燃用哈密高钠高氯煤的超临界锅炉设计和运行 .pdfVIP

燃用哈密高钠高氯煤的超临界锅炉设计和运行

王彦林;郭前鑫;翟文东

【摘要】新疆准东、哈密地区某些煤种碱金属、氯元素含量高,易引发锅炉严重沾

污、结渣和腐蚀问题,影响设备安全运行.针对某在建660MW超临界锅炉的设计

煤种特点.在300MW机组运行实践基础上以及通过3MW煤粉燃烧试验台的煤

种掺烧试验,提出设计、运行优化方案,如采取将炉膛“增高、放大”以控制炉膛出

口烟温,增加吹灰器布置数量,煤种掺烧和燃烧调整等.采用这些措施后,预计某在建

660MW超临界锅炉可安全掺烧哈密某矿高碱金属煤种的比例达到60％,每年燃料

成本将降低3000万元,因而可大大提高企业经济效益,更好体现西电东送的经济优

势.

【期刊名称】《中国电力》

【年(卷),期】2014(047)004

【总页数】5页(P60-64)

【关键词】超临界锅炉;沾污;腐蚀;结渣;设计;运行

【作者】王彦林;郭前鑫;翟文东

【作者单位】神华潞新哈密发电有限责任公司,新疆哈密839000;神华潞新哈密发

电有限责任公司,新疆哈密839000;神华潞新哈密发电有限责任公司,新疆哈密

839000

【正文语种】中文

【中图分类】TK222;TK227

0引言

新疆维吾尔自治区煤炭预测资源量为2.19万亿t，占全国煤炭资源总量的40.6%，

位居全国之首。按照自治区“煤从空中走，电送全中国”的发展规划，为进一步

将煤资源优势转化为经济优势，一批大容量、高参数燃煤机组正在陆续建设。从

2009年开始，新疆部分电厂在掺烧准东煤过程中发现锅炉受热面沾污严重，受热

面附有大量未熔融灰颗粒，经分析研究认为准东、哈密地区煤质碱金属含量高是造

成锅炉严重结渣、沾污的原因。哈密地区某矿原煤中除碱金属含量较高外，煤中氯

元素含量远高于准东煤，具有很强的腐蚀倾向。目前该煤种在国内电站锅炉尚无长

期应用先例，解决该煤种的锅炉安全燃烧问题，对促进当地经济发展有着重要意义。

1煤质特性试验研究

新疆准东、哈密地区已规划和在建一批煤电一体化项目，为了保证机组安全、经济

运行，针对哈密地区煤种强结渣、强沾污且伴有高温腐蚀的特性，某660MW发

电机组建设单位联合科研单位、制造厂家对作为设计煤种的哈密某矿的煤质特性进

行了试验研究。

首先进行煤质分析，哈密某煤矿煤质成分分析结果如表1所示[1]。

表1哈密某煤矿煤质成分Tab.1ThecoalcompositionofHamicoalmine

由表1可见，该煤种属于烟煤，易燃、水分高、挥发分高、碱金属和氯元素含量

较高[2]。

根据表1结果和文献[3]，认为哈密地区煤种有以下燃烧特性。

（1）强沾污、结渣特性。根据文献[4]及目前的煤种燃烧试验研究情况表明，哈密

地区煤种发生沾污性结渣的主要原因是煤灰中碱金属元素钠、钾含量高于常规燃料，

尤其是钠质量分数超过3%。此类煤种具有强沾污、强结渣特性，3MW煤粉燃烧

试验台试验情况表明，烟温在700～1100℃区间沾污趋势更加严重[1]。全烧哈密

某矿煤种试验台管壁结渣、沾污情况如图1和图2所示。

图1全烧哈密某矿煤种受热面结渣情况Fig.1Theslaggingofboilerburning

Hamicoalcompletely

图2全烧哈密某矿煤种受热面沾污情况Fig.2Thecontaminationofboiler

burningHamicoalcompletely

（2）强腐蚀性。哈密某矿煤种氯元素质量分数在0.159%～0.536%，远高于氯元

素质量分数为0.001%的准东煤，目前，世界四大锅炉制造商均以煤中的氯质量分

数0.3%作为考虑高温腐蚀的参考值，当煤中氯质量分数大于0.3%时，与氯有关

的高温腐蚀趋向严重。在锅炉高温腐蚀中，硫的腐蚀性是一次性的，而氯的腐蚀是

重复性的，并且具有渗透性。特别是这种严重沾污的煤种，受沾污层的影响，高温

腐蚀加剧。2011年哈密某330MW机组燃用哈密某矿煤种时，168h试运后停

炉检查，发现后烟道过热器管屏、再热器管屏积灰、沾污严重并有腐蚀现象，省煤

器管屏及空气预热