电站煤粉锅炉掺烧强结渣煤的混煤结渣性能研究
煤粉锅炉炉内结渣原因与对策的分析研究
煤械炉炉内结渣原因与对策的分析研究目录1.结渣机理 (2)2.结渣原因分析 (2)2.1,煤质特性 (3)2.2,炉膛与燃烧器设计 (4)2.2.1.炉膛 (4)2.2.2.燃烧器的设计与布置 (5)2.3.辅机的匹配 (8)2.4.运行工况的影响 (8)2.4.1.锅炉负荷变化 (8)2.4.2.02——运行中风量的大小 (8)2.4.3.一、二次风量与风速的大小 (8)2.4.4.煤粉细度 (8)2.4.5.燃烧器之间的风粉分布的均匀性 (9)2.4.6.吹灰 (9)3.对策研究 (9)3.1.新建锅炉的设计 (9)3.2.运行调整对策 (10)3.3.燃用煤质控制 (11)3.4.设备改造 (11)4.实例分析 (12)4.1,锅炉主要参数如下表 (12)4.2,运行分析 (12)4.3,对策研究 (18)4.3.1.权宜措施 (18)4.3.2.设备改进 (19)4）制造厂还应切实结合已运行锅炉的经验，采用性能优良的燃烧器，加以合理的布置。
5）近年来，有些制造厂为了防止结渣（或高温腐蚀）在冷灰斗和燃烧区水冷壁设置了贴壁风，都会有一定的效果，但其位置的选择与风量的大小将是关键。
6）此外，还应选用合适的磨煤机及其制粉系统，磨煤机选型时应有足够的容量裕度，并从发展的眼光看，采用动静式旋转分离器是适宜的，既可使煤粉细度调节十分方便！（R90=3~25%）,会使煤粉均匀性指数有较大改善（n=1.2~1.5）,与同型号磨煤机相比，出力可提高5~10%。
3.2.运行调整对策锅炉运行工况的变化和调整对炉内受热面的结渣状况有相当大的影响，对非设计的先天性原因发生的结渣，通常可通过燃烧工况的优化调整得到减轻或消除。
例如：1）适当增加总风量，2）调整一、二次风量和风速；3）改善燃烧器之间风粉分配的均习性；4）减小煤粉细度；5）有意识地减少某些燃烧器的粉量，例如，适当减少上排燃烧器粉量，而增加下排燃烧器粉量，以便降低火焰中心，减轻上部水冷壁结渣，或减少下排燃烧器粉量，以减轻下部水冷壁结渣；又如墙式燃烧锅炉，适当减少侧边燃烧器粉量, 降低两侧墙附近的燃烧强度，减轻其结渣倾向；6）加强吹灰;7）利用较大幅度降负荷使结渣掉落；8）必要时降出力运行，乃至不得不改铭牌；如运行中出现燃烧器区水冷壁严重结渣，会导致炉膛出口烟温升高，过/再热汽温升高，此时若将燃烧器下摆，可能使炉膛下部温度升高，引起燃烧器下部、甚至冷灰斗的结渣，形成“恶性循环”；如因屏过结渣而汽温偏低，运行中将燃烧器上摆，导致屏过结渣更严重时，也将产生“恶性循环” ！都应及时采取措施, 必要时应及时降负荷运行，甚至立即停炉，以免造成严重事故！3.3.燃用煤质控制近年来，煤炭市场的变化使电厂常常不得不燃用非设计煤种，煤种多变，煤质下降，带来不少运行问题，其中结渣也是比较多出现的问题之一，一般情况下, 可通过来煤控制及燃烧优化调整获得改善或解决，常用的办法有：1）加强进煤的检测和控制；2）掺烧结渣性弱的煤种，例如神华煤掺烧石炭纪的保德煤，并加强混煤，既可在煤场上掺混，有条件时也可通过输煤皮带掺混（例如，来宾BP）;也可上煤时实施不同煤种燃烧器分层燃烧，例如，吴泾、石洞口二厂等，石洞口二厂掺烧方式为：6层煤粉燃烧器中，两层投大同优混，其余3层（1层备用）投神木煤，大同优混一般投在中间两层（C、D层），有时投在最下两层。
混煤燃烧结渣性研究
混煤燃烧结渣性研究郭延红1，2胡志凯1赵怡兴1刘艳妮1（1.延安大学化工学院，陕西省延安市，716000；2.陕西省化学反应工程重点实验室，陕西省延安市，716000）摘要利用结渣性测定仪对陕北地区的3种煤样及不同比例混合后混煤的结渣性进行测定，利用X射线衍射分析对混煤煤灰的矿物组成进行分析，并考察了空气流量及混合比例对结渣率的影响。
研究结果表明，易结渣煤与结渣严重的煤混合可以显著降低易结渣煤的结渣率。
同单种煤的结渣特性一样，混煤的结渣率不仅取决于煤灰组成，同样与燃烧的外部条件有关。
关键词混煤结渣性结渣指标影响因素中图分类号TK11文献标识码AStudy on the slagging property of mixed coal combustionGuo Yanhong1，2，Hu Zhikai1，Zhao Yixing1，Liu Yanni1（1.Department of Chemistry and Chemical Engineering，Yan a n University，Yan a n，Shaanxi716000，China；2.Shaanxi Key Laboratory of Chemical Reaction Engineering，Yan a n University，Yan a n，Shaanxi716000，China）Abstract The slagging ability of three coal samples and mixed coal with different proportions in Northern Shaanxi was deter⁃mined by slagging tester，and the mineral composition of mixed coal ashes were analyzed by X-ray diffraction analysis，and the influ⁃ence of air flow rate and mixing ratio on slagging rate was investigated.The results showed that the slagging rate of easily slagged coal can be significantly reduced by being mixed with heavily slagged coal.Like the slagging characteristics of single coal sample，the slagging rate of mixed coal depends not only on the composition of coal ash，but also on the external conditions of combustion.Key words mixed coal，slagging property，slagging index，influence factor受到燃烧煤种的限制，燃用混煤的电站锅炉越来越多，由此造成的结渣问题日益突出，严重影响到电站锅炉系统的安全正常运行［1］。
准东煤混烧过程中结渣沾污特性研究
第50卷第2期2019年3月Vol.50,No.2Mar.・2019锅炉技术EOILER TECHNOLOGY准东煤混烧过程中结渣沾污特性研究郭万贵(国家电投新疆能源化工集团五彩湾发电公司.新疆昌吉831799)摘要：针对准东煤在实际电厂燃烧过程中的强结渣、强沾污问题，选取了典型的高Ca、高Na南矿煤为研究对象。
在0.4MW燃烧试验台上进行了准东煤结渣特性试验研究，并通过添加不同比例的将军庙煤来研究混烧对煤灰结渣、沾污特性的影响。
研究结果表明：纯烧南矿煤时结渣较为严重，灰渣呈现灰褐色，且质地较为疏松.其不同区域的灰渣主要以Ca的低温化合物为主；沾污样呈现亮白色，主要以硫酸钠为主。
添加将军庙煤后，煤灰中的Al、Si与Ca、Na发生强烈的交互反应，生成高熔点的硅铝酸盐类物质，结渣和沾污倾向大为减缓。
最终结果表明：实际电厂再燃用南矿煤时.可部分掺烧(10%〜20%)将军庙煤.能够明显减缓煤灰的结渣沾污强度。
关键词：准东煤；混烧；结渣特性；沾污特性中图分类号:TK224.9文献标识码：A文章编号：1672-4763(2019)02-0011-050前言近年发现的新疆准东煤田是中国目前最大的整装煤田W其预测煤炭储量达3900亿吨.占全国总储量的7.2%。
已有的结果表明，准东煤主要为褐煤或亚烟煤为主，具有低灰、低硫、中等热值等特点，是优良的电煤和煤化工原料⑷。
同时，准东煤田煤层厚、埋藏浅，具有良好的开采条件和较低的开采成本。
正是由于储量丰富、煤质优良和成本低廉，准东煤成为近年来能源开发的热点。
然而，已投运锅炉的大量实践表明，当大比例燃用准东煤时会在短时间内引起十分严重的结焦、沾污等灰沉积问题，从而导致受热面爆管、过热器超温等现象的发生，因此被迫频繁停炉、检修和维护，极大地影响了锅炉的正常、安全运行⑵。
准东煤的这种强结焦、强沾污特性是其应用于电站锅炉的瓶颈问题•制约着准东煤的大规模利用。
基于准东煤强结渣、强沾污特性，部分电厂尝试采用掺烧弱沾污性煤种以及高岭土的方式来减缓灰结渣沾污现象宀〕，从对现役锅炉混烧准东煤效果的宏观描述来看，通过掺烧合适的煤种确实可以缓解准东煤的灰沉积问题。
探究发电厂锅炉运行中结渣的原因与处理办法
探究发电厂锅炉运行中结渣的原因与处理办法摘要：锅炉的主要燃料是燃煤，产生大量的粉尘、硫和氮氧化物等物质，这些物质在锅炉运行过程中以各种形式受热面沉积在表层，造成受热面积的结垢和结渣。
渣不但增加了锅炉受热面的传热，从而增加煤炭消费，传热受阻，降低锅炉的热经济性，而且还容易堵塞气道是不利于稳定和锅炉的安全运行，甚至造成设备损坏和人身伤害等。
论述了锅炉结渣机理，提出了锅炉结渣机理框图，总结了影响锅炉结渣的重要因素。
关键词：锅炉结渣机理；结渣影响因素；防结渣措施1 发电厂产生和发展发电厂，又称发电站，是将一次能源从自然界转化为二次能源的工厂。
在第十九世纪后期，发电厂随着电力需求的增加而增长。
发电厂分为火力发电厂、水力发电厂、风力发电厂、地热发电厂、太阳能发电厂等。
其中，火力发电厂非常普遍，以煤为主。
传统发电厂都是燃煤电厂。
本文对燃煤电厂进行了研究，炉内燃烧中心的温度可高达1500～1700%，在这个温度下，煤粉处于熔化状态。
所设计的炉有必要的冷却能力。
当熔灰燃烧中心附近的水墙或当炉出口已凝结成灰色的煤渣，就会粘附在受热面结渣，然而，如果炉设计冷却能力不够，或操作不当，使燃烧中心偏移，超负荷运行，将使烟气温度附近的水冷壁太高。
在这种高温下，熔融的煤灰不凝固，当接触到水的墙时，它会被熔渣侵蚀。
一旦在水壁上形成渣膜，进一步降低水冷壁对烟气的冷却能力，并进行后续的熔炼。
炉渣更容易粘结在一起，这种恶性循环的结果是使渣层迅速增厚。
同时，渣层外的烟气温度迅速上升。
当烟气温度上升到煤灰熔融温度以上时，炉渣不再凝结在渣层上，并向下流到渣层表面。
结渣区迅速向下延伸，结渣过程是一个自动加剧炉内结渣恶性循环的过程，锅炉的安全经济运行有许多危害：耐热炉渣会增加水墙的厚度。
减少了水壁吸收的热量，提高了炉的出口温度。
在严重的情况下，由于温度过高，负载操作将减少。
是水下覆渣管，加热强度，水循环率下降。
正常水循环破坏，可能引起水墙爆炸。
电厂锅炉混煤掺烧技术及节能运行措施研究
电厂锅炉混煤掺烧技术及节能运行措施研究发布时间：2022-06-22T05:58:07.586Z 来源：《科技新时代》2022年5期作者：陈广勇[导读] 在火电厂生产中，大型锅炉持续燃烧对煤种配方和煤质有一定要求。
为了降低生产成本，采用混煤掺烧的工艺是大多数火电厂采用的方案。
国能双鸭山发电有限公司黑龙江省双鸭山市 155136 摘要：火电厂的锅炉系统运行安全和运行效率对于电厂生产效率和生产效益有着密切关系。
煤质不同的情况下，采用科学合理的混煤掺烧技术是提高锅炉燃烧效率的重要途径。
通过对电厂锅炉混煤燃烧技术的分析，探索合理的技术方案，提高锅炉系统运行效率，实现节能降耗，提质增效的目标。
关键词：火电厂；锅炉燃烧；混煤掺烧；技术特性；技术应用；节能运行1引言在火电厂生产中，大型锅炉持续燃烧对煤种配方和煤质有一定要求。
为了降低生产成本，采用混煤掺烧的工艺是大多数火电厂采用的方案。
混煤掺烧工艺是将不同性质、类型的煤种按照一定比例进行配和，通过优化配比满足锅炉燃烧效率的需求，实现降低成本，提高效率的目标。
2锅炉混煤掺烧技术的特性混煤掺烧应确保混煤的可磨性。
锅炉燃烧效率对煤粉细度有要求，在混煤入炉前需要进行粉碎研磨。
如果混煤在研磨环节因不同煤种的研磨性差异大，就会影响磨粉效率，从而对锅炉燃烧带来影响。
因此在混煤掺烧技术中应对混煤的可磨性进行分析，保证不同煤种及煤质掺和后具有良好磨粉性能。
混煤掺烧应确保混煤的着火性。
锅炉燃烧时需要温度达到煤粉的燃点，然后才能进行分解反应，实现燃料能转化为热能以及电能的目标。
混煤掺烧因为每种的不同，因此在煤粉煤焦的着火性上也有差异。
因此在混煤掺烧技术中应对混煤的着火性进行分析，保证不同煤种配合后接近可燃煤的着火性。
混煤掺烧应确保混煤的燃尽性。
不同煤种有不用的燃尽函数，表现出不同的燃尽特性。
如果混煤掺烧不合理就会影响整体的燃尽性，从而影响锅炉燃烧效率。
如果是不同煤种，不同煤质进行混合掺烧，应尽量保证整体燃尽特性满足锅炉燃烧需求。
关于锅炉结渣的分析和对策
关于锅炉结渣的分析和对策居广中南京市第二热电厂锅炉车间摘要：本文通过对锅炉从沾污、积灰、高温腐蚀和结渣的全过程的分析和煤灰化学成分、特性以及运行中炉内化学反应、烟气成分等影响因素的分析，认为锅炉结渣是一个比较复杂的过程，严重威胁锅炉安全、经济运行。
本文也论述了从设计、安装、调试和运行调整等方面采取有力对策。
许多电站锅炉的燃烧煤种严重偏离设计煤种，对煤灰的熔点、沾污指数、焦结性缺少试验，数据不清，造成锅炉结焦的情况比较多，这类问题应该引起燃煤电厂领导及有关技术人员的重视。
关键词：锅炉沾污积灰结渣高温腐蚀煤灰特性沾污指数焦结性燃烧调整空气动力场火焰中心煤，特别是劣质煤中，含有不少灰分。
锅炉运行中，容易产生结渣，影响锅炉运行的可靠性和经济性，甚至被迫停炉，对设备的使用寿命影响极大。
然而分析锅炉结渣问题，采取措施、对策，在运行中尽量消除，显得非常重要。
下面从几个方面论述结渣的机理和解决的方法。
锅炉受热面的结渣通常是沾污、腐蚀、积灰至结渣的过程。
按照锅炉结构和温度范围积灰、结渣的型式有三种：1 . 炉渣沉结类型：它通常发生在水冷壁、凝渣管、屏式过热器等辐射受热面上。
这主要是煤中灰分的熔点温度低，煤灰熔化型结渣。
它还与灰分的成分、结渣指数、焦结性、接触表面温度、形状以及受力大小、撞击方向等因素有关。
这种结渣发展很快，最为严重。
2 . 高温结合沉结型：它多发生在屏式过热器、对流过热器以及高温再热器的受热面上。
其特点是烟温已低于灰的变形温度，但由于灰分中对策碱金属（主要钠、钾）与灰中其它元素形成低熔点的硫酸盐沉结或烧结在受热面上，有时地质坚硬、密集，较难以清除。
在周围烟气中含有三氧化硫气体时，还引起受热面的腐蚀属称高温腐蚀，主要发生在高温、高压以上的锅炉上。
3 . 低温灰尘类型：它主要在受热面接近或低于烟气露点温度时，烟气中硫酸蒸汽凝结，酸液捕捉飞灰凝结而成。
除积灰外，还会产生酸腐蚀，统称低温腐蚀。
一般发上在低温省煤器、空气预热器等受热面上。
基于电厂锅炉混煤掺烧技术研究与实践
基于电厂锅炉混煤掺烧技术研究与实践发布时间：2022-05-17T06:16:02.606Z 来源：《科学与技术》2021年第34期作者：李生祥[导读] 火电厂作为电力供给的主要单位，消耗这大量的煤炭资源李生祥国能宁夏大坝三期发电有限公司宁夏吴忠市青铜峡市 751100摘要:火电厂作为电力供给的主要单位，消耗这大量的煤炭资源。
为了节约煤炭资源,大部分火电厂的锅炉燃烧原料应用的都不是纯粹的煤炭,是把不同种类的煤炭进行混合作为燃料。
本文以疆煤（准东煤）对新型的锅炉烘培掺烧技术的实践应用进行了探索，旨在能提高燃烧经济性，提升企业效益。
关键词:火电厂；锅炉；混煤掺烧；准东煤0引言对于大部分地区而言,煤炭资源非常匮乏,可供选择的煤种数量并不多,因此有的时候无法实现应用设计的适炉煤种这个要求。
为了有效的对这个问题进行处理和解决,大部分火电厂在保障锅炉运行正常的基础上,借助混煤掺烧的技术减小燃料成本,增强燃料的利用率。
1电厂锅炉混煤掺烧技术研究1.1混煤掺烧技术混煤掺烧技术即火电厂锅炉发电时,把有的种类不一样的煤炭实施混合以及掺杂,然后经过配置与加工生成混合煤。
尽管混煤掺烧技术操作的过程并不复杂,然而其中涉及了很多非常关键的技术，在混合不同种类的煤炭的时候，工作人员必须要充分的分析每种不同煤炭的燃烧性质与结构。
同时在混合的过程中,要注重科学合理的配比,其中涉及到的加工技术也至关重要[1]。
在技术应用过程中，工作人员必须要有较强的专业知识基础，并掌握一定的煤炭性质以及相关的技术原理知识。
1.2混煤掺烧技术特性1.2.1可磨性对于种类不同的煤炭而言,其可磨性也存在区别。
对于可磨性差异较小的煤炭来说,混合的时候掺杂非常容易。
如果煤炭的可磨性之间差异较大的话，那么在整体的燃烧过程中，煤炭的可磨性就会整体朝向可磨性更高的方向发展，因此对于一些可磨性较高的煤炭来说,其粒径更粗,而且燃烧速度也较慢。
所以在实际的燃烧过程中，工作人员要充分考虑煤炭的可磨性差异问题。
电厂锅炉混煤掺烧技术研究与实践
电厂锅炉混煤掺烧技术研究与实践发布时间：2021-10-26T06:24:25.784Z 来源：《当代电力文化》2021年21期作者：生浩岩[导读] 对于电厂混煤掺烧技术的研究是我国煤炭资源方面研究的重点，也是如今我国工业不断发展的必然需求。
生浩岩中国电力工程顾问集团东北电力设计院有限公司吉林省长春市 130000摘要：对于电厂混煤掺烧技术的研究是我国煤炭资源方面研究的重点，也是如今我国工业不断发展的必然需求。
混煤掺烧技术不仅可以将电厂的发电效率提升至最大化，还可以为我国电力事业的可持续发展提供重要保障。
基于此，本文对混煤掺烧技术的相关理论以及电厂锅炉混煤掺烧技术实践应用进行了分析。
关键词：电厂；锅炉；混煤掺烧；燃料利用率我国经济水平的迅速发展，推进了工业行业的进步，煤炭等能源消耗越来越多，致使我国出现了资源急缺的状况。
在技术方面的改革可以很好地加快电厂锅炉混煤掺烧技术的向前发展，提高煤炭的使用率进而有效减少浪费。
1 混煤掺烧技术的相关理论1.1 混煤的可磨特性为了提高燃料利用效率，通常将电站锅炉的燃煤以粉末的形式吹入炉膛中，以使其充分连续燃烧。
因此，有必要在将混合煤放入锅炉之前将其研磨成粉末。
如果煤的可磨性差异很大，将极大地影响清洁煤的磨削。
研磨后获得的一些粉煤灰颗粒会有大小差异，较小的煤灰颗粒燃烧效果也会更好。
而如果将具有不同粒径的原煤直接吹入炉膛当中，则较大颗粒的煤的另一部分将不会燃烧，并且将大大影响再燃的效率。
1.2 混煤的着火特性燃烧时，当环境温度达到燃煤的燃点，燃煤再次发生热分解过程时，燃煤的物理和化学能可以直接转化为热能。
这也是煤烟的功能特征。
经过大量的研究成果和理论实践表明，不同煤种的主要着火特性大不相同。
但在混合和搅拌燃烧的条件下，煤焦的着火特性也有很大的不同。
当大型锅炉的室内温度达到可燃煤的总体烟气温度时，这种煤将首先被火焰燃烧，而当产生的热量达到难燃煤的点火时，温度下降，它将逐渐吸收热量。
电站锅炉混煤燃烧问题的研究与实践
电站锅炉混煤燃烧问题的研究与实践近年来，随着国内社会经济的快速发展和电力工业的不断进步，由于受煤炭市场诸多不确定性因素的影响，因此很多电站锅炉不得不燃用混煤。
然而，混煤燃烧时，各种煤粉、成份之间相互作用，导致混煤表现出特殊性，这与单煤种燃烧存在着较大的差异性。
在该种情况下，难以由单一的煤种燃烧性能参数、不同煤种配比来确定混煤燃烧特性。
目前来看，电站锅炉混煤燃烧技术在我国电力企业中已经得到了推广，但在电站锅炉混煤燃烧技术应用的过程中出现了一些问题。
工作人员从混煤燃烧技术的特性和在电力企业中的应用着手进行研究，寻找解决电站锅炉混煤燃烧技术弊端的方法，从而实现混煤燃烧技术在电力企业的普及。
标签：电站锅炉；混煤燃烧问题；研究与实践煤炭市场供应紧张的形势限制了我国电力企业的发展，为减少煤炭短缺对电力事业造成的不良影响，电站锅炉普遍采用混煤燃烧的技术。
混煤燃烧技术中，若煤的质量、混合比例、燃烧环境等因素控制恰当则能够保证电站工作的安全运行，在降低发电成本的同时减少工业废气和废品的排放。
电站锅炉混煤燃烧技术中，影响混煤燃烧效果的不稳定因素比较多，工作人员很难对这些不稳定因素进行控制。
为解决电站锅炉混煤燃烧过程中的复杂问题，我国对混煤燃烧技术进行了深入的研究和分析。
混煤燃烧技术的特点电站锅炉混煤燃烧技术的分类比较多。
目前，普遍被大家所接受的是以制粉系统运行方式为标准进行的分类。
根据制粉系统运行方式的不同，电站锅炉混煤燃烧技术可以分为三类，即分磨制粉、仓内掺混、炉内混烧，分磨制粉、炉内掺烧和炉前掺配，炉内混烧。
分磨制粉、仓内掺混、炉内混烧的技术是通过磨煤机将不同的煤块制作成煤粉混合放在仓库中，使电站的锅炉使用同样的物料。
这种混煤燃烧技术制作出来的煤粉更能接近火种的着火点，而且能够提高混煤的燃尽率。
分磨制粉、炉内掺烧的技术是采用不同的磨煤机制作不同的煤粉，然后将不同磨煤机内的煤粉送入到锅炉中，让煤粉在炉内自行掺烧。
锅炉掺烧强结渣蔚县煤的研究
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１ ０ 负荷 范 围 内可 以保 证 主 汽 温度 与再 热 蒸 汽 温 度及 合理 的 减 温 水 流 量 ， 必进 行 锅 炉 设 备 的 改造 ， 运 行 Ｏ％ 不 但 中需加 强 燃 烧 调 整 与监 督 。 实际试 烧 结果 与分 析 计 算 结 果基 本 吻合 ， 该研 究 方 法可 为大 型 煤 粉锅 炉掺 烧 强 结 渣 煤 的安 全 经 济 性 预 测提 供 有 益 的参 考 。
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第26卷第14期中国电机工程学报V ol.26 No.14 Jul. 20062006年7月Proceedings of the CSEE ©2006 Chin.Soc.for Elec.Eng. 文章编号：0258-8013 (2006) 14-0093-05 中图分类号：TM77 文献标识码：A 学科分类号：470⋅40电站煤粉锅炉掺烧强结渣煤的混煤结渣性能研究阎维平1 , 陈吟颖1 , 邢德山1,高宝桐2 , 张立岩3 (1．华北电力大学，河北省保定市071003；2．华北电力科学研究院，北京市西城区100045；3．大唐国际发电股份有限公司下花园发电厂，河北省张家口市075300)Performances of Pulverized-coal Boilers Burning Heavy Slagging Blending Coals YAN Wei-ping1, CHEN Yin-ying1, XING De-shan1, GAO Bao-tong2, ZHANG Li-yan3(1. North-China Electric Power University, Baoding 071003, Hebei Province, China; 2. North-China Electric Power Research Institute, Xicheng District, Beijing100045,China; 3. Xiahuyuan Power Plant of Datang International Power Generation CO.,LTD., Xiahuayuan075300, Hebei Province, China)ABSTRACT：The slagging performance of the blended heavy slagging coals is investigated for 100MW and 200MW boilers of a power plant in North China. Based on measurement and analysis of coals characteristics and ash composition, the main slagging parameters and tendency of the coal quality index of different blending ratios are predicted with the principle of coal blending and thermal calculation of the furnace. Reasonable blending ratios are presented for two boilers. The spot experimental result shows: To avoid heavy slagging of the discharge heater surface of the furnace, the blending ratios are not less than 50% for the 410t/h boiler and it can be properly added to 80% for the 670t/h boiler. The theoretical results are in agreement with experimental results.KEY WORDS: thermal power engineering; dry ash extraction coal boiler; blended ratio; blended coal; slagging properties.摘要：该文研究了华北某发电厂100MW、200MW燃煤机组由现烧的弱结渣煤改烧强结渣混煤的炉膛受热面结渣性能变化。
在煤质与灰分成分测量与分析的基础上，根据工程上动力用煤配煤原则，并结合锅炉炉膛热力计算与2台锅炉的设计特点，分析预测了不同掺混比的混煤煤质主要结渣指标与程度，得到2台锅炉掺烧强结渣煤的合理比例。
在理论分析基础上的试烧实验结果表明：在锅炉满负荷运行工况下，为避免炉膛出口受热面严重结渣，410t/h锅炉掺烧强结渣煤的比例不宜超过50%；670t/h锅炉掺烧强结渣煤的比例可适当增加到80%。
实际试烧实验结果与理论预测基本吻合，该研究方法可为大型煤粉锅炉掺烧强结渣煤提供一定理论分析依据。
关键词：热能动力工程；固态排渣炉；强结渣性煤；掺烧比；基金项目：教育部重点实验室“电站设备状态监测与控制”项目。
混煤；结渣性能0 引言华北某发电厂100MW、200MW发电机组分别为HG-410/100-9型、HG-670/140-9型单锅筒自然循环锅炉，π型布置，四角切圆燃烧，中间仓储式热风送粉系统，原设计煤及现烧煤均为弱结渣煤。
近年来，为了降低发电成本，该电厂希望能在不改造设备的条件下，改烧、或与弱结渣煤掺烧大于50%的当地廉价、强结渣煤，因此，掺烧强结渣性煤后可能造成的锅炉炉膛出口受热面严重结渣，成为锅炉安全经济运行中的突出问题。
为了确定避免锅炉炉膛严重结渣的合适掺烧比例，本文对现烧煤、拟掺烧煤的煤质及其灰分进行了比较详细的检测分析，应用合理的工程实用计算与预测方法，并结合锅炉炉膛热力计算，对2台锅炉掺烧强结渣煤的结渣指标、影响因素与合适的掺烧比例进行了比较深入的研究和预测。
在理论分析的基础上，采用50%~70%的强结渣煤掺混比例进行了锅炉试烧，以验证分析结果。
该研究方法与实践验证对国内电厂普遍存在的同类问题具有一定的工程参考价值。
1 锅炉炉膛结渣分析与预测方法固态排渣煤粉锅炉炉膛的结渣程度主要取决于煤的灰熔融特性，还与灰分含量、燃烧方式、炉膛结构和运行工况等有关[1-3]。
如果在锅炉上直接进行试烧实验，则除了要较长的周期及大量人力、物力耗费外，还要承担炉内严重结渣造成事故的风险。
94 中国电机工程学报第26卷目前，半经验的理论预测方法均是基于灰的理化性质分析与结渣特性的关系进行的大量统计研究，总结出若干评价煤灰结渣程度的指标，主要包括灰熔融特征温度、煤灰粘度、硅铝比SiO2/Al2O3、碱酸比B/A、硅比G和综合判别指数R等[4-6]。
其中，硅比G与综合判别指数R分别按式(1)与式(2)计算[4]G=(SiO2×100)/( [SiO2]+ [Fe2O3]+[CaO] +[MgO]) (1) R=1.237B/A+0.282 [SiO2]/[ Al2O3] −0.0023T ST−0.0189G+5.415）(2)通过收集我国大量动力用煤的灰渣特性资料，以往的研究对我国动力用煤的结渣程度进行了划分，建议了适合我国煤种的结渣判别界限[4]。
锅炉炉膛结渣还与锅炉壁面热负荷分布、炉内温度分布、近壁处烟气气氛与灰颗粒浓度等因素密切相关。
但是，可得到这些数据的炉内过程精确数值计算方法还不够成熟，且耗时费力，无法满足实际工程的需要。
因此，尽管现有的各种半经验结渣判别方法均有一定的局限性，但仍然是工程上实用可行的方法。
本文采用国内外通常使用且较为有效的结渣判别分析方法，同时结合锅炉炉膛整体热力计算结果，考虑锅炉炉膛出口温度与灰熔融特征温度等因素，结合现场实际运行工况来预测锅炉掺烧不同比例的强结渣煤的结渣程度，再结合锅炉试烧结果验证预测模型，为掺烧合适比例的强结渣煤提供依据。
2 锅炉动力配煤计算方法由于煤质及灰分成分试验分析较为昂贵且烦琐，因此，不可能将各种比例的混煤均进行详细全面的测量分析，在工程上均基于各单煤的分析数据、采用比较合理的动力配煤数学模型，预测各种比例混煤的煤质特性。
大量统计数据表明，混煤的挥发分、发热量、成分、灰熔融特性等主要指标与单煤间有较好可加性，配煤的实测值与基于线性规划原理的估算值基本吻合，在工程上具有足够高的精度[7]。
而配煤的灰成分与灰熔融特性温度与单煤的关联式在考虑了各单煤灰分及水分的影响后，预测结果更接近于统计的实测值[8]。
动力配煤的数学模型简述如下：由2种以上的单煤的收到基水分、灰分、发热量、挥发分或硫分等，按百分数配煤后混煤的对应指标B ad由式(3)估算11/%n nad i i ii iB P S P===×∑∑(3) 式中：P i为2种以上单煤i的配比百分数，%；S i为各单煤的收到基水分、灰分、发热量、挥发分或硫分的含量，%。
混煤的灰熔融特征温度（变形温度DT、软化温度ST、半球温度HT、流动温度FT）及灰成分指标的估算式为11100()100100()100inadi i iiinadi iiMP A CBMP C==−×××=−××∑∑(4)式中：B为混煤的灰熔融温度（DT、ST、HT、FT）或灰成分（SiO2、Al2O3…）；A i为单煤i的灰分含量；C i为各单煤i的灰熔融温度（DT、ST、HT、FT）和灰成分；P i为2种以上单煤i的配比百分数，%；iadM为单煤i的收到基水分。
3 混煤煤质特性分析表1为各单煤的元素分析与工业分析数据；表2 为各煤的灰成分分析与灰熔融特性试验数据。
两表中均包括掺烧煤C与强结渣煤D各50%的混煤测量数据。
由表2可见，D煤灰成分中[SiO2]含量最高，比全国平均值高12%，燃烧中存在的自由SiO2会与其它化合物形成低熔点的共晶化合物，而且D煤灰中[K2O]+[ Na2O]含量也明显高于其它煤，接近全国平均值的2倍，致使各个灰熔融特征温度均较低，因此，D煤为典型的强结渣煤。
现烧煤为弱结渣煤，掺烧煤C为中等结渣煤。
在按较弱结渣煤设计的锅炉炉膛内全烧强结渣煤显然会造成炉膛严重结渣，而与中等结渣煤混烧会降低严重结渣的可能性。
为了确定合理的掺烧强结渣煤的比例，将煤C 与50%、60%、70%和80%强结渣煤D掺混，按前述计算方法，由单煤测量数据估算各个混煤对应的数据。
不同比例混煤的煤质、灰分成分与灰熔融特征温度的估算数据见表3与表4。
可见，50%的估算值与实验测量值较为相近，因此，可近似认为其它配煤比例混煤特性的计算值合理可用。
随强结渣煤掺混比例增大，水分、灰分、低位发热量等均降低，煤质变差。
第14期 阎维平等： 电站煤粉锅炉掺烧强结渣煤的混煤结渣性能研究 95表1 各煤的元素与工业分析测量值Tab. 1 Ultimate and approximate analysis of coals项目 原设计 煤410 原设计 煤670 现烧 煤B 掺烧 煤C 强结渣 煤D 实测D :C (1:1) C ar 70.13 51.0 48.36 69.0245.20 56.98 H ar 3.93 2.55 2.94 3.88 2.74 3.33 O ar 7.01 6.48 8.9 7.26 11.31 8.78 N ar 0.68 0.72 0.67 0.69 0.46 0.58 元 素 分 析 % S ar 1.11 0.8 1.29 1.08 0.81 0.98 M ar 9.8 9.96 9.622.6 15.6 14.6 A ar 7.34 28.49 8.4716.8822.4 14.75 V ar 24.24 23.34 24.59 23.64 F C ar57.69 37.1837.57 47.61 工 业 分 析 %Q net,ar /( MJ/kg) 22.69 18.73 18.09 27.11 16.86 21.96 煤种 烟煤 烟煤 烟煤 烟煤贫煤烟煤表2 各煤的灰成分分析及灰熔融性分析测量值(弱还原性气氛)Tab. 2 Composition and fusibility of coal ash(weakly reducing atmosphere)项 目 现烧煤B 掺烧煤C 结渣煤D D :C(1:1) SiO 2/％ 52.42 49.79 54.04 56.17 Fe 2O 3/％ 7.75 18.38 8.71 10.69 Al 2O 3/％ 25.81 21.41 16.41 18.47 CaO/％ 3.96 3.16 8.15 4.74 MgO/％ 0.94 0.76 0.59 1.28 TiO 2/％ 1.14 0.59 0.57 0.88 SO 3/％ 3.74 1.60 6.56 3.81 K 2O/％ 1.34 0.79 2.07 1.76 Na 2O/％ 0.92 0.18 1.75 1.31 P 2O 5/％ 0.21 0.64 0.93 0.29 T DT /℃ 1240 1110 1100 1140 T ST /℃ 1380 1310 1130 1200 T HT /℃ 1400 1370 1170 1230 T FT /℃ 1420 1460 1190 1360 结渣性中偏轻中等严重严重表3 强结渣煤D 与中等结渣煤C 的混煤元素及工业分析估算值Tab. 3 Estimates of ultimate and approximate analysis ofdifferent proportion blended coals项 目估算D :C (50%:50%) 估算D :C (60%:40%) 估算D :C (70%:30%) 估算D :C (80%:20%)C ar 57.2 54.8 52.4 50.0 H ar 3.31 3.12 3.08 2.97 O ar 9.29 9.69 10.10 10.5 N ar 0.58 0.55 0.53 0.51 元 素 分 析 % S ar 0.95 0.92 0.89 0.86 M ar 16.10 17.40 18.70 20.00 A ar 12.68 13.52 14.36 15.20 V ar 23.74 23.70 23.61 23.34 F car47.44 45.38 43.33 41.28 工 业 分 析 %Q net,ar /( MJ/kg)21.9920.9619.9418.91表4 强结渣煤D 与中等结渣煤C 的混煤灰成分及熔融温度估算值Tab. 4 Estimated composition and fusibility (weakly reducing atmosphere) of different proportion blended coals项 目 估算D :C (50%:50%) 估算D :C (60%:40%) 估算D :C (70%:30%) 估算D :C (80%:20%) SiO 2/％ 51.92 52.34 52.77 53.19 Fe 2O 3/％ 13.55 12.58 11.61 10.64 Al 2O 3/％ 14.41 14.81 15.21 15.61 CaO/％ 5.56 6.15 6.65 7.15 MgO/％ 0.68 0.66 0.64 0.62 TiO 2/％ 0.58 0.578 0.576 0.574 SO 3/％ 4.08 4.58 5.07 5.59 K 2O/％ 1.43 1.56 1.69 1.81 Na 2O/％ 0.97 1.12 1.28 1.44 P 2O 5/％ 0.79 0.81 0.84 0.87 T DT /℃ 1105 1104 1103 1102 T ST /℃ 1220 1202 1184 1166 T HT /℃ 1270 1250 1230 1210 T FT /℃13251298127112444 混煤结渣特性指标计算与结渣程度分析表5所示为按本文前述的各种结渣判别方法，对各混煤的结渣的判别结果。