半山电厂燃用煤种的运行安全性分析

马志明

       摘　要：介绍了4台锅炉在变煤种运行中所进行的试烧情况，结合有关的试烧数据和当今煤碳市场的情况，提出了适合半山电厂4台锅炉燃烧的煤种及其范围，为半山发电厂的安全性运行提供了依据．
       关键词：半山电厂；燃煤；安全性

引　言
　　半山电厂近几年以燃用内蒙古、山西、河北等地的煤碳为主，如乌电混、大混等．由于路途遥远，运输成本较高，与淮南烟煤相比，其价格要高出40～50元／t，这就大大增加了电厂的运行成本．为了提高整个电厂的综合经济效益，以适应电力系统市场化的需要，半山发电厂对几种典型的煤种进行了锅炉实际试烧试验，通过热态对比分析，就几种典型煤种的安全性与经济性进行比较，从而找出一种比较经济而又能符合半山发电厂炉子安全运行的煤种．
1　锅炉参数及典型煤种试烧
　　半山发电厂2＃和3＃炉是上海锅炉厂SG－220－540－100自然循环单汽包高压煤粉锅炉，锅炉呈∩型布置，四角燃烧，一、二次风相间布置，钢球磨热风送粉系统．设计煤种为淮北烟煤．4＃和5＃炉是上海锅炉厂生产的SG－420／140－M415型和SG－420／140－M417－A型四角切圆燃烧煤粉锅炉．锅炉型式为超高压、单汽鼓、自然循环、储仓式、中间再热．设计煤种为淮北烟煤和华东3＃，4＃烟煤．锅炉主要参数见表1．　　
　　典型煤种是指乌电混煤、准葛尔混煤、大同混煤和淮南烟煤．通过锅炉的实际试烧，分析比较它们的结渣特性和着火性能等，从而判断半山发电厂锅炉对燃用不同煤种的运行安全性程度．同时，通过试烧得出锅炉热效率，并结合这几种煤碳的价格，折算成每吨蒸汽的成本，以比较它们的经济性．
2　典型煤种的煤质分析及价格
　　我们对这几种典型煤种进行分析，煤质分析结果及到厂结算价格见表2．　　
　　从表2工业分析和元素分析的数据看，准葛尔混煤和大同混煤基本相似，其发热量和淮北烟煤基本相同，但挥发分含量高出淮北烟煤约12个百分点，含硫量均比淮北烟煤高；淮南烟煤的发热量是这几种煤种中最高的，其挥发分含量与准葛尔混煤、大同混煤基本相同，含硫量是所有煤种中最低的．
　　乌电混煤的发热量比淮北烟煤高，挥发分含量高出淮北烟煤约6个百分点．
　　从表2中煤碳结算价格可以看出，淮南烟煤的价格最低，大同混煤次之，准葛尔混煤和乌电混煤最高．淮南烟煤的发热量最高，含硫量和含灰量最低．因此，淮南烟煤是一种比较经济而质优的煤种．
　　锅炉的安全性与经济性不可分割，经济性必须以安全性为前提．因此，我们在分析经济性之前，必须进行安全性分析．锅炉的安全性可从煤种的结渣特性和着火特性两方面来分析．

3　典型煤种的结渣性能分析
3．1　煤的结焦性
　　通过对几种煤种的灰熔点试验分析，得出3种典型煤种的灰熔点指数，如表3所示．

　　从表3的试验数据可以看出，这几种煤种的DT，ST，FT均大于1 450℃，灰渣的粘结性能较弱，属于不易结渣煤种．因此，这几种煤种因结渣而引起锅炉运行的安全性影响不大．
3．2　煤的粘结性
　　将一定量的煤粉放在坩埚中，在900℃环境中加热7min，通过观察剩余煤焦的物理形态来判断煤焦的粘结性能．我们对淮南烟煤和乌电混煤的粘结性作了试验，其试验结果见图1．
　　从图1中看到，淮南烟煤的煤焦物理形态为：膨胀熔融粘结，焦渣上、下表面均有银白色金属光泽，膨胀明显，因而属于强粘结性煤．乌电混煤的物理形态为：不膨胀熔融粘结，焦渣形成扁平的块，煤粒的界限不易分清，焦渣的上表面有明显的银白色金属光泽，下表面银白色光泽更明显，因而属于中等粘结性煤．通过上述两种煤的煤焦粘结性能的比较可以清楚地看出：淮南烟煤的煤焦粘结性能明显强于乌电混煤，且属于强粘结性煤种，容易引起喷口结焦，且带火．

4　典型煤种的着火性能分析
　　两种煤的煤质分析虽然比较接近，但并不能说明这两种煤的着火燃烧性能也比较接近．为了分析比较这两种煤的着火性能的差异，我们在沉降炉上对淮南烟煤和乌电混煤进行着火性能的试验．试验条件是：保持沉降炉着火段壁温为800℃，热风温度为300℃，保持给粉量不变，一次风煤粉浓度不变，调节二次风风量使炉内过量空气系数保持在1．2左右．其试验结果见表4．