对电厂燃煤适应性等几个问题的探讨

对电厂燃煤适应性等几个问题的探讨山东电力工程咨询院2010年12月济南目录前言1电厂燃煤的适应性1.1锅炉适应性1.2风机适应性2大容量单套风机系统运行的可行性3锅炉取消燃油系统的条件‘4烟囱防腐5发变线路组并取消备用变方案的探讨本文除电气部分由专业人员帮助代写外,其余系个人意见，诚请提出批评指正。张磊2010年12月17日于青岛－1－前言会前，大唐山东发电有限公司要求我就5个方面的问题进行技术交流，下面仅谈谈我的个人意见，供商讨。1电厂燃煤的适应性1.1锅炉适应性和汽轮发电机批量生产不同，锅炉是按照指定煤种来进行设计和生产的，对已生产的锅炉，就存在燃煤适应性的问题。煤可分为较易着火（煤粉气流着火温度IT＜700℃）、中等着火（IT=700-800℃）、较难着火（IT＞800℃）三类。按《大容量煤粉燃烧锅炉炉膛选型导则》要求，运行燃烧应在上述同类煤中选择。煤粉气流着火温度与干燥无灰基挥发粉Vdaf有着一定关系：Vdaf＜10%，IT＞800℃Vdaf=10-15%，IT=700-800℃，或IT＞800℃，应进行实测确定。Vdaf=15-20%，IT=700-800℃Vdaf=20-25%，IT=700-800℃，或IT＜700℃，应进行实测确定。Vdaf＞25%，IT＜700℃燃烧方式与燃粉气流着火温度存在下列关系：IT＜700℃时，宜适用切向燃烧或墙式燃烧锅炉、直吹式制粉系统。对于全水分Mt＞40%的褐煤，适用风扇磨直吹式制粉系统、多角切向燃烧方式。IT＞800℃时，适用双拱燃烧方式、双进双出钢球磨制粉系统。IT=700-800℃时，优先适用墙式或切向燃烧方式，如厂方要求，可适当敷设卫燃带。但IT＞750℃，敷设卫燃带后会引起严重结焦的煤，宜适用双拱燃烧方式。上述三种燃烧方式对煤种的适用性只是一般概念，实际上还与炉膛大小、煤粉细度、灰的结焦性等因素有关，需要通过实践最终确定。对于燃用混煤，若两者分别属于较易着火和中等着火的煤，则适用墙式或切向燃烧系统，若两者分别属于较难着火和中等着火的煤，则适用双拱燃烧系统。应注意的一点是：混煤燃烧化学反应后，灰熔融性温度和“灰黏度——温－2－度”特性参数不应按混合比加权计算，需要按混合煤样实测。1.2风机适应性。由煤种变化会引起送风量、引风量和一次风量的变化，具体要根据燃烧系统计算确定。风机计算风量应按锅炉BMCR工况考虑。核算风机是否适应，还应考虑由于风量变化引起的系统阻力变化，求得风机的计算风量和计算压头。最后还应给风机留有一定的裕量，按最新《大火规》送审稿要求，风机裕量宜按下表选用。名称风机裕量压头裕量送风机5%+温度裕量15%引风机10%+温度裕量20%一次风机20-30%+温度裕量20-30%为便于比较，专业人员对300MW亚临界机组1064t/h锅炉采用不同煤种进行试算，其风机计算风量如下（由于煤质多变，下列计算不能用于工程，仅作概念性的比较数据用）：南苏（褐煤）和丰（烟煤）白杨河（贫煤）聊城（无烟煤）一次风量Nm3/h492852275809325791197144二次风量Nm3/h626082775694678640756598烟气量Nm3/h1326131128679511155761175218锅炉效率%91.392.592.791.9由此看出，煤种变化引起的风机风量、压头变化是很大的，应慎重对待。2大容量锅炉单套风机系统运行的可行性国内大容量锅炉不采用单套风机系统，但国外有运行业绩。丹麦BWE公司推荐锅炉风机的配置均采用单套方案，即每台锅炉设置一台送风机、一台一次风机及一台引风机。针对BWE公司推荐的单套风机布置方案，调研了上海鼓风机厂，认为送风机、一次风机、引风机的风机大小，除引风机配置的油站、液压缸，全部风机轴承、电动执行器、喘振开关为进－3－口外，其余完全能自己生产。与其合作的TLT公司在德国有许多600MW等级的机组配置单套风机的业绩。下表为TLT公司的600MW及以上机组单套配置的业绩表：－4－TLT公司的600MW及以上机组单套配置的业绩表：用户安装地点国家机组容量MW燃料数量风机型号控制方式压升Pa体积流量m3/s温度℃风机转速rpm风机轴功率KW电机功率KW安装时间SaarbergwerkeAGSaarbruckenPSWeiherlllGermany1×707MonoBC1SAF53/33.5-1bladeadjustment595013301755809126105001976BorsigAGBerlinPSWeiherlllGermany1×707MonoBC1PAF18/11.2-2bladeadjustment10000106.4451480122214001975BorsigAGBerlinPSWeiherlllGermany1×707MonoBC1FAF47.5/26.5-2bladeadjustment113208384058010199117301975SaarbergwerkeAGSaarbruckenPSWeiherlllFGDIGermany1×650MonoBC1SAF28/15-1bladeadjustment3550286175985113913001977SaarbergwerkeAGSaarbruckenPSBexbachGermany1×750MonoBC1FAF47.5-22.4-2bladeadjustment9060905.1505859433115001981SaarbergwerkeAGSaarbruckenPSBexbachGermany1×750MonoBC1SAF53/33.5-1bladeadjustment63801360.916058510796115001981SaarbergwerkeAGSaarbruckenPSBexbachGermany1×750MonoBC1PAF21.2/14-2bladeadjustment14600132.8551480216324001981SaarbergwerkeAGSaarbruckenPSWeiherlllFGD，2.PhaseGermany1×707MonoBC1SAF26.6/15-1bladeadjustment3770243145985102512001982/83L.&C.SteinmullerGmbHGummersbachPSBergkamenFGDGermany1×747MonoBC1SAF37.5/19-2bladeadjustment6730532150740391055001983/84NWKHamburgPSWihelmshavenFGDlaGermany1×720MonoBC1RAF37.5/23.7-1bladeadjustment4700472.250built-inmotor745256735001985SaarbergwerkeAGSaarbruckenPSBexbachFGD3.PhaseGermany1×750MonoBC1SAF35.5/20-2bladeadjustment6630455.2160745336237001986/87SaarbergwerkeAGSaarbruckenPSWeiherlllFGD3.PhaseGermany1×705MonoBC1SAF36.5/18.5-2bladeadjustment6000577.5155745385841001986/87－5－用户安装地点国家机组容量MW燃料数量风机型号控制方式压升Pa体积流量m3/s温度℃风机转速rpm风机轴功率KW电机功率KW安装时间SaarbergwerkeAGSaarbruckenPSWeiherlllFGD3.PhasereplacementforFGD1Germany1×705MonoBC1SAF36.5/18.5-2bladeadjustment6000577.5155745385841001986/87SaarbergwerkeAGSaarbruckenPSWeiherlllDenoxretrofitGermany1×705MonoBC1SAF50/26.6-2bladeadjustment9016133515059513214135001988/89Moritani，JapanforEPDCPSlsogoUnit1Japan1×600MonoBC1FAF30/17.3-1bladeadjustment7700473.540980430146001996Moritani，JapanforEPDCPSlsogoUnit1Japan1×600MonoBC1PAF20.5/14-2bladeadjustment19100175.3401480376240001998－6－目前国内300MW、600MW机组均采用双风机配置，机组设有RB功能，从理论上讲，当1台风机故障时，机组的各系统能及时调整到单风机运行的参数，但是在实际运行中，当机组在100%负荷时1台风机故障，RB后往往机组参数不稳定，甚至MFT，使得RB功能不成功。不过，随着设备质量的提高和运行水平的提高，RB功能的成功率将会越来越高。BWE推荐采用单套配置方案，当任何一台风机出现故障时，锅炉就要MFT。锅炉岛范围内的风机，包括送引风机、一次风机等采用单套，风机轴承、电动执行器、喘振开关等国内不过关的部件需要进口，此外，单套风机电机功率增加较大，也引起电气设备投资有所增加。3锅炉取消燃油系统的条件锅炉取消燃油系统，采用等离子点火是有运行实例的，例如陕西府谷电厂，煤的干燥无灰基挥发分Vdaf≈36%,玉环电厂#2、#4炉，泰州电厂#2炉也有零油耗的业绩。但锅炉取消燃油系统应具备下列条件：a煤源可靠、煤质稳定；b设计煤质、校核煤质Vdaf＞20%；c二层喷然器设等离子点火，一运一备；d启动锅炉不用燃油或老厂来启动蒸汽。如煤质有可能变化，则推荐等离子点火同时配微油点火系统较为经济，也较为稳妥。4烟囱防腐随着湿法脱硫技术的推广，烟囱腐蚀问题不断暴露出来。采用既经济又有效的烟囱防腐措施正处于摸索阶段。4.1新建电厂烟囱的防腐对湿法脱硫，不设GGH的系统，目前烟囱内筒较好的防腐措施有：a进口宾高德系列的底涂料、胶泥、玻璃发泡砖，如利港电厂所用；b自承式复合钛钢板，如王曲电厂所用；c玻璃钢内筒，国外运行业绩较多。第一种措施成功关键在于严格的施工质量和无间断的施工监理。第二种措施成功关键除确保钛合金钢质量外，要确保内筒焊接质量。第三种措施除确保玻璃钢本身的材质外，施工防火要求高且需专业队伍－7－施工。4.2已建烟囱的防腐对已建烟囱的防腐，目前尚无成熟的方案，有人想恢复GGH，除要解决GGH的防腐蚀、防堵灰、防泄漏（泄漏能降低脱硫效率）外，还应注意到对已有防腐材料耐温、耐腐蚀性能的变化。若将热风注入吸收塔后烟气内来提高烟温，对已运行电厂来说，要加大送风机和空预器容量，增加基建和运行费用，难度也很大。较为现实的方法是：局部腐蚀采用停炉修修补补，对全身溃烂、千疮百孔的烟囱内筒，只能推倒新建。（注：有机胺脱硫新工艺系统对烟筒的影响尚需要进行了解）5发变线路组并取消备用变方案的探讨。5.1发变线路组主接线的确定发-变-线路组接线的优点是接线最简单、设备最少；缺点是线路故障或者检修时，机组需停运；机组故障或检修时，线路需停运。一般电厂送出线路长度少于25km～30km时，可以考虑采用发-变-线路组，但要综合考虑其他因素才能确定采用发-变-线路组接线是否满足电厂和系统需要。比如一座发电厂规划建设容量为4×300MW机组，本期建设2x300MW机组，电厂出线两回，下期扩建时电力系统规划只新增一回出线，若电厂本期采用发-变-线路组接线，下期建设时由于电网只规划一回出线，需要将电厂的主接线改为双母线接线。这种情况下，通常本期即按双母线建设，有利于系统的调度管理，也提高了本期供电的可靠性。发-变-线路组接线在电厂送出距离较短的情况下可以采用，但应经综合比较后确定，并取得电力调度部门的认可和接入