掺烧东胜褐煤专题讲课 - 图文

掺烧东胜褐煤专题讲课

（第2版）

华北电力科学研究院有限责任公司

电站锅炉技术研究所

2010.3

大唐国际各电厂掺烧胜利劣质褐煤指导意见

内容提要

本文是依据张家口电厂掺煤胜利煤的经历及和个人专业体会总结而成，目的在于浅显、准确地介绍胜利煤的特点、燃用中可能出现的问题及相关措施要点，希望起到观念普及和技术提示作用。

由于胜利煤与普通烟煤显著的不同性，最佳的掺煤方案为“分磨上煤，炉内掺烧”，以达到“不同煤质，分别对待”的目的。但胜利煤在锅炉以外的管理问题需要投入比燃烧本身更多的精力，特别是在防止自燃的问题上，我们必须认真对待。

文中所谈的问题与措施，可能会有一些过于保守、过于谨慎，不一定会在具体某个电厂全部出现，但都应重视，有备无患，重视了可能会被觉得是无用功，但不重视也可能就会与你亲密接触了。

不能机械套用文中所提议的技术措施，大家需要结合自己厂里的情况，进一步地研究、实践和总结，制定更为具体、可实施的措施，一定要把自己厂里的特殊情况考虑进去。只有深入的研究煤质不同层次和各个侧面的特性，才可以常深刻理解所述技术措施的因果关系，更好的解决问题、适应变化，更新思路，最后达到更好完成工作。

由于时间紧迫，还有很多问题暴露出来，还需要大家齐心协力，共同安全、优质、高效的完成掺烧胜利煤的任务。

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与第一版异同

本大纲与第一版基本相同，只是在下列内容进行了适当的修正与加强： 1） 第一版考虑防自燃管理上的压力，主要推荐炉内混烧的方法，根据最新

运行的情况看，大部分电厂，特别是配ZGM95G的磨煤机，碾磨出力没有问题，因而，增加炉外混烧的方式，由各电厂根据自己实际情况选用；

2） 本版在决定掺煤能力时强化变负荷能力的要求，因为运行经验表明，与

电网沟通并不能解决变负荷能力不足，电网考核的问题。

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目 录

0 前言 .............................................................................................................................................. 4 1 煤质数据....................................................................................................................................... 4 2 煤质特性分析 ............................................................................................................................... 6

2.1 外形分析 ............................................................................................................................. 6 2.2 燃烧特性分析 ..................................................................................................................... 8 2.3 煤的结渣性 ....................................................................................................................... 11 2.4 煤的特性总结 ................................................................................................................... 14 3 掺煤能力估算 ............................................................................................................................. 14

3.1 掺煤方法 ........................................................................................................................... 17 3.2 保证锅炉带满负荷的最大掺煤能力 ............................................................................... 14 3.3 磨煤机实际最大掺煤能力 ............................................................................................... 15 3.4 考虑脱硫系统的最大掺煤能力 ....................................................................................... 16 3.5 最终的最大掺煤能力 ....................................................................................................... 17 4 掺煤运行..................................................................................................................................... 17

4.1 设备条件 ........................................................................................................................... 17 4.2 制粉系统运行 ................................................................................................................... 18 4.3 制粉系统防自燃的工作 ................................................................................................... 18 4.4 结焦结渣性预防 ............................................................................................................... 19 4.5 炉膛底部堵渣的预防 ....................................................................................................... 20 4.6 首次试烧 ........................................................................................................................... 21 4.7 其它 ................................................................................................................................... 21 5 对锅炉的经济性指标评估方法 ................................................................................................. 21

5.1 锅炉效率的影响 ............................................................................................................... 21 5.2 耗电率 ............................................................................................................................... 22 5.3 制粉单耗 ........................................................................................................................... 22 6煤场及输煤系统管理 .................................................................................................................. 23

6.1 总则 ................................................................................................................................... 23 6.2 入厂煤及煤场管理 ........................................................................................................... 23 6.3 入炉煤管理 ....................................................................................................................... 23 7 技术管理..................................................................................................................................... 25

7.1 制定新的指标体系 .......................................................................................................... 25 7.2 加强全员培训，竖立新概念 .......................................................................................... 25 7.3 建立有针对性规范完善的制度、规程和措施体系 ...................................................... 25 7.4 规范操作、持续改进 ...................................................................................................... 25

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0 前言

胜利煤田位于锡林浩特市北郊，整个煤田总体呈北东——南西条带状分布，走向长45公里，倾向宽平均7.6公里,含煤面积342平方公里，探明储量224.42亿吨，并伴生有益矿产锗和石油等，是全国最大的褐煤煤田，已列入国家13个大型煤炭基地。煤炭发热量较高，化学反应活性好，适合液化、气化，属劣质动力用煤和优质化工用煤。整个煤田划分为五个大型露天矿田、五个矿井井田区和一个露天锗矿。其中，含煤面积42.7平方公里、储量47亿吨的东二号露天矿由大唐国际发电股份有限公司开发建设。

除了多伦的煤化工以后，这些煤主要由大唐国际华北地区的各个电厂使用，以实现大唐国际稳定煤源，煤电一体化发展的战略目标,关系到整个大唐国际的战略布局，同时也影响到整个胜利煤田的用途，对大唐国际来说，有非常重要的战略意义。但由于该煤种发热量偏低，制粉系统的出力受到限制，因此，掺煤的能力有限，具体情况需要一个项目一个项目的进行研究。

1 煤质数据

胜利煤田各家煤矿的规模生产已经有一段时间，该煤种已经在上都电厂、锡林浩特热电厂等单位进行了大规模应用，因此，内蒙古煤炭建设工程（集团）总公司、大唐国际燃料公司、华北电科院等单位都对该煤种的煤质进行了多次取样、化验及分析研究，但由于该煤种的成煤年代浅、煤层多，其煤质数据的变化较大，典型的数据如下：

表1 大唐锡林浩特矿业有限公司2008年9月提供，该矿达产期煤质

项目 Mar (%) Mad (%) Aar (%) Var (%) FCar (%) 指标 30.38 10.05 15.67 24.05 29.90 项目 Nar(%) Oar(%) 变形温度DT（℃） 软化温度ST（℃） 半球温度HT（℃） 指标 0.62 11.40 1167 1233 1238 4

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Qnet,ar (MJ/kg) Sar (%) Car (%) Har (%) 13.73 1.11 38.52 2.44 流动温度FT（℃） 哈氏可磨性HGI 磨损指数AI(mg/kg) 冲刷磨损指数Ke 1264 47.88 31.29 1.04

表2 大唐唐山新区热电厂扩建工程使用该矿煤质及灰成分

项目 全水分 空气干燥基水分 收到基灰分 干燥无灰基挥发份 收到基碳 收到基氢 收到基氧 收到基氮 收到基全硫 折算硫分 收到基低位发热量 变形温度 软化温度 流动温度 二氧化硅 三氧化二铝 二氧化钛 三氧化二铁 氧化钙 灰成分 氧化镁 氧化钾 氧化钠 三氧化硫 五氧化二磷 其他 哈氏可磨指数 可磨性指数及磨损指数 冲刷磨损指数 符号 工业、元素分析 灰熔融性 Mar Mad Aar Vdaf Car Har Oar Nar St.ar St,ar，zs Qnet.ar DT ST FT SiO2 Al2O3 TiO2 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O SO3 P2O5 HGI Ke 单位 % % % % % % % % % %/cal kJ/kg ℃ ℃ ℃ % % % % % % % % % % % 校核煤种 34.1 19.56 15.58 44.37 34.83 2.89 10.79 0.71 1.1 0.36 12900 1166 1214 1287 52.86 20.16 0.99 7.74 4.89 2.13 1.59 2.53 4.5 0.41 2.2 47

表3 华能上都发电公司实际煤种的煤质分析数据

编号 1 2 3 4 5

成分 收到基全水分 收到基碳 收到基氢 收到基氮 收到基氧 5

符号 Mar Car Har Nar Oar 单位 % % % % % 数值 39.10 37.16 1.97 0.45 9.38 大唐国际各电厂掺烧胜利劣质褐煤指导意见

6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 收到基全硫 折算硫分 收到基灰分 干燥无灰基挥发分 收到基低位发热量 哈氏可磨性系数 变形温度 软化温度 半球温度 流动温度 二氧化硅 三氧化二铝 二氧化钛 三氧化二铁 氧化钙 氧化镁 氧化钾 氧化钠 St,ar St,ar，zs Aar Vdaf Qnet,ar HGI DT ST HT FT SiO2 Al2O3 TiO2 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O % %/cal % % MJ/kg - ℃ ℃ ℃ ℃ % % % % % % % % 1.14 0.36 10.79 40.60 13.26 74 1160 1200 1210 1220 55.64 19.86 1.06 10.10 6.57 3.01 1.62 0.70

表4 林浩特电厂2008年9月14日典型数据

项目 全水分 空气干燥基水分 灰分 干燥无灰基挥发份 固定碳 全硫 折算硫分 空气干燥基氢 弹筒发热量 高位发热量 低位发热量 符号 单位 Mar Mad Aar Vdaf Cad St.ar Szs Had - - Qnet.ar 入厂煤 入厂煤 入厂煤 入炉煤 入炉煤 入炉煤 入炉煤 大唐矿 神化矿 乌矿 上午 下午 前夜 后夜 34.65 43.94 33.59 35.44 34.58 32.48 16.97 23.07 22.97 18.98 17.67 14.18 18.36 15.82 14.42 14.32 14.04 12.51 47.11 1.10 0.43 3.35 47.4 2.32 0.85 3.35 45.57 48.74 43.21 44.15 1.53 0.59 3.35 1.45 0.57 3.35 1.43 0.54 3.35 1.37 0.53 3.35 31.57 29.04 32.82 32.31 36.71 39.04 % 40.11 % 24.72 % 18.08 % 47.40 % 27.64 2.36 % %/cal 0.79 3.35 % kJ/kg 17.819 kJ/kg 17.630 kJ/kg 12.554 15.459 17.959 14.265 15.133 15.739 15.399 15.357 17.769 14.14 15.007 15.612 15.273 10.747 11.435 10.823 10.593 11.062 10.726 除上述典型数据外，2005年内蒙古煤炭建设工程（集团）总公司通过对钻取的263个探煤孔煤芯煤样进行分析，得到了整个矿区较为详尽的各煤层煤质特征，并提交了《胜利煤田东区二号露天矿勘探报告》。

2、煤质特性分析

2.1 外形分析

该煤种外形如图2~图4所示：

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图2 刚从矿上拉来的褐煤块

图3 失水后的褐煤块有明显的木质纹理

图4 煤中的胶泥

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图2显示了刚出矿时的煤块呈“出土璞玉”状，此时煤与水分以结晶的方式结合在一起，未破损的表面呈石头模样，表面不光滑，也不光亮，部分破损部位侧呈镜面状，光滑且色泽光亮，整体结实，硬度较大。

图3显示了放在煤场较长时间后，部分外水损失后的煤块，此时的煤块呈“枯枝朽木”状，不再具有光滑的表面与光亮的色泽，而是呈明显的木腐质纤维纹理，整体布满了裂纹，变得很脆且易沿木腐质纤维纹理分解为小一厘米左右的片状小煤块，说明其热稳定性很差，放在空气中一段时间后很容易干燥成粉碎，使水分减少,减少的量大约在5%左右，如表4所示。

图4显示是煤中部分呈浅蓝色的胶泥（粘士），这种胶泥在内蒙地区较为普遍，潮湿后使煤变得非常粘，如果大量存在，会发生煤斗蓬煤现象，没有胶泥时，即使煤很潮湿也不粘，不会发生蓬煤现象。

从煤的外观可以明显看出，该煤种矿化程度浅，部分煤质还存在明显的木腐质纤维，这对煤的可磨性有很大的影响，表现为：已经完全矿化，没有木腐质纤维的部分，呈脆性，强度很小，很好磨，磨辊转一圈马上就碎；而部分没有完全矿化、有木腐质纤维的部分，呈柔性，加之水分很高，磨辊压在这部分煤上，就如同压在吸饱水的绵花上一样，辊压很多次都无法磨碎，很难磨。表现在HGI上就是数据差别很大，如《胜利煤田东区二号露天矿勘探报告》中给出的可磨系数如表5所示：

表5 胜利煤田东区二号露天各煤层可磨性系数

煤层 4 5 6 6下1 6下2 7 8 9 10 11 可磨性 32~60 29~60 26~93 32~60 39~76 33~60 38~56 39~71 39~71 29~68 平均 44 47 51 57 56 51 51 56 54 51

2.2 燃烧特性分析 2.2.1 从煤质数据分析

根据这些该报告及实际使用的情况，把该煤种的煤质特征归纳如下5个明显的特点： 1) 高水分

该煤种全水分Mar在35~40%之间，很少有低于33%或高于40%的情况；内水分（空气干燥基水分，Mad）变化范围较大，在6.80~20%之间，由于外

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水分（全水分与内水分的差值）大部分在制粉系统中就需要干燥析出，内水分很小，外水分就很大，需要的干燥出力就很大，这就给锅炉制粉系统运行带来了很大的影响； 2) 高灰分煤

尽管该煤种的收到基灰分数据不算很大，一般在15.16~21.51%之间，但该煤发热量低，2吨煤才相当于1吨烟煤，因而其灰分也很大，加之烟气中的水分很高，所以对锅炉的结渣及尾部受热面的磨损、积灰带来额外的影响。 3) 高硫含量

与灰分的表现一样，由于发热量低，导致尽管收到基硫分不高，但折算到单位热值的硫量很高。单位热值的硫分称为折算硫分，从前面几个煤种的典型数据来看，该煤种的折算硫分最少的在0.36%/cal，最大的达到0.795%/cal，根据张家口电厂2008~2009年的掺烧情况表明，个别煤种的收到基硫分达3~4%，此时，折算硫分超过1.5%/cal，当折算硫分大于0.2%即称高硫煤，该煤种的硫分少的也是该限制的两倍，高得达到7~8倍，是典型的高硫分煤，对脱硫系统有很大的影响。

4) 可燃部分较为稳定，组成成分及形式变化范围都很小，表现为：

? 各煤层碳(Cdaf）含量变化范围为70.18~72.13%； ? 挥发分（Vdaf）均大于37%，波动范围为44.20~46.90%； ? 氢（Hdaf）含量波动范围为4.32~5.03%； ? 氮（Ndaf）含量波动范围为1.02~1.35%； ? 氧（Odaf）含量波动范围为21.00~26.15%；

5) 收到基高位发热量变化很小，但是由于水分、灰分的差异，低位发热量（Qnet,ar）变化很大，变化范围在14.40~17.95 MJ/kg之间；

从煤质数据可以得出：该煤种的挥发分高达40%以上且极易析出，固定碳少，灰分也不是很高，在煤中还有木腐质纤维，所以着火、燃尽特性很好。水分大虽然使发热量大为降低，但是同时提高了煤粉的着火温度，降低了燃烧器出口部位的温度，也降低了该煤种爆炸的可能性。

但是需要注意的是：该煤存在未完全矿化、富含N元素与S元素的木腐质，

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成为微生物发酵的温床，与雨水与混合后如果处于密封状态“闷”着，很容易在内部产生“发酵”与氧化反应，由于热量的积累而发生自燃。

2.2.2 该煤种的热重分析

华北电科院在解决上都电厂燃烧问题时,对锡林浩特胜利煤田一号露天矿进行了热重分析，结果如图5所示。

图5 上都褐煤热重分析图（温升率30℃/min的）

其中，曲线TG为煤样随温度的变化而发生的重量变化曲线，从中可以得出挥发分析出温度、着火的温度与燃尽的温度，曲线DTG是TG曲线对温度(或时间) 的一阶微商，即燃烧速度的变化量，它可以更灵敏的通过着火温度区域、燃烧峰高低、形状分析燃烧过程，从而发现不同煤种燃烧性能的差异，对判断煤的燃烧性能有较确切的表达力及较高的分辨力。其规律是：

1）燃烧峰就越偏向低温区,煤的反应性能越强；

2）燃烧峰就越高,Vdaf就越高,煤焦孔隙率越高，反应表面积越大； 3）煤的燃尽性能越好,燃烧峰后段就越陡;

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从图5中可以看出：

1）DTG曲线表明：该煤种的存在明显的两个燃烧峰值，分别为挥发分燃烧与固定碳燃烧，且两者有明显的分界线，这与一般的烟煤有明显的差别，说明该煤种的挥发分太易析出，且挥发分的热值不高，以至于其着火完成后一定时间内才可以使固定碳燃烧；

2）TG曲线表明：该煤种挥发分析出温度仅为292℃，321～408℃即开始着火并燃烧，至577℃基本把固定碳燃尽，着火温度很低，整个燃烧区间在300℃~600℃，且燃烧峰值较高，燃烧峰后段很陡，说明整个燃烧速度很快，说明该煤质的燃烧速度很快，燃尽性能相当好。

尽管该煤种的着火、燃尽特性很好，有利于锅炉的运行，但是易自燃，特别是易内部自燃，而不容易发现的特性，给该煤种的管理带来很大的压力，特别是在煤场、皮带等部位。从胜利电厂的经验是：这种煤发生自燃时内部温度较高，但外表面的温度与环境温度差异不大；着火时喷口温度较低，烧损燃烧器的可能性较小。

2.3煤的结渣性

2.3.1 影响因素及影响方式

灰熔点的影响是显而易见的，只有灰熔化了才可能结渣，灰熔点越低，结渣性往往越强。但灰熔点的不是决定一个煤种结渣性的唯一因素，还要考虑粘度特性、发热量的特性，并可以由一些判据来综合判定。

煤灰粘度对结渣性的影响方式为：在高温条件下，熔化的灰只有粘度非常合适粘在受热面上，并有足够强度支持不断长大的重力，才容易产生严重结渣。粘度很小（＜250P），渣的流动性很小时，只能在水冷壁管外形成很薄的渣层，不太容易长成大渣，危险性不大；当粘度处于塑性区（500～10000P）时正好满足结渣及长大的条件，特别是温度变化很小，煤灰粘度就

图6 不同的渣粘度特性

发生很大变化，锅炉会在很短时间内出现严重结渣，锅炉最为危险；粘度更大时，

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则锅炉很难结渣。

根据褐煤灰成分可判断其为玻璃体渣（SiO2=50～60%、Al2O3≤22%、CaO<8%）。这种渣的粘度随温度变化最为平缓，升温曲线与降温曲线相同，同等灰熔点特性条件下，其结渣性最弱，如图6所示。

发热量对于结焦性的影响方式为：高发热量会产生更高的烟气温度，使煤灰有足够的区域、足够的时间熔化，形成炽密的高温烧结渣，反之发热量低时，烟气温度较低，从而使煤灰的熔化条件相对较差，很可能会有部分渣没有完全熔化，形成组织相对疏松，强度不大的高温粘结渣，危险性小得多。 2.3.2 指数判定

煤灰成分硅比G、碱酸比B/A等有效的综合粘度等的影响，对灰的结渣特性进行预测。 硅比计算公式：

G?SiO2?100

SiO2?Fe2O3?CaO?MgO判据为：

Ｇ>78.8时，不存在结渣； 66.1<Ｇ<78.8时，中等结渣； Ｇ<66.1时为严重结渣煤灰。

计算得出，试验煤种G＝73.9％，该煤种有中等结渣倾向。 碱酸计算公式：

B/A?判据为：

0.206 0.4时, 严重结渣性； 0.206

Fe2O3+CaO+MgO+Na2O+K2O

SiO2+Al2O3+TiO2用Na2O含量预测试验煤种的沾污倾向，判断沾污标准如下：

Na2O<0.5%

低度沾污倾向； 中度沾污倾向； 高度沾污倾向； 严重沾污倾向；

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Na2O＝0.5～1.0% Na2O＝1.0～2.5% Na2O>2.5%

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试验煤种煤灰Na2O为0.7％，具有中等沾污倾向。

用煤灰在还原性气氛中的DT判断煤种结渣性界限的标准如下：

DT>1289℃

不结渣；

DT＝1108～1288℃ 中等结渣； DT<1107℃

严重结渣；

试验煤种在弱还原性气氛的DT为1160℃，属于中等结渣煤种。

由以上分析可知，胜利褐煤具有中等结渣和沾污倾向。因此主燃烧区应保持相对大的氧量，以保证不出现还原性气氛。

2.3.3 与蔚州煤的比较

对比表6~8中蔚州煤的特性，可见两者灰成分、灰熔融特性都比较相似。胜利煤除了水分高于蔚州煤以外，其它方面如灰熔点、酸性灰成分等方面，胜利煤均有利于蔚州煤，所以其结焦结渣性应当优于蔚州煤，至少属于同一个水平。同时胜利煤热质低，炉膛燃烧温度低，一次风温度低（由于水分大），都有不利于锅炉产生有威胁性的结焦现象。所以，掺入胜利煤以后，结焦结渣性应当引起更多注意，但是应可以比蔚州煤有更大的灵活性。 表6 蔚州煤工业分析、元素分析与发热量

项目 全水 分析水 灰分 挥发分 固定炭 高位发热量 低位发热量 全硫 碳 氢 氮 氧 哈氏可磨性 单位 % % % % % MJ/kg MJ/kg % % % % % - 空气干燥基 － 14.71 15.83 26.53 42.93 20.81 19.84 0.92 53.28 3.08 0.57 11.61 73 干燥基 － － 18.56 31.11 50.33 24.4 － 1.08 62.47 3.61 0.67 13.61 － 干燥无灰基 － － 38.19 61.81 29.96 － 1.32 76.71 4.43 0.82 16.71 － 收到基 22.3 14.42 24.17 39.11 18.96 17.87 0.84 48.54 2.81 0.52 10.58 －

表7 蔚州煤灰成分

内容 二氧化硅 三氧化铝

化学符号 SiO2 Al2O3 13

单位 ％ ％ 数据 52.74 17.75 大唐国际各电厂掺烧胜利劣质褐煤指导意见

氧化铁 氧化钙 氧化鎂 二氧化钛 三氧化硫 五氧化二磷 氧化钾 氧化钠 Fe2O3 CaO MgO TiO2 SO3 P2O5 K2O Na2O ％ ％ ％ ％ ％ ％ ％ ％ 6.32 7.96 1.88 0.94 7.54 0.22 1.78 1.82

表8蔚州煤灰熔融性（℃）

内容 变形温度 软化温度 半球温度 流动温度 符号 Deformation temperature (DT) Softening temperature (ST) Hemispherical temperature (HT) Fluid temperature (FT) 数据 1100 1130 1150 1170

2.4 煤的特性总结

2.4.1 胜利煤田生产的褐煤具有良好的热力特性，易着火、易燃烬，具有中等以上强度的结渣特性。

2.4.2 由于胜利煤极易自燃，而且发热量低的特性，使得其自燃形为往往较为隐蔽，不容易被发现，因而具有更大的威胁，容易因为人的观察不到位、管理不到位而造成较为严重的后果，因此在煤场堆放、倒烧、上煤、制粉系统调整、燃烧调整方面既要重视技术问题，更要重视管理方面的问题。

2.4.3 该煤种的灰分虽然不大，但是由于热值低，总燃料量大，实际带入锅炉的灰份其实并不少，对锅炉的设备磨损量较大。

3 掺煤能力估算

3.1 保证锅炉带满负荷的最大掺煤能力

确定最大保证锅炉带满负荷的掺煤能力除考虑胜利煤本身的特性外，最主要考虑的是与胜利煤掺烧煤种的发热量特性，以保证掺煤运行后锅炉可以带满负荷。假定锅炉效率的变化很小，输入锅炉的总热量基本不变，这样可以采用如下的方法来估算最大掺煤能力：

1）确定输入锅炉总热量

可以用热耗值反算，也可以用额定负荷的给煤量计算，如一台300MW机

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组，满负荷时热耗值为8000kJ/kWh，锅炉燃煤量为165t/h，当时的发热量为19190kJ/kg,则用给煤量估算输入总热量为：165×19190×1000(kJ)，或用热

8000(热耗）?300000（功率，转化为kW)耗值反算锅炉输入总热量为：(kJ)，本

0.925（锅炉效率）条只给出两种计算方法，供电厂人员参考使用，并非真实数据，所以两者不相同，对于真实数据两者应当非常接近； 2）确定保证锅炉带满负荷的最大掺煤能力

假定锅炉想掺入煤量的比例为x,则掺烧后的总煤量由总输入热量除以混煤发热量得出：

输入锅炉总热量(kg/h)，该总煤量

被掺煤发热量（?1－x)+胜利煤发热量?x减去胜利煤磨煤机的给煤量，即为其它磨煤机的给煤总量，再除以磨煤机台数得到每台磨煤机的给煤量，胜利煤磨煤机与其它磨煤机的出力都受到磨煤机实际磨煤最大出力限制。

这样，就可以得到保证锅炉带满负荷时的最大掺煤能力。

3）对掺烧煤种的要求

如果其它磨煤机的出力确定，假定采用一台磨煤机烧胜利煤，其它磨煤机的需要的出力为：

锅炉输出总热量-胜利煤发热量?胜利煤量0.925〈磨煤机最大出力

磨煤机台数

采用本方法确定掺煤能力时，被掺煤种的发热量可由电厂长期燃用煤种的实际情况确定，但是不能用平均燃用煤种发热量，而应当根据实际煤种的波动频率情况乘以一个保险系数，因为大部分电厂的煤质并不稳定，实际入炉煤不可能保持平均煤种发热量，以该平均值计算掺煤能力，会使电厂经常处于机组出力受阻的情况。电厂方面则必须加强管理，使煤质情况尽可能的稳定并接近平均值，以保证出力不会受阻。

3.2 磨煤机实际最大掺煤能力

由于褐煤的水分高，本质纤维可磨性差，所以磨制胜利煤的磨煤机出力会受到严重挑战，表现为：

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1）磨煤机的碾磨出力下降

虽然中速磨系统的出力可以采用一些可磨性、水分、煤粉细度等参数进行折算，但是该折算出力只能用于计划，同时必须考虑到褐煤可磨性不稳定因素，再乘一个小于1的保险系数，最终的褐煤磨煤机出力需要实磨试出力确定。

由于胜利煤的燃烧特性好，并不需要与其它煤种相同的煤粉细度，所以磨制胜利煤的磨煤机可以开大分离器挡板的开度，把胜利煤磨煤机煤粉细度控制在R90＝35~50%。把煤粉细度提高后，会使磨煤机出力提高，所以确定磨煤出出力必须在这种操作以后的状态进行。

2）磨煤机的干燥出力下降

由于褐煤水分高，需要的干燥出力大，现有的热风温度与热风量难以满足胜利煤的干燥要求，磨煤机的出口温度会大辐度下降。但为了防止煤粉管内出现水使煤粉管堵塞，磨出口温度不得低于55℃,因此，各锅炉的磨煤机干出力受到热风温度与热风量的限制。

由于以上两个因素的限制，实际掺烧胜利煤的磨煤机出力会受到限制。 3.3 考虑脱硫系统的最大掺煤能力

2009年大唐国际华北地区的电厂基本都投运了脱硫系统，而胜利煤是典型的高硫煤，掺入大量胜利煤后会使得脱硫系统入口的SO2量大增，所以还必须考虑脱硫系统的接近能力。

与发热量一样，混煤以后含硫量可由混煤各煤种按给煤量加权平均计算得出，该值必须小于脱硫系统的最大承受值。 3.4考虑变负荷能力的最大掺烧能力

由于煤带入炉膛中水分很多，且发热量低，所以掺烧胜利煤大量增加后，机组变负荷能力会大为下降，机组的反应会很“迟钝”，表现为：加煤长负荷时，由于很多水水分在炉内吸热蒸发，有一个明显的迟滞后，等多加的煤种的可燃成分着火放热后，建立新的平衡，才可以长起负荷；反之，降负荷时，减煤了，但是负荷也有一个明显的迟滞反应时间。因而，掺煤的量最好不要影响两个细则的要求。

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被掺煤种越好，热量越高，水分越小，此影响越小。 3.5 最终的最大掺煤能力

最终的掺煤能力是综合考虑带满负荷、磨煤机出力及脱硫系统的能力三方面因素的最小值，即：

?考虑锅炉带满负荷的最大掺煤能力??磨煤机实际出力决定的最大掺煤能力 最大掺煤能力＝min?

考虑脱硫系统承受能力的最大掺煤能力??考虑变负荷能力的最大掺煤能力?3.6 掺煤方法

掺煤方法可采用“皮带混合，炉外掺煤” “分磨上煤，炉内掺烧”两种方式。第一种方式由于不能通过放大煤粉细度来调整磨煤机的碾磨出力，因而主要用于磨煤机碾磨出力有较大裕量，同时热风温度低的机组，同时，所有掺煤的机组都需要按褐煤的方式来进行防结渣、防自燃管理，管理难度大。第二种掺煤方式适用于磨煤机碾磨出力本身较小，热风温度高的机组，由于该煤种单独有一路，防自燃管理上难度较小。

各电厂可以根据自己的具体情况选择掺煤方式。如果采用炉外掺煤的方法，由于褐煤本身的高水分、低热量、易燃烧特点，并不需要精确的掺煤比例，只要在磨煤机的干出力、碾磨出力够用即可。

4 掺煤运行

4.1 设备条件

由于胜利煤极易自燃，自燃隐蔽，不容易被发现的特点使其具有更大的威胁，且连续运行时间长，对设备提出了更高的要求。

4.1.1 磨煤机风量、风压、出口温度、给煤机的煤量的测量必须准确可靠，保证磨煤机单独控制时有正确性；

4.1.2 给煤机的清扫电机必须可用并保证性能，上下关断门必须紧密。 4.1.3 磨煤机的冷热风门、出口门必须关闭严密，保证磨煤机可以隔绝。 4.1.4吹灰系统加强维护，必须保证锅炉可以分段进行吹灰。要保证空预器吹灰的效果，空预器发生严重堵灰后及时停运并进行冲洗。

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4.1.5制粉系统内部应光滑，不能有死角、沟槽、突台和涡流区，不能存煤存粉，应全面检查、把关和精心治理，防止会存煤、自燃。 4.1.7保证燃烧器附近一、二次风不串、磨煤机冷热风不串。

4.2 制粉系统运行 4.2.1 煤粉细度调整

胜利煤磨煤机煤粉细度控制在R90＝35~50%,其它磨煤机维持原煤粉细度。 4.2.2 掺烧磨煤机的选择

由于胜利煤制粉系统易在制粉系统中发生自燃，所以尽可能的选择长期运行的磨煤机作为燃用胜利煤的磨煤机。 4.2.3一次风量

燃用胜利煤的磨煤机一次风量需要加大，磨出口一次风温度大于55℃,小于75℃。其它磨煤机出口温度可适当降低，以分出一次风给胜利煤磨煤机，但出口温度都需要大于70℃，否则说明必须减少胜利煤的掺入量。

根据试验结果制定合理的风煤比控制曲线，并保证磨煤机通风量测量准确。 4.2.4 正常停运替换原则

燃用胜利煤的磨煤机需要连续运行，尽可能的不要中途停运，如必须停运，必须煤空仓以后才可以停运，也可先上一、两仓其它不结渣煤种，把分离器挡板调到正常位置后，使所有中间环节的煤都完全走空后再停用。 4.3 制粉系统防自燃的工作

制粉系统防自燃是燃用胜利煤的主要工作，包括：

4.3.1锅炉上煤严格进行三块分离，保证石子煤刮板间隙适当，不变形，隔离门严密，并加强对排渣工作的监督、管理工作，排渣要及时，避免石子煤渣箱堵塞、着火，石子煤系统重点定期检查。

4.3.2 加强磨出口风管温度的检查，特别是对出磨出口各风粉管的温度进行检查，发现异常时要及时停磨处理。磨煤机顶部往往容易积大量粉，相关人员要定期清扫，保证燃用褐煤的磨煤机顶、缩孔部位没有积粉。

4.3.3 加强巡检的质量，特别是要对褐煤运行粉管从磨煤机到燃烧器的管路要加强巡视，有外漏时必须马上处理。

4.3.4 启磨前禁止长时间通风，启磨时出口温度不得大于75℃；

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4.3.5 棚煤、断煤、皮带打滑等故障情况下，要加大冷风的量，减少热风量，保证磨出口温度不大于75℃。

4.3.6 消防蒸汽最好可用，消防蒸汽各门应当关闭严密，不内漏，防止磨分离器及风管粘结煤粉，如果需要投入消防蒸汽，须充分疏水。

4.3.7 燃用褐煤的磨煤机增加负荷时，先加风量后加煤量，反之先减煤量，后减风量，保证磨煤机不堵煤。

4.3.8 磨煤机中有褐煤正常停磨时，应先关闭给煤机入口门，敲打煤仓下煤管无煤后才可以停运制粉系统。停运时间不应超过3天，否则应有相应措施。停运的给煤机需要定期转动一下，把其中的漏煤走到磨煤机里。

4.3.9给煤机停止后必须启动清扫电机，把皮带清扫干净。然后关小热风门，开大冷风门，控制磨出口温度在55℃的情况下，吹扫10分到15分左右，保证磨煤机内细粉抽尽。最后关闭磨入口冷热风调门及关断门，并彻底排尽箱内石子煤，把磨煤机封闭。如果磨可以空转，在整个过程中要保持转动状态。

4.3.10 如果紧急停磨，立即关闭磨出入口各门，再关闭给煤机上、下插板门。再次启磨后，需要用冷风先吹扫10分钟以上。

4.3.11 严禁在运行的制粉系统上动火工作，在停运设备上进行动火工作时，必须将此设备积粉清扫干净，并采取可靠的隔离措施。

4.3.12在试验过程中运行人员发现磨煤机着火后，为防止磨煤机爆炸应采用隔离密封、外部喷水降温、通入消防蒸汽或惰性气体的方法进行灭火，严禁采用直接通水灭火方式。

4.3.13 对其它特殊情况如“运行中磨煤机跳闸、运行中给煤机跳闸、制粉系统故障后较长时间无法恢复”此类的故障条件下，磨煤机和给煤机如何防止着火，必须做好防范措施及应急预案。

4.3.14 磨煤机停运期间和启动前应增加磨煤机重点部位的外部温度检查。

4.4 结焦结渣性预防

该煤种结焦性为“中等偏强”，结渣性虽弱于蔚州煤，但是其燃烧速度快，火焰相对集中，特别是一次风量大，产生的烟气量也大，一次风速过高，容易使切圆加大而发生局部结渣，使燃烧器附近水冷壁挂焦严重。如果同层燃烧器负荷相差太大（包括风速与煤粉量）时，特别容易引起切圆偏斜，容易在燃烧器区造

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成很严重的结焦。

因此需要根据燃用情况，合理配煤，并通过调节风烟系统等手段，防止严重结焦问题的出现：

4.4.1 与胜利煤掺烧的煤种要有一定抗结焦性的能力，最好是酸性灰，SiO2的含量要大于50%，Al2O3含量大于25%，灰熔点大于1250℃；

4.4.2尽量避免用类似与蔚州煤之类的“中等偏强”结渣性煤掺煤胜利煤，则情况类似于纯蔚州煤，需要认真对待，最好通过燃烧调整确认锅炉是否有这样的能力。

4.4.3 要通过燃烧调整试验及长时间修正的运行实践经验，制定出完善的运行工况卡片，进行规范操作和精确控制。重点是控制一次风、一二次风配比、氧量，在保证炉内合理的空气动力场的基础上以及合理的气氛，保证锅炉炉内不发生严重结渣。

4.4.4建立并严格执行吹灰器养护制度，优化吹灰工作，依据制度灵活吹灰，尽可能的使锅炉在结焦轻微时就把它们吹掉，减少炉膛掉大焦的几率，防止给锅炉底部捞渣机和除渣系统造成负担和运行不稳定。

4.4.5如果喷口有结焦情况，把二次风压要适当提高，保证锅炉周界风的比例。 4.5炉膛底部堵渣的预防

掺煤胜利煤量大以后，由于其热值低，煤粉细度粗，可能改变飞灰与大渣的比例，灰渣更多的以大渣形式排出锅炉，使捞渣机出力受到影响，甚至在锅炉底部堵塞，需要采用一定的手段进行预防。

4.5.1采取一切措施，避免锅炉严重结渣和掉大焦：通过合理的配煤掺烧、深入的燃烧调整、合理的制粉系统定期轮换制度、和优化吹灰等工作，尽可能避免锅炉严重结渣和掉大焦，为捞渣机和除渣系统创造良好的运行条件。 4.5.2保持冷灰斗斜坡处光滑无杂物，防止落渣堆积。 4.5.3渣斗内水位必须保持正常，斗内堆渣不得超过斗内水位。

4.5.4重视和加强除渣设备的维护和管理，加强机械部件制造和安装质量及每次检修后的验收。在检修中，除渣系统问题必须做为重点对待，设备缺陷必须立项彻底消除，不能给运行留后患。

4.5.5灰控值班人员应加强对出渣情况的监视和分析，按制度对冷灰斗进行检查。运行人员对锅炉底部堆渣情况检查不及时，判断不明，没有及时采取减负荷

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等主动措施，加重了结渣和堆渣问题。

4.5.6出渣设备发生故障必须立即修复，锅炉运行中不得长时间停运出渣设备，防止水冷壁冷灰斗中产生堆渣现象。

4.5.7当渣斗内堆渣超出斗内水面，不能保证炉膛落下的大渣被有效地冷却和粒化时，必须立即采取措施，当采取措施无效时，应及时停炉处理。

4.6 首次试烧

首次试烧是摸索锅炉适应能力的过程，电厂在充分了解以上技术措施以后，还需要认真对待，建议按如下的过程进行：

4.6.1根据本指导意见，结合厂里的具体情况，编制技术措施，并对相关人员进行培训，了解煤质的特性、掺烧的风险、可能的对策及故障处理预案； 4.6.2 先从中等负荷开始起投入这种煤，然后过渡到低负荷，看低负荷的情况，作相应的调整，再到高负荷。

4.6.3先在一台锅炉上试烧，再推广到全厂。 4.6.4 试验先从3号磨开始，后推广到4号磨；

4.6.5胜利煤入炉后调整分离器的开度，开度要大于70%，使煤粉变粗，根据飞灰与大渣含碳量，再进行开大或减少开度的调整。

4.6.6燃用褐煤的磨煤机一旦投运，没有特殊情况不予停运。 4.7 其它

4.7.1低负荷运行

如锅炉可以达到两台磨燃烧胜利煤，则低负荷时原三台磨运行时，需要增加一台磨煤机，两褐两烟，有助于提汽温，并提高锅炉运行的可靠性。 4.7.2 污染物排放会加大

虽然该煤种收到基的含氮量较低，但占可燃成分的其实比例很大，同时干燥出力的要求一次风量很大，因此，掺入胜利煤以后，NOx的排放会增加很多。

5 对锅炉的经济性指标评估方法

5.1 锅炉效率的影响

掺入胜利煤后，锅炉的排烟温度变化不会发生很大的变化，灰渣的含碳量也

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不会有明显的改变，因而锅炉效率的变化主要由排烟中的增加的水蒸汽所引起。基于这种假定条件，可按以下公式进行锅炉效率的变化的估算：

??＝100烟气增加水蒸汽量（排烟温度－环境温度）??Cp水蒸汽@排烟温度送入锅炉总热量

送入锅炉总热量本指导意见3.2中要确定的值，烟气中增加的水蒸汽量可用计算方法如下：

烟气增加水蒸汽量＝胜利煤给煤量（胜利煤全水分－原煤种全水分）?

水蒸汽标准状态下的密度（0.597623）水蒸汽定压比热按下表插值计算：

?(℃) 0 100 200 5.2 耗电率

Cp?H2O （kJ/kg.℃） 1.4943 1.5052 1.5223 尽管胜利煤可以明显影响辅机的功耗，但是制粉耗电率本身数值较小，这些差别反应到耗电率太小，几乎无法反应出来，最好用辅机单耗的方法进行估计。 5.3 制粉单耗

制粉单耗可以明显的反应辅机运行的情况，但它必须基于同一煤种，如果两煤种显著不同，还能按原煤种的情况进行单耗比较，意义不大。因此，建议按如下的方法进行制粉单耗的评估：

1）测量一次风机、磨煤机的功耗；

2）通过发热量把胜利煤的给煤量折算到原煤种条件下的给煤量，折算方法

为：当量给煤量＝胜利煤给煤量胜利煤发热量，即磨了“胜利给煤量”

原煤种发热量这么多的胜利煤，只相当于磨制了“当量给煤量”这么多的原煤种； 3）用一次风机、磨煤机的功耗除以当量给煤量，即得折算到原煤种基础上的制粉单耗的变化量；

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6煤场及输煤系统管理

6.1 总则

煤种的特性，在存储和输送中防着火是关键，电厂相关部门试验前及日后的运行过程中要制定详细的技术措施，落实好运行人员技术培训工作，加强全厂各相关部门的及时沟通，把煤场堆放、倒烧、上煤等管理工作提高到与制粉系统调整、燃烧调整方面运行相等的高度。 6.2 入厂煤及煤场管理

6.2.1胜利煤必须单独存放，这样就要提前规划好单独存放胜利煤的煤场，要求与其它煤场具备物理隔离的条件，来煤存放最好不超过1个星期，做到及时倒烧，及时清理存煤死角。

6.2.2发现来煤有自燃现象，在卸车前用水将自燃的煤浇灭，进入煤场后分别存放，加强监视，尽早入炉。

6.2.3煤源和煤质的任何变化，要早做准备，实现对运行部门的准确预报。 6.2.4最好配备测温设备，定期测定煤垛表面及内部温度，对防自燃效果很好。 6.2.5 从一个贮存煤堵倒入另一个煤堵时，必须把底部彻底清除。

6.2.6 燃料部与矿方确定进煤时间后，提前一周将进煤时间和日计划进煤量通知发电部辅控车间做好接卸工作。

6.2.7辅控车间电厂每天做好接卸、存放、输送胜利煤的工作，并根据进煤时间提前一周腾空存放胜利煤的煤场和缓冲罐。

6.2.8 如果煤量少的情况下，可以以较薄的煤层厚度适当晾晒，如果外表如图3时效果最佳，然后送入锅炉及时燃用或用推土机把它们用压紧，如果存煤量较大的情况下，则必须把其压紧存放,图6所示。 6.3 入炉煤管理

6.3.1分析该煤的粘性变化，在皮带输送及缓冲罐、煤仓存放中可能容易造成粘结，如果未及时清理会引起自燃，需要在试验中引起注意并总结经验。 6.3.2 对进厂煤要进行工业分析化验，运行部门根据前一天化验结果，有计划调整燃烧和制粉系统出力。

6.3.3定期切换皮带设备，加强巡视，防止烧损皮带。

6.3.4原煤仓、缓冲罐应进行内表面光华性处理，彻底消除死角。

6.3.5在设备停运后及时清除死角存煤和积煤，例如输煤系统、电缆桥架、等地

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方积存的煤粉要定期进行清理.

6.3.6输粉管道发生漏粉，堵漏后应及时清除设备上的积粉。

6.3.7每日上输煤工作完成后都要对输煤皮带进行彻底清扫，并用水把皮带冲洗干净，如图7所示。

图7 某电厂用推土机把风干一些的煤倒入另一个存贮运区，并压紧

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图8 冲洗的非常干净的输煤车间

7 技术管理

7.1 制定新的指标体系

电厂需要根据相应的煤种制定相应的指标，以合理引导运行人员向正确的方向调整。

7.2加强全员培训，竖立新概念

从电厂直到具体的运行和检修维护人员，都要建立起全面、正确的胜利褐煤观念。让有关人员掌握胜利褐煤的特性数据，明白自己的设备特点和燃用胜利褐煤可能出现的问题，建立起全面正确的观念，适应和把握胜利褐煤。 7.3建立有针对性规范完善的制度、规程和措施体系

根据试验的结果及时修订规程，要有针对性的规范完善的制度和措施体系，使各方面工作有依据、有约束，才能不出漏洞。并且这些制度、规程和措施体系随着技术实践和总结能够动态修订和适应，保证持续改进和有效。 7.4规范操作、持续改进

提高运行管理水平和运行人员素质，强化交流，实现统一的规范操作和精确控制。最佳运行方式和操作方式只有一种，所以必须推行规范操作和精确控制。而要推行和实现这些，应不断进行研究和总结，加强管理和培训，解决专业深入和结合问题、以及人的差异性问题。

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