉進入爐膛時，揮發(fā)份高的煙煤首先著火，消耗了大量的一次風中的氧量，若二次風不能適時的補入，貧瘦煤或無煙煤的著火就顯得更為困難。

（c）、煙煤份額過小，使一次風的風量相對煙煤來說過剩，不利于煙煤的及時著火和穩(wěn)燃

（d）、混煤中貧煤或無煙煤質(zhì)量份額增加，使混煤的實際揮發(fā)份降低較多，一方面要求混煤的經(jīng)濟細度更細，另一方面因貧煤或無煙煤難磨導致煤粉變粗，造成混煤的實際煤粉細度比其經(jīng)濟細度相差更大，使煤粉在爐膛的著火特性更差。

（2）、當進行褐煤摻燒時，實際燃燒情況看，基本對鍋爐燃燒情況無影響 。但當間隔磨煤機運行時 ，加倉比例提高至40%時，(四磨運行，二臺磨煤機加倉為褐煤，二臺為其它煤種時)對鍋爐燃燒有一定影響，主要是火檢晃動情況較多，此情況運行主要是需保證磨煤機連續(xù)運行,摻燒方式繼續(xù)進行優(yōu)化。

（3）、當進行印尼煤摻燒時，對鍋爐運行基本無影響，主要考慮鍋爐火嘴的安全，通過控制磨煤機風量，一次風速等，從幾次大小修檢查情況看，基本正常。

（4）、當進行澳洲煤摻燒時，因此煤種揮發(fā)份較低，但發(fā)熱量較高，煤中的固定碳含量較高，燃料比達3.5，造成鍋爐燃燒不完全，飛灰含碳量上升較多，爐效下降，對鍋爐運行基本無影響。

2、制粉系統(tǒng)運行安全

總體看，若公司煤種摻燒通過事先制定措施，運行人員嚴格執(zhí)行，一般不會發(fā)生制粉系統(tǒng)安全事故。存在主要問題：

（1）、中儲式制粉系統(tǒng)不可進行印尼煤的摻燒工作，因其系統(tǒng)容積較大，且有粉倉，極大影響制粉系統(tǒng)安全且工作量太大。

（2）、中儲式制粉系統(tǒng)進行摻配煤時，盡可用混料斗，保證摻配均勻，但就是如此，有時也會發(fā)生制粉系統(tǒng)因煤種變化，工況變化較多的情況，需要運行人員加強監(jiān)視調(diào)整工作，防止異常發(fā)生。

（3）、中速磨煤機石子煤著火嚴重。

（4）、中速磨煤機石子煤會明顯增加。

（5）、中速磨煤機發(fā)生內(nèi)爆的情況，造成磨煤機跳閘。

（6）、部分煤種不適應中速磨煤機使用。如進行無煙煤及貧煤摻燒時，部分煤種哈氏可磨系數(shù)HGI分別為70、80、73、75，均在70以上，不屬于難磨的煤種，但給煤出力跟不上，石子煤量異常增加，但就地查石子煤中只含有極少的石子。

（7）、進行褐煤的摻燒工作工作時，磨煤機出力較低，特別是中儲式制粉系統(tǒng)。

3、受熱面管壁的安全性

從運行實踐看，目前的混煤燃燒對鍋爐各段受熱面的換熱沒有明顯影響，基本與原燃用煤種一致，過、再熱蒸汽溫度均能基本維持正常，沒有出現(xiàn)局部超溫、熱偏差惡化等問題。但部分煤煤的難磨、難燃的特性，飛灰含炭量較高，燃燒所需風量較大，可能會加劇受熱面和風機的磨損。 

4、結(jié)焦特性

混煤的結(jié)焦特性涉及復雜的化學反應過程，因此只能通過實際分析和現(xiàn)場運行觀察得出結(jié)論。通過不同煤種摻燒量的控制，實際運行觀察，一般情況下當鍋爐采用混煤在爐內(nèi)燃燒沒有明顯的結(jié)焦惡化情況。當鍋爐出現(xiàn)汽溫，煙溫異常時，要及時調(diào)換煤種，避免出現(xiàn)鍋爐大量結(jié)焦的情況。

五、主要摻燒措施及要求

1、中速磨制粉系統(tǒng)鍋爐摻燒貧瘦煤

（1）、固定好某臺磨煤機加入低揮發(fā)份的貧瘦煤。

（2）、正常情況下，五磨運行時，加入貧瘦煤的磨煤機必須運行，四磨運行時，至少運行二臺加入貧瘦煤的磨煤機，三磨運行時，至少運行一臺加入貧瘦煤的磨煤機。

（3）、三磨運行時，建議運行磨煤機A，B，D。

（4）、運行人員在此種方式運行時，要求每小時對磨煤機運行情況進行檢查。

（5）、運行人員應加強對燃燒工況，FSSS運行情況的監(jiān)視，特別是鍋爐爐膛負壓，氧量，磨煤機火檢情況的監(jiān)視，發(fā)現(xiàn)異常應及時針對處理，必要時，投油穩(wěn)燃。

（6）、當鍋爐吹灰，出渣工作時，特別應加強對燃燒工況的監(jiān)視，爐本體各孔門應及時關(guān)閉，防止漏風。

（7）、應加強對煙溫，汽溫及減溫用量的關(guān)心，并嚴格執(zhí)行鍋爐吹灰的規(guī)定；

（8）、新進煤種加倉，當不能確定中速磨煤機是否適應時，只允許少量加入一臺磨（不大于100噸），當確定中速磨煤機可運行時，才可正常加倉；

（9）、中速磨制粉系統(tǒng)鍋爐燃燒調(diào)整措施：

（a）、當磨煤機加入貧煤時，磨煤機出口溫度按100度控制，磨煤機入口風壓控制在6.0KPa；其它磨煤機出口溫度按原規(guī)程規(guī)定，入口風壓控制在7.0KPa左右；。

（b）、鍋爐氧量：100%負荷時，按3.2～3.5%控制，80%負荷時，按4.5～4.8%控制。

（c）、SOFA風要求：100%負荷時，按開四層控制，80%負荷時，按至少開三層控制。

（d）、要求AA層二次風開足，AI層按至少開80%運行。

（e）、當磨煤機加入貧煤時，對應二次風門加30％以上正偏置。

（f）、大風箱差壓：100%負荷時，按1000Pa控制，80%負荷時，按850Pa控制。

（g）、當磨煤機加入無煙煤或貧煤時，磨煤機出口風速按照≯25m/s控制。

2、中速磨制粉系統(tǒng)鍋爐摻燒印尼煤

（1）、正常情況下，必須保證加入高揮發(fā)份的磨煤機應連續(xù)運行，若異常情況必須停磨煤機，則在磨煤機停運前，必須要求將高揮發(fā)份的印尼煤燒空后再停運磨煤機（可提前通知煤場加入其它煤種）。

（2）、加入高揮發(fā)份的磨煤機運行時，磨煤機入口溫度必須小于180度，高溫不允許高于200度，出口溫度按65度控制。

（3）、加入印尼煤后，及時取煤粉樣進行化驗，控制煤粉細度在＞25%（若不符合要求，及時聯(lián)系檢修進行調(diào)整）。

（4）、制粉系統(tǒng)連續(xù)運行時間＞8小時，吹掃一次。(揮發(fā)份＜40%，24小時吹掃一次)。

（5）、對加入高揮發(fā)份制粉系統(tǒng)的防爆滅火蒸汽必須按規(guī)定良好備用，同時每小時對煤倉，給煤機進行檢查，發(fā)現(xiàn)異常情況，如冒煙著火，應及時處理并匯報。

（6）、運行人員應關(guān)心該磨石子煤排出情況，防止因石子煤排出不暢引起磨煤機著火。

3、中速磨制粉系統(tǒng)鍋爐摻燒褐煤

（1）、正常情況下，必須保證加倉褐煤磨煤機連續(xù)運行。

（2）、建議正常四磨運行時，運行磨煤機為A、C、D、E；五臺磨煤機運行時，運行磨煤機為A、B、C、D、E，盡可能不采用三磨運行的方式，若必須采用，可停運一臺加褐煤磨煤機。

（3）、新進煤種(褐煤)燃煤水分較高，不利于煤粉氣流的著火，應加強對燃燒工況，F(xiàn)SSS運行情況的監(jiān)視。同時運行人員應做好制粉系統(tǒng)斷煤，堵煤的事故預想工作。

（4）、負荷滿足條件時，磨煤機出口溫度按不小于65度控制，建議可將磨置手動方式穩(wěn)定運行。

（5）、當負荷較高，必須提高磨煤機出力時，磨煤機出口溫度按不小于62度控制，若因工況變化磨煤機出口溫度低于62度時，應及時進行調(diào)整，磨煤機出口溫度在62度與60度之間，時間不允許超過5min，磨煤機出口溫度低于60度，時間不允許超過2min。

（6）、若因煤硫份較高，運行人員應注意脫硫運行情況，注意各段煙溫變化情況，發(fā)現(xiàn)異常應及時處理并匯報。

（7）、石子煤排出情況必須關(guān)心，防止因石子煤排出不暢引起磨煤機著火。

（8）、加入褐煤后，及時取煤粉樣進行化驗，控制此煤種煤粉細度在20%～25%之間，若不符合要求，及時聯(lián)系檢修進行調(diào)整。

（9）、因煤種變化較大，運行人員在負荷變化較大時，應注意主參數(shù)變化情況，及時調(diào)整。

（10）、值長，主值關(guān)心鍋爐運行情況，煤場加倉情況，嚴格按要求做好。

鍋爐燃煤摻燒是一個協(xié)同的過程，需要各部門的大力配合。設(shè)備的穩(wěn)定性，煤場煤種的可摻配性，可調(diào)度性，運行人員的精心調(diào)整等。劣質(zhì)煤摻燒對鍋爐的影響是多方面的，鍋爐運行經(jīng)濟性，安全性都會下降，所以合適的摻燒比例需通過試驗綜合確定，來平衡煤價與煤耗之間的關(guān)系，平衡煤價與設(shè)備維修，維護成本的關(guān)系。