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摘要：随着我国去产能政策实施，煤炭供应市场趋紧，煤炭价格日益走高，火力发电企业的燃料成本大幅升高。为改善火电企业经营现状，降低燃料成本，国能神皖安庆发电有限责任公司拟进行经济煤种掺烧工作，通过机组摸底试验与改造方案设计，进行燃煤锅炉多煤种适应性改造技术研究。机组锅炉是由东方锅炉厂有限公司生产的2×1000MW超超临界、直流对冲燃煤锅炉，设计煤种为补连塔煤，热值约5200kcal，拟今后燃用神混烟煤，热值约4300kcal。摸底试验对4号机组锅炉引风机、一次风机、磨煤机进行热态性能试验。主要结论如下：1、掺烧经济煤后，现有机组锅炉引风机高负荷失速压力裕量不满足安全运行要求，建议对其进行增容换型改造（其电动机利旧使用）。2、掺烧经济煤后，现有机组锅炉一次风机无任何出力裕量，不满足安全运行要求，建议对其进行增容改造（其电动机利旧使用）。3、掺烧经济煤后，现有机组锅炉送风机出力压力裕量增大，运行效率低，建议对其进行节能改造。4、掺烧经济煤后，锅炉制粉系统出力满足运行要求，可暂时不进行相关改造。

关键词：燃煤锅炉；掺烧；煤种适应性；热力计算：风机改造

引言

受近些年来国际能源价格的攀升，煤炭价格的市场化等多方面因素影响，全国各省份电煤匮乏，各电厂都在多措并举确保原煤采购量，以保证机组长周期安全运行。探索燃煤机组拓宽煤种适应性技术改造能够有效缓解燃煤成本上升带给企业的经营压力，提高企业竞争力 [1]。

杨博[2]对1036MW燃煤机组锅炉制粉系统煤种适应性进行了研究，通过试验和分析计算，确定了磨煤机在燃用不同煤种时的配煤掺烧方式与最大出力，并按照实际情况对新的磨煤机风煤比进行了调整，以适应锅炉的正常运行；赵慧文[3]对提高中速磨煤机出力及煤种适应性进行了研究，结果表明，在进行多煤种掺烧后，需要对磨煤机进行相应的技术改造来适应目前锅炉燃煤量增大、电厂煤质变化大以及设备运行的安全性、经济性要求，同时降低设备制造成本，提高市场竞争力；郑爽[4]对600MW机组锅炉煤种适应性进行了研究，结果表明，通过配煤掺烧试验，明确了合适的煤种和燃烧方式，对于锅炉燃烧器经常结渣的问题进行了有效解决，实现锅炉和煤种之间的耦合；陈文[5]对中速磨煤种适应性改造进行了研究，从理论和实践上分析了存在的问题，提出沿磨煤机磨盘圆周方向将喷嘴环进行调节封堵的改造，减小喷嘴环通风截面积，提高喷嘴环处风压。改造后磨煤机最大出力未明显变化，但最小出力较之前下降，就地石子煤排放正常，风煤比调节裕量增大，制粉系统调节特性好，分离器出口温度和煤粉细度可控制在正常范围内，磨煤机煤种适应性增强。

为降低燃料成本，增强企业竞争力，安庆电厂拟进行经济煤种掺烧工作，通过机组摸底试验与改造方案设计，开展燃煤锅炉多煤种适应性改造技术研究。

1、设备及运行概况

1.1 锅炉设备概况

机组锅炉由东方锅炉厂有限公司生产，型号为DG2910.12/29.15-Ⅱ3型超超临界参数、直流炉、对冲燃烧方式、固态排渣、单炉膛、一次再热、平衡通风、露天布置、全钢构架、全悬吊结构。

1.2 风机概况

机组引风机为两台中国电建集团透平科技有限公司（原成都电力机械厂）生产制造的HU28048-22型动叶调节轴流式引风机；一次风机为两台上海电气鼓风机厂有限公司生产制造的PAF19-12.5-2型动叶调节轴流式一次风机。各风机参数如下表1、表2所示。

1.3 运行概况

为降低燃料成本，安庆电厂进行了经济煤种掺烧工作，经济煤种的掺烧会导致锅炉燃用煤量增加，一次风量增加，锅炉烟气流量增加，所需引风机出力增加。

锅炉设计煤种为补连塔煤，热值约5200kcal，拟今后燃用神混烟煤，热值约4300kcal，开展相关摸底试验和对改造技术进行研究。

2、摸底试验及分析

本次煤种适应性改造摸底试验燃煤选择神混4500，煤种热值约4700kcal，全水含量为16.6%～18%。将来实际燃用经济煤热值有进一步降低的可能，本次改造设计煤种低位发热量4300kcal，入炉煤硫份0.95%，入炉煤水份在22～24%。

试验选择对4号机组锅炉引风机、一次风机及送风机进行现场热态试验。将锅炉各项参数调整到正常状态，保持机组负荷和锅炉燃烧稳定，保持锅炉氧量、炉膛负压为正常稳定状态。风机热态性能试验工况分别安排在962MW、751MW、和502MW三个负荷工况下进行。

2.1风机试验

（1）引风机试验结果

在各工况下，对引风机的运行参数进行测试，包括风机流量，风机进、出口压力，风机进、介质温度，风机耗功等参数，如表3所示。

1、962MW工况时，实测引风机平均流量为617.7m3/s，压力为5965.1Pa；换算至BMCR工况，引风机流量为686.6m3/s，风机压力为7215.7Pa。

2、与BMCR工况设计值比较，试验状态下实测流量比BMCR工况设计值偏大7.6%，压力比BMCR工况设计值偏低9.7%。

3、与TB点设计值比较，试验状态下引风机流量裕量为4.8%，压力裕量为31.6%，流量裕量偏小，压力裕量偏大。

（2）一次风机试验结果

在各工况下，对一次风机的运行参数进行测试并出实验结果，如表4所示。

1、962MW试验工况，A、B一次风机实测流量分别为120.8m3/s，116.5m3/s，压力分别为12489.5Pa、12412.3Pa。

2、A一次机风机实测效率于曲线对应效率偏差在3.5%以内，B一次风机实测效率与曲线效率偏低最大为7.5%，说明B一次风机实际性能差。且B侧一次风机百分比换算开度与曲线对应开度偏差较大，在3°以上。建议停机机会对一次风机机械位开度进行检查校准。

2.2锅炉试验

制粉系统摸底试验分别对A、D两台磨煤机进行了最大出力性能摸底试验和煤粉细度摸调整试验，如下表5所示。

试验结果表明：A、D磨煤机在当前煤质最大出力约为75t/h运行状态下，动态分离器转速为20Hz，煤粉细度R90分别为18.76%和14.56%，煤粉均匀性指数分别为1.12和1.18。根据磨煤机与制粉系统选型导则，R90=0.5nVdaf，当前煤质Vdaf=40%，结合均匀性指数n=1.1，则煤粉细度R90控制在22%左右即可。因此，当前煤质下磨煤机煤粉细度良好，有利于煤粉燃尽。

经核算，在进行经济煤种掺烧后，单台磨煤机的最大出力不超过75t/h，因此，在掺烧后锅炉制粉系统出力满足运行要求，可暂时不进行相关改造。

3、风机改造方案

3.1引风机

由摸底试验结果，进一步结合改造设计煤质（4300kcal）在引风机预估运行点标记在现有引风机性能曲线上（如下图1所示）。

结果表明：

1、THA工况风机运行点与原BMCR工况设计值相当，新BMCR工况运行点小于原TB点设计值，大于原BMCR工况设计值。

2、计算THA工况引风机失速安全裕度为1.48，压力失速裕量为1.07；BMCR工况引风机安全裕度为1.32（不满足风机选型导致要求），压力失速裕量为1.04。即按照现有阻力特性曲线，0°开度线以上引风机运行点压力失速裕量不足（建议失速压力裕量不小于1.1），引风机失速风险大。

综上，建议对现有引风机进行增容换型改造，提高大负荷压力失速裕量，保证风机运行安全可靠，对引风机进行重新设计选型如下表6所示。

新引风机可选择中国电建集团透平科技有限公司HU27448-551G型双级动调轴流风机。风机运行曲线如下图2所示。

1、风机改造方案：现有引风机为双级动叶调节轴流式风机，整机换型为双级动叶调节轴流式引风机，转速745r/min，电动机利旧使用，热控线缆原则上全部利旧使用。

3.2一次风机

由摸底试验结果，进一步结合改造设计煤质（4300kcal）在一次风机预估运行点标记在现有引风机性能曲线上（如下图3所示）。

结果表明：满负荷工况下一次风机运行点（BMCR工况）在+14°开度线位置，已经接近原TB点设计值位置；6台磨煤机满出力运行，一次风机运行点（BMCR1工况）在+17.5°开度线位置（流量超过设计值、压力略低于设计值），与原TB点设计值在相同开度位置；说明现有一次风机在煤种适应性改造后无出力裕量，对于这一类型轴流风机，其在BMCR工况以上开度风机出力线性会降低，设计TB点以上开度风机出力基本不增加，且风机无出力裕量也不符合风机选型导则要求，因此建议对一次风机进行增容改造，提高其出力裕量保证运行安全性。

综上，建议对现有一次风机进行增容换型改造，重新设计选型如下表7所示。

一次风机新选型参数，通过选型计算（图4所示），新一次风机可选择上海电气鼓风机厂有限公司SAF19-13.3-2型双级动调轴流风机。

1、风机改造方案：现有一次风机为动叶调节轴流式风机，整机换型为双级动叶调节轴流式引风机，转速990r/min。电动机利旧使用，热控线缆全部利旧使用。

s结论

为降低燃料成本，增强企业竞争力，安庆电厂拟进行经济煤种掺烧工作，通过机组摸底试验与改造方案设计，开展燃煤锅炉多煤种适应性改造技术研究，主要结论如下：

1、掺烧经济煤后，现有机组锅炉引风机高负荷失速压力裕量不满足安全运行要求，建议对其进行增容换型改造（其电动机利旧使用）。

2、掺烧经济煤后，现有机组锅炉一次风机出力裕量不足，不满足安全运行要求，建议对其进行增容改造（其电动机利旧使用）。

3、掺烧经济煤后，现有机组锅炉送风机出力裕量增大，运行效率低，建议对其进行节能改造。

4、掺烧经济煤后，锅炉制粉系统出力满足运行要求，可暂时不进行相关改造。

参考文献

[1]连国栋，李浩，姜楠.300MW贫煤锅炉低氮燃烧改造后拓宽煤种适应性的技术研究[J].价值工程，2022，41（28）：148-152.

[2]杨博，林鸿，孙伟鹏，林坚辉.1036MW燃煤机组锅炉制粉系统煤种适应性研究[J].电力建设，2012，33（05）：71-74.

[3]赵慧文.提高中速磨煤机出力及煤种适应性的可行性研究[J].装备机械，2014（01）：2-8.

[4]郑爽.600MW机组锅炉煤种适应性分析[J].科技展望，2016，26（11）：53.

[5]陈文，陈绍龙，吴爱军.中速磨煤种适应性改造[J].湖南电力，2017，37（06）：81-84.