電站鍋爐性能試驗及運行

1、電站鍋爐性能試驗及運行第1頁，共63頁，2022年，5月20日，7點8分，星期五1.鍋爐試驗的組織準(zhǔn)備 2.鍋爐試驗實施要點 3.鍋爐試驗結(jié)果評價 4.影響鍋爐性能的分析 5.煤質(zhì)變化對電站鍋爐運行的影響分析6.選擇性催化還原(SCR)煙氣脫硝工藝對電站運行的影響 第2頁，共63頁，2022年，5月20日，7點8分，星期五試驗準(zhǔn)備條件對考核試驗工況要求 主要試驗儀器組織分工 1鍋爐試驗的組織準(zhǔn)備第3頁，共63頁，2022年，5月20日，7點8分，星期五 根據(jù)機(jī)組鍋爐運行狀況，確定試驗工況日期初步安排，上報電網(wǎng)調(diào)度批準(zhǔn)。 鍋爐及輔機(jī)設(shè)備無重大缺陷，能維持額定工況穩(wěn)定運行 臨時測點及設(shè)施安裝完畢

2、集控室監(jiān)控儀表須經(jīng)校驗合格 要求各風(fēng)門擋板開關(guān)靈活，遠(yuǎn)方可操，指示正確無誤 每工況調(diào)整好后，穩(wěn)定1-2小時后，試驗記錄2-3小時 汽水系統(tǒng)及其閥門無任何泄漏（包括內(nèi)漏和外漏） 對鍋爐燃燒優(yōu)化調(diào)整試驗，要求化學(xué)分場能盡快進(jìn)行原煤、煤粉、飛灰和大渣的化學(xué)分析，以便為下一步試驗提供調(diào)整依據(jù)。 1.1 試驗準(zhǔn)備條件第4頁，共63頁，2022年，5月20日，7點8分，星期五 臨時測點及設(shè)施安裝完畢 后夜班要對鍋爐進(jìn)行全面吹灰，為白天試驗做好準(zhǔn)備 試驗期間不得吹灰、打焦、定期排污及其它對試驗工況有擾動的操作 各工況煤質(zhì)保持穩(wěn)定，試驗期間煤質(zhì)波動不超出：Vdaf2%;Mt4%;Aar5%;Qnet,ar16

3、70kJ/kg;t150； 要求各風(fēng)門擋板開關(guān)靈活，遠(yuǎn)方可操，指示正確無誤 過量空氣系數(shù)波動0.05 1.2 對考核試驗工況要求 第5頁，共63頁，2022年，5月20日，7點8分，星期五 主蒸汽流量 、主、再汽溫、主汽壓 每一個工況試驗期間各運行磨組應(yīng)維持穩(wěn)定運行，試驗前要求煤倉維持高煤位；對中間儲倉式制粉系統(tǒng)，還試驗要求煤粉倉保持高粉位 試驗前調(diào)整好空預(yù)器密封間隙，試驗期間不得重新調(diào)整 1.2 對考核試驗工況要求 第6頁，共63頁，2022年，5月20日，7點8分，星期五 鍋爐性能測試車所配測試儀器全套 煙氣分析儀（如Testo350） 、煙氣預(yù)處理器煙氣混樣器點溫儀標(biāo)準(zhǔn)氣體（氮氣、氧氣、

4、一氧化碳、一氧化氮等） T型熱電偶 IPM分布式數(shù)字采集板 專用原煤取樣工具 輻射高溫計 電子微壓計 煤粉取樣裝置 煤樣縮分器 點溫儀 1.3 主要試驗儀器 第7頁，共63頁，2022年，5月20日，7點8分，星期五組織機(jī)構(gòu) 試驗總指揮由廠領(lǐng)導(dǎo)承擔(dān)，電試院試驗負(fù)責(zé)人對試驗技術(shù)負(fù)責(zé)，電廠現(xiàn)場負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)試驗組織與協(xié)調(diào)工作，電廠運行負(fù)責(zé)操作，電廠和電試院試驗人員負(fù)責(zé)測試、記錄、取樣。 試驗人員安排 1.4 組織分工 第8頁，共63頁，2022年，5月20日，7點8分，星期五試驗人員安排 1.4 組織分工 試驗總指揮1人（電廠）試驗負(fù)責(zé)人2人（電試院、電廠 各1人）單 位電試院電廠工況安排1人/溫度測

5、量1人/原煤取樣1人 /煤粉取樣6人/煤粉稱重及縮分和篩分2人/磨煤機(jī)及風(fēng)機(jī)功率記錄1人 /飛灰取樣1人/大渣取樣1人 /煙氣成份分析及環(huán)境條件2人/主要運行參數(shù)打印操作1人1人煤、灰、渣等化驗分析/化學(xué)分場運行操作/運行人員第9頁，共63頁，2022年，5月20日，7點8分，星期五 鍋爐效率試驗 空氣預(yù)熱器漏風(fēng)試驗 機(jī)組散熱試驗 鍋爐低負(fù)荷穩(wěn)燃試驗 試驗測試前、測試中和測試后，應(yīng)采用標(biāo)氣對煙氣分析儀進(jìn)行標(biāo)定 2鍋爐試驗實施要點 第10頁，共63頁，2022年，5月20日，7點8分，星期五試驗依據(jù) 試驗依據(jù)電站鍋爐性能試驗規(guī)程或美國機(jī)械工程師協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)（ASME ）的要求進(jìn)行試驗測試工作 工況要

6、求 試驗前8小時鍋爐全面吹灰一次； 鍋爐運行參數(shù)達(dá)到性能保證值且至少穩(wěn)定一小時以上； 鍋爐負(fù)荷波動小于1%； 主、再汽溫波動不超過+5或-10 主汽壓波動不超過2% 試驗煤質(zhì)穩(wěn)定，達(dá)到設(shè)計煤種或校核煤種試驗期間不允許進(jìn)行制粉系統(tǒng)的投停操作； 試驗期間不允許啟停鍋爐排污； 過量空氣系數(shù)波動小于0.05，爐膛出口氧量波動不超過0.3%； 試驗工況持續(xù)4小時，并且持續(xù)時間足以獲得兩組完整的數(shù)據(jù)； 試驗開始前出空冷渣斗內(nèi)存渣，試驗結(jié)束時出渣進(jìn)行取樣。2.1 鍋爐效率試驗 第11頁，共63頁，2022年，5月20日，7點8分，星期五測試主要內(nèi)容 鍋爐各主要運行參數(shù)利用經(jīng)校驗合格的電廠監(jiān)控表計數(shù)據(jù) 空預(yù)器

7、進(jìn)、出口網(wǎng)格法煙氣取樣及分析 大氣壓力測量 大氣濕度測量 環(huán)境溫度測量 空預(yù)器出口網(wǎng)格法排煙溫度測量 原煤取樣及工業(yè)、元素分析、發(fā)熱量測量 灰、渣取樣及含碳量測量 2.1 鍋爐效率試驗 第12頁，共63頁，2022年，5月20日，7點8分，星期五2.1 鍋爐效率試驗 第13頁，共63頁，2022年，5月20日，7點8分，星期五2.1 鍋爐效率試驗 第14頁，共63頁，2022年，5月20日，7點8分，星期五2.1 鍋爐效率試驗 第15頁，共63頁，2022年，5月20日，7點8分，星期五試驗方法 通過測量漏入空氣預(yù)熱器內(nèi)的空氣量來計算空氣預(yù)熱器漏風(fēng)率 工況要求 鍋爐達(dá)到所需的出力或保證所需的電

8、負(fù)荷（依技術(shù)協(xié)議而定） 試驗前72小時之內(nèi)吹灰一次，試驗期間不得吹灰、打焦、定期排污及其它工況擾動操作 煤質(zhì)穩(wěn)定，達(dá)到設(shè)計煤種或校核煤種主蒸汽流量波動不超過4% 主、再汽溫波動不超過+5或-10 主汽壓波動不超過2% 過量空氣系數(shù)波動0.05 試驗期間制粉系統(tǒng)維持穩(wěn)定運行，不得有啟停操作 試驗前調(diào)整好空預(yù)器密封間隙，試驗期間不得重新調(diào)整（對密封間隙可調(diào)的空預(yù)器而言） 2.2鍋爐空氣預(yù)熱器漏風(fēng)試驗 第16頁，共63頁，2022年，5月20日，7點8分，星期五測試內(nèi)容 工況參數(shù)利用經(jīng)校驗合格的電廠監(jiān)控表計數(shù)據(jù) 空預(yù)器進(jìn)、出口網(wǎng)格法煙氣取樣及分析（主要為二氧化碳和一氧化碳） 大氣壓力測量 大氣濕度測

9、量 環(huán)境溫度測量（國標(biāo)簡化公式計算僅須以上各項） 空預(yù)器出口網(wǎng)格法排煙溫度測量 原煤取樣及工業(yè)、元素分析、發(fā)熱量測量 灰、渣取樣及含碳量測量 空預(yù)器進(jìn)口煙溫，省煤器進(jìn)口煙溫（按國標(biāo)計算僅需以上各項） 空預(yù)器進(jìn)、出口風(fēng)壓及煙氣壓力，空預(yù)器進(jìn)、出口風(fēng)煙流量測量（如廠用表計校驗準(zhǔn)確，可與試驗各方討論使用廠用表計數(shù)據(jù)）（ASME PTC4.3需以上各項） 2.2鍋爐空氣預(yù)熱器漏風(fēng)試驗 第17頁，共63頁，2022年，5月20日，7點8分，星期五試驗方法 采用表面溫度法對保溫性能進(jìn)行試驗計算。對于較大平面，試驗采用紅外熱象法對被側(cè)保溫結(jié)構(gòu)表面進(jìn)行掃描，反映出保溫結(jié)構(gòu)外表面溫度分布的方法。對于小平面、管道

10、、閥門和法蘭等的表面溫度采用點溫計進(jìn)行測量。工況要求 鍋爐運行參數(shù)達(dá)到性能保證值且至少穩(wěn)定一小時以上； 被測保溫結(jié)構(gòu)無明顯泄漏；試驗環(huán)境要求 測量要求在環(huán)境風(fēng)速0.5m/s的條件下進(jìn)行，如不能滿足時應(yīng)加裝擋風(fēng)裝置； 室外測試應(yīng)選擇在陰天或夜間進(jìn)行，如不能滿足時應(yīng)加用遮陽裝置，穩(wěn)定一段時間后再測試； 室外測試應(yīng)避免在雨雪天氣條件下進(jìn)行； 環(huán)境溫度應(yīng)在距離被測位置1m 處測得，并避免其它熱源得影響； 試驗所需要的臨時平臺搭設(shè)牢固； 2.3 機(jī)組散熱試驗 第18頁，共63頁，2022年，5月20日，7點8分，星期五試驗方法 鍋爐由高負(fù)荷逐漸降低至目標(biāo)負(fù)荷。 鍋爐降負(fù)荷過程中，應(yīng)遵循以下原則： 鍋爐降

11、負(fù)荷應(yīng)分階段進(jìn)行，在試驗負(fù)荷大于60%額定負(fù)荷時，蒸發(fā)量每下降10%BMCR，在試驗負(fù)荷小于60%額定負(fù)荷以下時蒸發(fā)量每下降3%BMCR應(yīng)穩(wěn)定燃燒30分鐘，對運行工況進(jìn)行必要的調(diào)整，檢查一切正常后，方可繼續(xù)降負(fù)荷； 根據(jù)鍋爐負(fù)荷的變化情況，及時調(diào)整給粉量和風(fēng)量，調(diào)整給粉量時，應(yīng)采用增減給煤機(jī)轉(zhuǎn)速的辦法來進(jìn)行； 燃燒調(diào)整方面應(yīng)保持中、下層磨煤機(jī)火嘴燃燒穩(wěn)定，停運磨煤機(jī)時應(yīng)逐臺進(jìn)行，采取先上層，后下層的辦法 降負(fù)荷過程中，應(yīng)及時調(diào)整一次風(fēng)量，檢查運行火嘴的燃燒情況，煤粉著火點應(yīng)距離噴口0.5m左右； 若發(fā)現(xiàn)鍋爐燃燒不穩(wěn)、爐膛負(fù)壓波動較大時，應(yīng)及時投入油槍助燃，避免爐膛熄火MFT事故的發(fā)生。在進(jìn)行必

12、要的工況調(diào)整后，依次撤掉油槍并注意維持爐膛燃燒穩(wěn)定；2.3鍋爐低負(fù)荷穩(wěn)燃試驗 第19頁，共63頁，2022年，5月20日，7點8分，星期五在鍋爐降負(fù)荷過程中應(yīng)將燃料自動切為手動；在鍋爐低負(fù)荷運行工況時，視情況關(guān)閉噴燃器的周界風(fēng)； 應(yīng)按火嘴投用情況調(diào)節(jié)二次風(fēng)擋板開度，保證投用火嘴上下的二次風(fēng)風(fēng)速， 保證一、二次風(fēng)動量比，同時應(yīng)適當(dāng)關(guān)小投用火嘴間的二次風(fēng)風(fēng)門，使二層 火嘴著火更好的相互支持。 嚴(yán)格控制負(fù)荷升降速度，以免操作跟不上，造成爐膛熄火或汽溫突變，甚至發(fā)生超溫的現(xiàn)象； 降負(fù)荷過程中應(yīng)注意減溫水和一、二次風(fēng)風(fēng)量、風(fēng)壓的跟蹤調(diào)整，維持氧量在合適水平； 保證運行中的一次風(fēng)噴嘴出口風(fēng)速應(yīng)正常，避免因

13、過大的風(fēng)速而導(dǎo)致的著火推遲及燃燒不穩(wěn)定的現(xiàn)象； 保證一次風(fēng)溫應(yīng)正常，不能太低，否則不利于煤粉的燃燒； 低負(fù)荷時首先應(yīng)保證下層的磨煤機(jī)運行穩(wěn)定并維持正常出力，用上層磨煤機(jī)的出力來調(diào)整負(fù)荷，調(diào)整過程中，應(yīng)保證鍋爐燃燒穩(wěn)定，火檢指示穩(wěn)定； 用遠(yuǎn)紅外輻射高溫計在燃燒器區(qū)域各看火孔測量爐膛溫度和燃燒器根部溫度； 2.3鍋爐低負(fù)荷穩(wěn)燃試驗 第20頁，共63頁，2022年，5月20日，7點8分，星期五 當(dāng)鍋爐達(dá)到40%BMCR目標(biāo)負(fù)荷且燃燒工況穩(wěn)定后正式開始試驗 試驗持續(xù)時間為2小時 確定低負(fù)荷燃燒是否穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)有：鍋爐低負(fù)荷試驗期間未投油槍助燃；鍋爐燃燒器著火穩(wěn)定；燃燒器根部著火溫度高，一般應(yīng)保持在600

14、以上；鍋爐火檢信號穩(wěn)定。鍋爐低負(fù)荷穩(wěn)燃試驗有效標(biāo)準(zhǔn) 試驗工況穩(wěn)定； 試驗儀器準(zhǔn)確； 試驗煤種在設(shè)計煤種和校核煤種之間。 2.3鍋爐低負(fù)荷穩(wěn)燃試驗 第21頁，共63頁，2022年，5月20日，7點8分，星期五 鍋爐性能試驗計算方法 風(fēng)機(jī)性能試驗數(shù)據(jù)處理方法 對于鍋爐性能考核試驗，一般應(yīng)進(jìn)行預(yù)備性試驗和兩個正式工況試驗，兩次正式工況試驗鍋爐效率偏差應(yīng)在0.05%范圍內(nèi)才有效。 試驗測試儀器應(yīng)進(jìn)行標(biāo)定。 根據(jù)試驗結(jié)果和鍋爐性能保證值進(jìn)行比較，對鍋爐性能作出評價。 3鍋爐試驗結(jié)果評價 第22頁，共63頁，2022年，5月20日，7點8分，星期五 鍋爐性能試驗計算方法 鍋爐效率計算以燃料低位發(fā)熱量為基礎(chǔ)

15、計算；灰、渣比例：電除塵灰斗90；爐底大渣10；排煙損失q2=Q2/Qnet100%；可燃?xì)怏w未完全燃燒熱損失q3=Vgy(126.36CO)/Qnet100%；固體未完全燃燒熱損失q4散熱損失q5；灰、渣物理熱損失q6； 鍋爐效率(1-q2-q3-q4-q5-q6)100%；環(huán)境溫度偏差修正 保證排煙溫度按下式計算，并將保證的進(jìn)風(fēng)溫度及換算后的排煙溫度分別替代熱損失中的t0與py進(jìn)行計算：煤種修正 煤種修正將燃料各組分及低位發(fā)熱量設(shè)計值替代排煙損失計算公式中的試驗值計算修正后的該項損失；3鍋爐試驗結(jié)果評價 第23頁，共63頁，2022年，5月20日，7點8分，星期五機(jī)組散熱計算 平面：q=(

16、Tw-T0)/(Ri+Rs)= (Tw-T0)(Tw4T04) 圓筒面：q=(Tw-T0)/(Ri+Rs)= (Tw-T0)(Tw4T04) 其中：q：保溫層外表面熱流密度 kW/ m2 Tw：設(shè)備和管道的外表面溫度 K T0：環(huán)境溫度 K：保溫層外表面向大氣的放熱系數(shù)， kW/(m2)1.163（10+6），w為風(fēng)速，m/s Ri：保溫層熱阻 m2/ kWRs：保溫層表面熱阻 m2/ kW: 保溫層外表面黑度：玻爾茲曼常數(shù)，5.6710-8 W/（m2K4）*管道直徑大于1020mm的圓筒設(shè)備按平面計算3鍋爐試驗結(jié)果評價 第24頁，共63頁，2022年，5月20日，7點8分，星期五鍋爐優(yōu)化燃

17、燒運行特性 經(jīng)濟(jì)性方面 煤粉的燃盡程度 過量空氣系數(shù) 煤粉細(xì)度 鍋爐煤種和負(fù)荷適應(yīng)性 降低鍋爐NOX的排放濃度 4影響鍋爐性能的分析 第25頁，共63頁，2022年，5月20日，7點8分，星期五鍋爐優(yōu)化燃燒運行特性 經(jīng)濟(jì)性方面 4影響鍋爐性能的分析 第26頁，共63頁，2022年，5月20日，7點8分，星期五4影響鍋爐性能的分析 幾個主要因數(shù)300MW機(jī)組和600MW機(jī)組鍋爐效率影響情況 主要因數(shù)變化300MW機(jī)組鍋爐效率變化(%)600MW機(jī)組鍋爐效率變化(%)飛灰可燃物含量從1%增加到2%-0.31-0.17排煙溫度每增加1(環(huán)境溫度不變)-0.05-0.057排煙溫度每降低1(環(huán)境溫度不

18、變)+0.05+0.05排煙氧量增加0.5%-0.14-0.14排煙氧量降低0.5%+0.13+0.14第27頁，共63頁，2022年，5月20日，7點8分，星期五安全性方面 爐內(nèi)結(jié)渣和積灰的控制 受熱面磨損和腐蝕的控制 避免高溫腐蝕和低溫腐蝕 四管爆漏的控制 防止燃燒器長期運行時的過熱和燒壞 4影響鍋爐性能的分析 第28頁，共63頁，2022年，5月20日，7點8分，星期五 爐內(nèi)結(jié)渣和積灰的控制 鍋爐結(jié)渣是許多電廠經(jīng)常遇到而又難以解決的問題。國內(nèi)燃用無煙煤、劣質(zhì)貧煤和劣質(zhì)煙煤的煤粉鍋爐結(jié)渣帶有一定的共性。燃用劣質(zhì)煤的鍋爐為了保證燃燒穩(wěn)定，在設(shè)計上通常選擇較高的熱負(fù)荷和采用較保守的穩(wěn)燃措施，這

19、固然可取得較好的穩(wěn)燃效果，但往往導(dǎo)致結(jié)渣。爐內(nèi)結(jié)渣使輻射吸熱量減小，爐膛出口煙溫升高，局部結(jié)渣還使?fàn)t膛四周水冷壁吸熱不均，對流煙道左右、上下側(cè)煙溫差加劇，造成過熱器和再熱器管壁超溫。大塊渣從爐內(nèi)水冷壁上掉落，會砸壞冷灰斗斜坡處水冷壁管，卡死或堵塞與渣池間的喉口，導(dǎo)致鍋爐被迫停爐清渣或檢修，增加了機(jī)組的非計劃停運，降低了機(jī)組人員可用率。爐內(nèi)大量結(jié)渣還將使?fàn)t內(nèi)燃燒工況惡化，未燃盡煤粉局部結(jié)聚及爐膛熄火，造成設(shè)備損壞及人員傷亡的嚴(yán)重事故。 鍋爐的積灰是指煤灰沉積在鍋爐的受熱面上，鍋爐受熱面的積灰將對鍋爐的運行造成下列危害： 積灰將將使受熱的傳熱條件惡化，使鍋爐遠(yuǎn)離設(shè)計值運行，達(dá)不到相應(yīng)的出力和熱力參

20、數(shù)； 受熱面持積灰往往造成受熱面金屬的強烈腐蝕，管壁因腐蝕而爆管； 嚴(yán)重積灰將部分和全部堵塞對流煙道，造成強迫停運。因此，控制鍋爐的結(jié)渣和積灰，對鍋爐的安全運行具有重要的意義。 4影響鍋爐性能的分析 第29頁，共63頁，2022年，5月20日，7點8分，星期五 受熱面磨損和腐蝕的控制 根據(jù)設(shè)計要求，對流受熱面管壁的最大磨損量為2mm，安全運行時間應(yīng)在6106h 以上。但是，由于燃用煤質(zhì)變差和防磨設(shè)計、布置和安裝不合理原因，有些電廠的尾部受熱面運行近萬小時，即磨損嚴(yán)重，出現(xiàn)泄漏和爆管事故。因磨損而造成的泄漏和爆管事故約占總四管爆漏事故的40%50%。 4影響鍋爐性能的分析 第30頁，共63頁，2

21、022年，5月20日，7點8分，星期五 避免高溫腐蝕和低溫腐蝕 鍋爐的腐蝕常有兩種，一種是高溫腐蝕，一種是低溫腐蝕。高溫腐蝕常發(fā)生在爐內(nèi)水冷壁上，典型的腐蝕機(jī)理為硫腐蝕。高溫腐蝕往往造成大片水冷壁的管壁快速減薄，對鍋爐安全運行影響很大。 4影響鍋爐性能的分析 第31頁，共63頁，2022年，5月20日，7點8分，星期五 四管爆漏的控制 四管爆漏是指鍋爐受熱面中的水冷壁、過熱器、再熱器和省煤器四種管子由于過熱、腐蝕、磨損等各種原因發(fā)生破裂、泄漏，導(dǎo)致爐管失效，甚至引起鍋爐事故停爐。 4影響鍋爐性能的分析 第32頁，共63頁，2022年，5月20日，7點8分，星期五防止燃燒器長期運行時的過熱和燒壞

22、 為適應(yīng)電站鍋爐低負(fù)荷調(diào)峰的需要，近年來，國內(nèi)相繼開發(fā)了一些新型煤粉燃燒器，它們在電站鍋爐的穩(wěn)燃節(jié)油、擴(kuò)大煤種適應(yīng)范圍、減小鍋爐啟動次數(shù)等方面取得了顯著的效果，產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟(jì)和社會效益。但是，有時穩(wěn)燃、結(jié)渣以及燃燒器燒壞往往互相矛盾。有些燃燒器的穩(wěn)燃性能很好，但當(dāng)燃用易結(jié)渣和高揮發(fā)性煤時，易產(chǎn)生爐內(nèi)結(jié)渣和噴口燒壞問題。 4影響鍋爐性能的分析 第33頁，共63頁，2022年，5月20日，7點8分，星期五影響風(fēng)機(jī)性能參數(shù)的因素 結(jié)構(gòu)特性對風(fēng)機(jī)性能的影響 系統(tǒng)管網(wǎng)阻力對風(fēng)機(jī)參數(shù)的影響 運行條件的改變對風(fēng)機(jī)參數(shù)的影響 風(fēng)機(jī)的調(diào)節(jié)性能對運行參數(shù)的影響 4影響鍋爐性能的分析 第34頁，共63頁，2022

23、年，5月20日，7點8分，星期五 為了節(jié)能增效，許多電力企業(yè)考慮擺脫原來的單一煤種，拓展其他可能的煤炭供應(yīng)渠道，以便用最低的發(fā)電成本參與市場競價。電廠來煤渠道的多樣性，導(dǎo)致鍋爐燃用煤質(zhì)變化較大，造成煤質(zhì)嚴(yán)重偏離鍋爐設(shè)計值，煤質(zhì)偏差大，給鍋爐燃燒帶來許多不利影響。近年來，國內(nèi)一些電廠通過在大型鍋爐上進(jìn)行混煤摻燒和試燒新的煤種，取得了一些成功經(jīng)驗，并取得了一定的經(jīng)濟(jì)效益。分析研究煤質(zhì)變化對電站鍋爐經(jīng)濟(jì)性、安全性等方面的影響，可以為燃煤電廠鍋爐配煤和煤摻燒的工作提供一些參考。 5煤質(zhì)變化對電站鍋爐運行的影響分析 第35頁，共63頁，2022年，5月20日，7點8分，星期五5.1 燃煤鍋爐的煤質(zhì)成份及

24、性質(zhì) 燃煤鍋爐的煤質(zhì)按工業(yè)分析可包括水分、揮發(fā)分、固定碳、灰分和硫分。其中水分和灰分都是對燃燒不利的，會降低燃料的燃燒溫度，妨礙可燃物質(zhì)與氧氣接觸，增加排煙損失。另外，灰分還是爐膛結(jié)渣、受熱面積灰的根源。硫分增加，則會加重受熱面的腐蝕。固定碳含量反映了煤的碳化程度，含量越高就越難燃燒。揮發(fā)分是燃料燃燒的重要特性，揮發(fā)分著火溫度低，使煤容易著火。揮發(fā)分也是對煤進(jìn)行分類的重要依據(jù)。 5煤質(zhì)變化對電站鍋爐運行的影響分析 第36頁，共63頁，2022年，5月20日，7點8分，星期五5.2煤質(zhì)變化對鍋爐運行經(jīng)濟(jì)性的影響 揮發(fā)分的影響 揮發(fā)分是固體燃料的重要成分特性，對燃料的著火和燃燒有很大影響。揮發(fā)分是

25、氣體可燃物，其著火溫度低，使煤易于著火。另外，揮發(fā)分從煤粉顆粒內(nèi)部析出后使煤粉顆粒具有孔隙性，與助燃空氣接觸面積變大，因而易于燃燼。揮發(fā)分含量降低時情況則相反，鍋爐飛灰可燃物相對偏高；同時，火焰中心上移，對流受熱面的吸熱量增加，尾部排煙溫度也隨之上升，排煙熱損失增大。 5煤質(zhì)變化對電站鍋爐運行的影響分析 第37頁，共63頁，2022年，5月20日，7點8分，星期五5.2煤質(zhì)變化對鍋爐運行經(jīng)濟(jì)性的影響 發(fā)熱量的影響 若煤的發(fā)熱量降低，則同樣的鍋爐負(fù)荷所用的實際煤量增大，而對于直吹式制粉系統(tǒng)，輸送煤粉所需的一次風(fēng)量也相應(yīng)增加，導(dǎo)致理論燃燒溫度和爐內(nèi)的溫度水平下降，使煤粉氣流的著火延遲，燃燒穩(wěn)定性變

26、差，影響煤粉的燃盡。煤的發(fā)熱量降低同時會使鍋爐排煙溫度升高，增加排煙熱損失。煤的發(fā)熱量降低還可能導(dǎo)致鍋爐熄火等嚴(yán)重事故的發(fā)生。 5煤質(zhì)變化對電站鍋爐運行的影響分析 第38頁，共63頁，2022年，5月20日，7點8分，星期五5.2煤質(zhì)變化對鍋爐運行經(jīng)濟(jì)性的影響 灰分的影響 煤的灰分對鍋爐運行的經(jīng)濟(jì)性的影響主要體現(xiàn)在以下兩個方面： (1)影響著火和燃燒過程。煤質(zhì)中灰分在鍋爐燃燒中起到阻礙氧氣與碳產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)的作用，灰分升高容易導(dǎo)致著火延遲，同時爐膛燃燒溫度下降，煤的燃燼度變差，從而造成較大的不完全燃燒損失。 (2)煤炭中的灰分是不可燃部分，在煤炭燃燒過程中，不但不發(fā)生熱量，反而因由爐膛排出的高溫

27、爐渣，損失大量的物理顯熱。 5煤質(zhì)變化對電站鍋爐運行的影響分析 第39頁，共63頁，2022年，5月20日，7點8分，星期五5.2煤質(zhì)變化對鍋爐運行經(jīng)濟(jì)性的影響 煤中水分對鍋爐運行經(jīng)濟(jì)性的影響 水分對煤的燃燒過程的影響主要體現(xiàn)在降低爐內(nèi)溫度。水分還影響制粉系統(tǒng)型式、干燥介質(zhì)的選擇以及輸煤系統(tǒng)的運行，從而影響鍋爐燃燒工況。水分增加會增加排煙熱損失 5煤質(zhì)變化對電站鍋爐運行的影響分析 第40頁，共63頁，2022年，5月20日，7點8分，星期五5.2煤質(zhì)變化對鍋爐運行經(jīng)濟(jì)性的影響 不同煤種混合的影響 為保證鍋爐正常運行，常常將劣質(zhì)煤種與熱值相對較高、揮發(fā)分較大的煤進(jìn)行摻混，再送人爐內(nèi)燃燒，避免了入

28、爐煤的較大波動。不同的煤種混合后雖然從成分分析上看能夠滿足鍋爐要求，但不同煤種的燃燒特性完全不一樣，因而在爐內(nèi)燃燒時，混合煤種容易發(fā)生燃燒分級現(xiàn)象，這也是造成飛灰含碳量上升的主要原因之一。 為提高鍋爐運行經(jīng)濟(jì)性和安全性可以考慮進(jìn)行煤摻燒試驗，對于采用中速磨煤機(jī)運行的鍋爐，可以考慮分層燃燒，并進(jìn)行相關(guān)燃燒調(diào)整試驗，以得出能指導(dǎo)鍋爐運行方式。 5煤質(zhì)變化對電站鍋爐運行的影響分析 第41頁，共63頁，2022年，5月20日，7點8分，星期五5.2煤質(zhì)變化對鍋爐運行經(jīng)濟(jì)性的影響 石子煤的影響 石子煤從磨煤機(jī)排放后如果不能得到循環(huán)利用即成為損失。煤質(zhì)變差往往造成磨煤機(jī)石子煤量增大，長時間運行，則會對機(jī)組

29、煤耗帶來不利的影響。某機(jī)組煤耗試驗的數(shù)據(jù)表明，煤質(zhì)下降后石子煤量達(dá)到人爐煤的1.5 左右，增加了約一倍，按石子煤熱值等于三分之一原煤熱值計算，影響機(jī)組煤耗約1.1 g/(kWh)。 5煤質(zhì)變化對電站鍋爐運行的影響分析 第42頁，共63頁，2022年，5月20日，7點8分，星期五5.2煤質(zhì)變化對鍋爐運行經(jīng)濟(jì)性的影響 煤質(zhì)下降引起其它經(jīng)濟(jì)性方面的影響 (1)煤粉細(xì)度變粗 當(dāng)發(fā)熱量降低，灰分增大時，煤的可磨性系數(shù)變小，磨煤機(jī)磨損件磨損加快，煤粉細(xì)度變粗。為保證鍋爐出力不變，燃煤量增加，磨煤機(jī)出力就要增加，甚至增加運行磨煤機(jī)，進(jìn)一步加劇煤粉細(xì)度變粗造成的影響。 (2)廠用電率增加 煤質(zhì)變差造成燃煤量增

30、加，磨煤電耗將增加，制粉系統(tǒng)的阻力也隨著增大，導(dǎo)致所需風(fēng)機(jī)的壓頭升高，風(fēng)機(jī)電耗也相應(yīng)增大。同時，對于三分倉預(yù)熱器來說，一次風(fēng)壓頭的提高將使漏風(fēng)增加，從而增加了吸風(fēng)機(jī)的負(fù)荷。 5煤質(zhì)變化對電站鍋爐運行的影響分析 第43頁，共63頁，2022年，5月20日，7點8分，星期五5.3煤質(zhì)對鍋爐其他運行成本的影響 煤質(zhì)下降引起其它經(jīng)濟(jì)性方面的影響 煤質(zhì)對燃煤電廠發(fā)電成本有著復(fù)雜的影響。它不僅影響到機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)，更影響到機(jī)組的安全性，包括磨煤機(jī)的磨損，鍋爐的結(jié)焦、粘污、腐蝕及磨損，也影響電除塵的性能等。表1 給出了美國某1000MW電廠因煤質(zhì)變劣對發(fā)電成本影響情況。 分析煤質(zhì)對燃煤電廠成本的影響應(yīng)考慮

31、機(jī)組的綜合成本，決定機(jī)組綜合發(fā)電成本有以下4個主要因素：(1)可用率；(2)維修量；(3)能量轉(zhuǎn)換效率；(4)機(jī)組出力。如果只注重燃燒特性、灰的利用及煤的差價等顯成本效益，而忽略對鍋爐運行、設(shè)備壽命及排放等付出的隱成本，其在成本效益的計算方法上就存在著較大的缺陷。 5煤質(zhì)變化對電站鍋爐運行的影響分析 第44頁，共63頁，2022年，5月20日，7點8分，星期五5煤質(zhì)變化對電站鍋爐運行的影響分析 表 煤質(zhì)變化對一臺1000MW機(jī)組鍋爐發(fā)電成本的影響煤質(zhì)變化增加的損耗成本影響（106美元/a）灰分增加10%電除塵器0.70水分增加5%濕煙氣損失0.48發(fā)熱量減少15%燃煤處理0.10堿反應(yīng)性下降灰

32、中可燃物增加2%碳損失0.55過?？諝庠黾?0%風(fēng) 機(jī)0.66積灰過熱汽溫下降28干煙氣損失0.79再熱調(diào)節(jié)增加5%汽輪機(jī)效率1.18排煙溫度增加6%第45頁，共63頁，2022年，5月20日，7點8分，星期五5.4煤質(zhì)變化對污染排放的影響 隨著國家環(huán)保要求越來越嚴(yán)格，分析煤質(zhì)對成本的影響還要考慮到煤質(zhì)對鍋爐排放總量的影響。煤質(zhì)下降對飛灰排放濃度的影響主要表現(xiàn)為煤的灰量增加與灰的比電阻變化，煤的灰量增加將導(dǎo)致飛灰排放濃度或總量的上升；灰的比電阻變化則會要求電除塵器的運行參數(shù)作出相應(yīng)的調(diào)整，倘若現(xiàn)有電除塵器無法達(dá)到所需電壓，就將導(dǎo)致除塵效率降低、粉塵排放濃度或總量的上升。 煤粉爐燃燒時，爐膛溫度

33、通常在1400以上。煤中含有的硫份除有機(jī)硫、黃鐵礦等易燃燒生成SO2外，不可燃硫的硫酸鹽在碳?xì)溥€原性物質(zhì)共存時，也會分解成SO2。 在實際的燃燒過程中，煤中硫的析出主要受爐膛溫度、煤中堿性氧化物的自身固硫作用、在高溫中的停留時間及煤的物理特性（如煤的粒度、煤中硫含量等）的影響。 隨著煤中氮含量的增加，NOX生成量增加。隨著燃煤水分的增加，NOX的生成量增加。對于因煤質(zhì)變化引起鍋爐NOX排放濃度增加，一般可以通過進(jìn)行針對性的鍋爐燃燒調(diào)整，把鍋爐NOX排放濃度控制在合適范圍內(nèi)。 5煤質(zhì)變化對電站鍋爐運行的影響分析 第46頁，共63頁，2022年，5月20日，7點8分，星期五5.5煤質(zhì)變化對鍋爐出力

34、的影響 煤質(zhì)變化可能會造成機(jī)組的某些設(shè)備不能滿負(fù)荷運行而限制鍋爐出力。例如，煤的灰成分改變，可能使煤的結(jié)渣性和積灰性增大而引起爐膛結(jié)渣和受熱面積灰；煤的水分和可磨性指數(shù)的變化可使磨煤機(jī)達(dá)不到額定出力；煤的灰分增加或灰的電阻特性改變可能使靜電除塵器的除塵效果受限。 5煤質(zhì)變化對電站鍋爐運行的影響分析 第47頁，共63頁，2022年，5月20日，7點8分，星期五 電站鍋爐燃煤煤質(zhì)的優(yōu)劣會直接影響鍋爐性能和機(jī)組效率，有時還影響到機(jī)組的安全指標(biāo)。應(yīng)綜合考慮鍋爐性能、機(jī)組效率、燃料價格、鍋爐出力、污染物排放等多方面的因素，采購最經(jīng)濟(jì)的煤種。 (1)對煤質(zhì)的評價除從其發(fā)熱量或揮發(fā)分來考慮外，還應(yīng)該綜合考慮

35、煤在燃燒過程中對鍋爐及輔助設(shè)備的影響大小和煤本身的價格。 (2)灰分含量高、發(fā)熱量低的煤，不僅使燃料運輸?shù)某杀驹黾樱彩瑰仩t運行的安全性、經(jīng)濟(jì)性下降。 (3)要降低煤質(zhì)變化對鍋爐的不良影響，盡量選擇與設(shè)計煤質(zhì)相近的燃煤。如燒混煤，則最好進(jìn)行煤摻燒試驗分析。有條件的話，建議進(jìn)行不同方式摻配的混煤特性試驗，并根據(jù)分析結(jié)論進(jìn)行煤摻配工作和煤摻燒工作。 5煤質(zhì)變化對電站鍋爐運行的影響分析 第48頁，共63頁，2022年，5月20日，7點8分，星期五 SCR 煙氣脫硝技術(shù)原理 氨逃逸及其對下游設(shè)備的影響 SCR反應(yīng)器中轉(zhuǎn)化成SO3對尾部煙道設(shè)備的影響 SCR反應(yīng)器的運行靈活性及可用率 SCR對電站經(jīng)濟(jì)性

36、影響 6.選擇性催化還原(SCR)煙氣脫硝工藝對電站運行的影響 第49頁，共63頁，2022年，5月20日，7點8分，星期五 SCR 煙氣脫硝技術(shù)原理6.選擇性催化還原(SCR)煙氣脫硝工藝對電站運行的影響 SCR工作原理圖 第50頁，共63頁，2022年，5月20日，7點8分，星期五 SCR 煙氣脫硝技術(shù)原理6.選擇性催化還原(SCR)煙氣脫硝工藝對電站運行的影響 選擇性催化還原（SCR）技術(shù)是目前應(yīng)用最多而且最有成效的煙氣脫硝技術(shù)。SCR技術(shù)是在金屬催化劑作用下，以NH3作為還原劑，將NOx還原成N2和H2O。NH3不和煙氣中的殘余的O2反應(yīng)，而如果采用H2、CO、CH4等還原劑，它們在還

37、原NOx的同時會與O2作用，因此稱這種方法為“選擇性”。工作原理圖如圖1所示，主要反應(yīng)方程式為： 4NH3+4NO+O24N2+6H2O (1) 8NH3+6NO2 7N2+12H2O (2) 選擇適當(dāng)?shù)拇呋瘎┥鲜龇磻?yīng)可以在200-400的溫度范圍內(nèi)有效進(jìn)行。在NH3/NO1的條件下，可以得到80%90%的NOx脫除率。目前，世界各國采用的SCR系統(tǒng)有數(shù)百套之多，技術(shù)成熟運行可靠，NOx脫除率高。 第51頁，共63頁，2022年，5月20日，7點8分，星期五 SCR 煙氣脫硝技術(shù)原理6.選擇性催化還原(SCR)煙氣脫硝工藝對電站運行的影響 SCR系統(tǒng)在電廠的布置方式有3種，高塵布置方式，即將S

38、CR布置在省煤器與空預(yù)器之間，該方式是應(yīng)用最廣泛的布置方式。溫度在300400范圍內(nèi)，是大多數(shù)催化劑的最佳反應(yīng)溫度區(qū)，但催化劑處于高塵煙氣中，條件惡劣，壽命會受到一些影響。第2種布置方式是將電除塵器布置在空氣預(yù)熱器之前，而SCR反應(yīng)器布置在電除塵器和空氣預(yù)熱器之間，該布置方式可防止煙氣中飛灰對催化劑的污染和對反應(yīng)器的磨損與堵塞，但其缺點是電除塵器在300400的高溫下無法正常運行。第3種是尾部布置方式，SCR反應(yīng)器布置在除塵器和煙氣脫硫系統(tǒng)之后，催化劑不受飛灰和SO2的影響，但由于煙氣溫度較低，一般需要氣氣換熱器或采用加設(shè)燃油或燃天然氣的燃燒器將煙氣溫度提高到催化劑的活性溫度，勢必增加能源消耗

39、和運行費用。 SCR技術(shù)對鍋爐煙氣NOx控制效果十分顯著，占地面積小、技術(shù)成熟、易于操作，可作為我國燃煤電廠控制NOx污染的主要手段之一。同時SCR技術(shù)消耗NH3和催化劑，也存在運行費用高，設(shè)備投資大的缺點。第52頁，共63頁，2022年，5月20日，7點8分，星期五氨逃逸及其對下游設(shè)備的影響6.選擇性催化還原(SCR)煙氣脫硝工藝對電站運行的影響 由于氨與NOX的不完全反應(yīng)（分布不均、NH3過量等），會有少量的氨與煙氣一道逃逸出反應(yīng)器。這種情況稱之為氨逃逸，是所不希望看到的。當(dāng)煙氣中的SO3與SCR反應(yīng)室中的過剩NH3產(chǎn)生反應(yīng)，便會生成銨化合物（NH4HSO4，（NH4）2SO4。沉積在催化劑上的物質(zhì)成分取決于NH3和SO3的濃度，以及煙氣的溫度。逃逸氨量隨著NH3/NOX比的增大和催化劑的活性降低而增大。它是影響催化劑設(shè)計的一個指標(biāo)。一般說來，催化劑是按逃逸氨量5 ppm設(shè)計的 氨逃逸可導(dǎo)致：（1）生成硫酸銨沉積在催化劑和空預(yù)器上；（2）