蒙煤对链条炉锅炉燃烧的影响 --屈红彬

蒙煤对链条炉锅炉燃烧的影响 --屈红彬 蒙煤对顺转炉排链条锅炉燃烧的影响 张家港三奇工业设备清洗有限公司 屈红彬(高工、总经理，联系 QQ:635570797，手机:) 关键词 链条锅炉 蒙煤 结焦 十多年前，在南方出现了一种煤炭，这种煤炭，外看上去很干燥的，常年搞煤炭的人，第一次见到这东西，总以为此煤炭的全水分不会超过8%的。可当化验单出来以后，全水分在18%，大家都傻眼了，重新化验，还是如此。各电厂之间，相互惊呼，出怪煤了。这就是我第一次所见到的蒙煤。后来，见多了，对它的认识也就多了。 我们现在常说的蒙煤，其实不仅指内蒙古地区的煤炭，还常有陕西、甘肃等地区的煤炭。在南方不少电厂，只要该煤炭的内水分超过5%，就统说这东西是蒙煤。实际上这是不科学的，因为现在市场上不少神华煤炭、甚至大同煤炭，也有不少内水分很高的煤炭，常见蒙煤的特准:内水分大于5%，结焦特准在2号以下，灰熔点ST(软化温度)小于1200度，挥发份在20%以上，有的蒙煤能超过35%的挥发份。灰分很低，如低位热值5500大卡的蒙煤，(下文所说的热值，一律指低位热值)灰分一般能小于13%。相对于山西煤来说，蒙煤质地比较软，比重轻(下文蒙煤的对比，如没有说明，是与典型同热值的山西大同煤炭相比)。所以，为了方便说明问题，我们把内水分超过5%，焦渣特征在2号以下(含2号)，灰熔点ST小于1200度的煤炭，称之为蒙煤。下面所说蒙煤，如无特殊说明，其质量为:低位热值=5000大卡，内水分=5%，结焦特征2号，挥发分=28%、含硫=08%，灰熔点ST=1200度。 蒙煤在链条锅炉(本文仅指顺转炉排链条锅炉)上的燃烧，有三个特点。 第一、蒙煤着火温度低。蒙煤是介于褐煤与长焰煤之间的煤炭，着火点在300度以下。相对于山东、徐州等东部煤炭，其着火点要超过350度，甚至有的能高达400度。因此，蒙煤在链条炉上燃烧，煤炭从煤斗漏下，能很快着火。现在，好多链条炉装有给煤分层装置，当分层装置故障以后，开煤应急通道，炉排上的煤炭，甚至能将火引燃到分层装置内，将分层装置烧坏的事故也常发生。一般情况下，链条炉燃烧蒙煤，煤炭在炉排的前一半距离左右，就烧尽了。所以，实际运行中，锅炉的后一半小风室是关闭的，好多电厂仅开2只风室集中送风。 第二、炉膛烟气温度高。普通链条锅炉的，燃烧煤种并不是根据蒙煤来的设计。当燃用蒙煤以后，由于其燃点比较低，在链条锅炉前半部就能燃尽，这样，是后半部的水冷壁管等受热面，不能充分地吸收热量，同时，后半部的进风小风室都是在关闭状态，使绝大部分的高温烟气，未经过与炉膛内的后半部两侧水冷壁进行热交换，就流向过热器。这样，使过热器烟气温度陡然升高，由于炉膛烟气温度的测点，就在过热器附近，因此，在仪表上就显示出炉膛烟气温度偏高了。特别是采用加长炉排的链条锅炉，由于炉膛后拱倾角小，热量辐射范围小，热交换更不充分，这便使过热器烟气温度变的极高。炉膛烟气温度偏高以后，带来不少额外的副作用。先是锅炉的减温器水流量增加，当给水采用母管制以后，就会出现相邻锅炉“抢水”的现 象。另外，锅炉的减温水流量长期偏高，会使锅炉汽包水位也在高位运行，甚至发现有的热电厂，汽包水位高了，要采用放水的极端手段，来降低汽包的液位。炉膛烟气温度高了以后，带来排烟温度也升高。排烟温度升高了，其锅炉热效率也降低。有不少热电厂，对于链条锅炉的排渣，十分重视，发现有“跑红火”的现象，就会找原因，直到消除“跑红火”。但对于锅炉排烟温度的升高，就没有如此待遇了。其实，排烟热损失，在锅炉损失的总效率中，占的比例是最大的，据有关资料介绍，排烟温度每提高10度，锅炉热效率就会下降0.5%。不少采用蒙煤的热电厂，链条锅炉的排烟温度，能比额定排烟温度高20度，甚至高30度以上也屡见不鲜。排烟温度高了，对锅炉后部烟道、静电除尘器、布袋除尘器、脱硫装置等等，都会有负面的影响。 第三、结焦问题。笔者曾检测过大量的蒙煤的灰熔点ST，一般很少有超过1200度的，在1150度的比较普遍。我们都知道，当灰熔点ST大于1250度，链条锅炉的结焦概率就很低了，但当灰熔点ST低于1200度，就可能会结焦。如燃用蒙煤，链条锅炉的结焦部位一般在炉膛前部左右水冷壁管、过热器迎风面、以及过热器前喉部，如锅炉超负荷，且长期燃用热值比较低的蒙煤，还会在炉排上面结焦。链条锅炉一旦结焦以后，就会出现送风不能开大，如开大送风量，就会是锅炉炉膛成正压。所以，结焦后的链条锅炉，炉前进煤装置的钢板会温度很高，甚至会使钢板变形。为了能满足锅炉的出力，只好偏正压运行，因此，链条炉一旦结焦以后，结焦速度会很快的，常常几天，就能将炉膛内的水冷壁、过热器等，结的焦象水帘一样。我观察过， 如燃烧灰熔点ST低于1100度的蒙煤，在锅炉带满负荷的时候，10天内就能使锅炉结焦，然后被迫停炉清焦。 随着煤炭资源的紧张，蒙煤作为一种低阶煤炭，也有了自己一定的生存空间。蒙煤虽然有不少缺点，但只要能利用好，还是可以为我们服务的。链条锅炉上使用蒙煤，有几个条件。 采用炉排薄煤层、高转速，能改善烟气温度高的问题。我们明白了蒙煤在链条锅炉上燃烧，有着火点低的原因，就能理解，只要让炉排上的煤炭，燃烧区域延长，使炉膛后半部的水冷壁管能充分热交换，来降低进入过热器、空预器等范围的烟气温度。因此，在燃烧的过程中，让煤炭燃烧区延伸到炉排后半部，且老鹰铁的地方刚好没有红渣，这是燃烧技术水平的最高境界了。在实践中，我们可以采用控制烟气的氧含量来调节炉排的转速。当然，氧含量不是控制炉排转速的一个必然手段，负荷才是控制炉排转速的主要因素。当氧含量升高到10%以上的时候，说明炉排上燃烧区域的煤炭距离短了，要适当减薄一点煤层，让炉排转速增加点。当氧含量降低到4%以下的时候，说明炉排上燃烧区域的煤炭距离太长了，此时，应当降低一下炉排的转速，视情况，适当增加煤层的厚度。这样的操作方法可能有人认为比较繁琐，但我在这里仅仅是提出一个燃烧蒙煤，如何来降低烟气温度的基本原理。至于具体操作方式，要根据不同的单位的锅炉设备运行状况，来采取不同的形式。 燃用蒙煤的链条锅炉，尽量不去超负荷或满负荷运行。经验得出，燃用蒙煤的链条锅炉，如带80%左右的负荷，能够连续运行几个月， 而不发生结焦等问题。有不少单位，由于日昼负荷变化比较大，夜间负荷低。但到了白天，会出现多开一台锅炉，使得锅炉总平均负荷低，厂用电率高;如不多开一台锅炉，会使原有锅炉总平均负荷超。这样，在好多时候，就不会去多开一台锅炉，便出现了链条锅炉短时间超负荷的现象。锅炉一旦超负荷，烟气温度会急剧上升，排烟温度也会升高20度以上(同带80%的负荷相比)，锅炉烟气烟气环境的恶化，很容易发生结焦，在过热前喉部及过热器迎风面上，结焦速度是很快的，常常能在几天时间内，结焦会影响到锅炉的出力。一旦这些地方结焦了，烟气温度会更高，排烟温度甚至能超过200度，带来的后果必然是锅炉停炉除焦检修。因此，在燃用蒙煤的链条锅炉，其所带负荷，也是很重要的，超负荷带来的危害，不仅能影响到锅炉的运行，而且结焦以后的高温，对锅炉受热面的金属部件，能带来严重的损害，缩短了它们的使用寿命。 蒙煤虽然在链条锅炉上的使用，有不少条件制约，但我们只要能挑选的好，蒙煤还是能在链条锅炉上很好的应用的。如何挑选适合自己锅炉燃烧的蒙煤呢,现在市场上的蒙煤，种类繁多，鱼目混杂。笔者觉得要注意以下几点:一是要选择灰熔点ST高的蒙煤，因为好多蒙煤的灰熔点ST小于1200度的，对每批进厂煤都要检测一下灰熔点ST，做到心中有数，再根据燃烧来得出适合自己锅炉的最低灰熔点ST。二要看蒙煤的焦渣特征，经验得出，如蒙煤的焦渣特征在1号，极易发生锅炉结焦。焦渣特征在3号以上，发生结焦的概率就低了。当然，这不是绝对的，焦渣特征仅仅是一个参考指标，对于结焦 不起决定性的作用。三要看内水分，内水分越高，锅炉结焦概率也越高，在链条锅炉日常运行中，选择蒙煤的内水分最好不要超过5%，有的蒙煤，形成年代较短，具有褐煤的性质，内水分能高达10%以上，如燃用这样的煤炭，要谨慎。这些都是从化验中得出的数据，这些数据，对是否影响到链条锅炉结焦，不是绝对的。相对而言，灰熔点在这里，对结焦起到很大的作用。 挑选蒙煤除了化验以外，从煤炭的外表面，我们也能根据经验，来分辨适合自己使用的煤炭。如蒙煤的质地比较软，用脚轻轻一踩就破碎，这样的煤炭，使用要小心。看蒙煤的断口处，在阳光下，如该煤种发黑且发亮，这样的煤炭灰熔点一般比较低。在苏、锡、常地区，有不少热电厂，使用一家大型火电厂筛选下来的颗粒蒙煤，这种颗粒煤炭，低位热值在5000大卡至5500大卡，一般情况下，链条锅炉能燃烧的，但不少单位发现，如这颗粒煤炭，在阳光下，发黑发亮，就会出现在链条锅炉的炉排上，粘有坚硬的附着物，一旦形成这东西，老鹰铁就会将炉排起拱，且很快在炉膛两侧水冷壁处结有水帘状的焦块。有好事者，将此煤炭，放在铁板上加热，发现这煤竟然能象水般地流动，取样化验，其灰熔点ST只有1000来度。如果不幸用到这样的煤炭，可以与灰熔点高的煤炭相混，比如，山东煤炭、徐州洗混煤炭的灰熔点比较高，他们的灰熔点ST能达到1350度以上，按一定的比例相配比，能缓解由于灰熔点过低引起的结焦问题。 蒙煤在循环硫化床(CFB)、抛煤炉上，能很好地应用，其结焦情况，远比链条锅炉(顺转炉排)要好。但煤粉炉，就不一定了，如燃 用灰熔点过低的煤炭，也会严重结焦的，由于篇幅关系，不在这里赘述了，煤粉锅炉燃用蒙煤的结焦机理，同链条锅炉相仿。 总之，选择一种合适自己锅炉燃烧的煤炭，对于锅炉的长期安全运行，是十分重要的。顺转炉排链条锅炉使用蒙煤，要谨慎。