1、概述
国内某公司总承包的某海外项目装机容量4x135MW,在该项目一次风系统出力问题的分析和处理过程中,发现锅炉实际燃用煤质严重偏离合同规定的设计煤,甚至连合同规定的最差煤也未达到,是影响一次风系统出力的因素之一,同时对其它系统还有较大影响,本文对此进行了深入分析,为该项目机组顺利移交、正常运行打下了良好的基础。
2、实际燃煤变化及与合同规定值的对比
根据现场收集到的该项目运行煤质资料,现场实际燃煤收到基高位发热量在3054-4607kCal/kg之间,波动幅度很大,而月平均值在3651-3788kCal/kg之间,比合同规定的最差煤热值(4200kCal/kg)低10%以上。
经现场取煤样带回国内进行煤质全分析,整理得到的结果与EPC合同规定的三种煤质对比如表2-1:
表2-1合同规定煤质资料与试研院煤质分析数据对比表
从上表可以看出,实际燃煤发热量远低于设计煤,比最差煤也低20%以上,折算水分、灰分、硫分远高于设计煤,比最差煤也高近50%,具体对比见表2-3。
3、煤质变化对机组运行影响分析
煤质是锅炉本体、制粉系统、烟风系统、运煤系统、除灰渣系统设计的基础,决定了主要设备的结构参数、选型和技术性能指标,本项目根据EPC合同要求,依据设计煤种进行设计,最差煤或最好煤进行校核计算,因此实际燃煤越接近设计煤种,锅炉及相关辅助系统的运行参数越接近设计值。实际燃用煤质变化,机组运行状况将发生变化,从而影响到机组运行的经济性和安全性,长期燃用低热值、高灰分、高水分煤,锅炉出力及效率呈下降趋势,机组可靠性降低,使用寿命缩短。
3.1锅炉燃料耗煤量、灰渣量的变化
由于煤质变化,锅炉耗煤量、灰渣量变化对比如表3-1-1:
从上表可以看出,锅炉耗煤量远高于设计煤,比最差煤也高20%以上;灰渣量远高于设计煤,比最差煤也高约50%。
3.2对锅炉运行的影响
由于与EPC合同规定煤质比,实际燃煤发热量低,水分、灰分、硫分高,对锅炉运行主要有以下几方面的影响:
1)进入炉膛的水分、灰分总量增加,同时一次风率升高,使燃料火着推迟,煤粉在炉膛内燃烧时间缩短,炉膛火焰温度降低,造成燃烧不稳定、不完全;
2)炉膛吸热量减少,对流受热面吸热增加,减温水量大幅上升,空预器进口烟气温度比设计值低10-30℃,空预器出口热风温度比设计值低40-60℃;
3.3对烟风系统运行的影响
1)由于煤质变差,一次风率提高,且空预器漏风率增大,一次风流量增加10-20%,系统阻力增加20-40%,导致一次风系统基本没有裕量甚至出现出力不足的情况;
2)由于烟气中粉尘浓度增加50-130%,且空预器漏风加大导致烟气量增加,电袋除尘器负荷加重,阻力增大,引风机负荷也将增加,设备寿命也必将受到不利影响。
3.4对运煤系统运行的影响
运煤系统依据原4台机组耗煤量320t/h设计,系统出力750t/h,根据实际4台机组燃煤耗量360-480t/h,系统容量能满足实际出力要求,但运行时间和频率必将增大。
3.5对除灰渣系统运行的影响
1)底渣系统设计出力6-10t/h,底渣量按10-20%灰渣量计算,现有系统容量能满足实际出力要求,但系统裕量较小,长期运行必将导致设备严重磨损,系统出力下降,寿命缩短,同时渣仓储渣时间大大缩短,必须增大运渣车班次;
2)飞灰系统设计最大出力34t/h,飞灰量按90%灰渣量计算,实际燃煤产生的飞灰量已超过系统最大出力,导致系统磨损加剧,耗气量增加,长期运行后系统出力下降,灰管严重磨损,将不能满足机组带满负荷的要求,系统寿命难以保证,同时飞灰库储灰时间大大缩短,必须增大运灰车班次。
3.6对厂用电的影响
如上所述,燃用现有劣质煤,制粉系统、烟风系统、运煤系统、除灰渣系统等的实际出力均有较大幅度的上升,磨煤机、一次风机、电袋除尘器、引风机、运煤系统、飞灰输送空压机等相关辅机设备或系统电耗将相应增加。
4、结论及建议
4.1现有机组实际燃煤严重偏离合同规定的设计煤,甚至比最差煤还差,锅炉及相关辅助系统运行偏离设计工况,出力裕量偏小甚至出力不足,厂用电耗增加,效率下降,长期运行将导致机组出力下降,严重影响机组的安全、经济运行;
4.2煤质是锅炉及其辅助系统设计的基础,建议业主从燃煤来源、燃料费用、运行维护成本、厂用电以及机组运行可靠性、经济性、长期出力等方面综合考虑,锅炉燃煤适用范围应以合同规定的设计煤为基准,偏差不超过合同规定的最差煤和最好煤,同时应加强煤质监控,保证煤质尽量稳定,以确保机组长期安全、经济运行。
作者简介:
周再举(1969-),男,汉族,本科毕业,工程师,主要从技术管理工作.