火电厂燃煤特性对锅炉运行和设备的影响讲义6824.pptx

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1、TPRI火电厂燃煤特性对锅炉火电厂燃煤特性对锅炉运行和设备的影响运行和设备的影响何红光 教授 级高工燃料与燃烧实验室西安热工研究院有限公司2010年8月（大连）TPRI内内 容容A.A.中国动力用煤分布及其主要特征中国动力用煤分布及其主要特征中国动力用煤分布及其主要特征中国动力用煤分布及其主要特征B.B.煤质基本特性及影响煤质基本特性及影响煤质基本特性及影响煤质基本特性及影响C.C.炉内结渣对锅炉运行的影响炉内结渣对锅炉运行的影响炉内结渣对锅炉运行的影响炉内结渣对锅炉运行的影响D.D.中国动力用煤燃烧结渣特征及其评价指标中国动力用煤燃烧结渣特征及其评价指标中国动力用煤燃烧结渣特征及其评价指标中

2、国动力用煤燃烧结渣特征及其评价指标E.E.我国大容量电站锅炉燃用主要煤种存在的问题我国大容量电站锅炉燃用主要煤种存在的问题我国大容量电站锅炉燃用主要煤种存在的问题我国大容量电站锅炉燃用主要煤种存在的问题F.F.混煤燃烧结渣性能评价混煤燃烧结渣性能评价混煤燃烧结渣性能评价混煤燃烧结渣性能评价G.G.不同用途的混煤方案、措施及其在电站锅炉中的实绩不同用途的混煤方案、措施及其在电站锅炉中的实绩不同用途的混煤方案、措施及其在电站锅炉中的实绩不同用途的混煤方案、措施及其在电站锅炉中的实绩H.H.我国大容量煤粉燃烧锅炉炉膛选型原则我国大容量煤粉燃烧锅炉炉膛选型原则我国大容量煤粉燃烧锅炉炉膛选型原则我国大容

3、量煤粉燃烧锅炉炉膛选型原则I.I.TPRITPRI煤性煤性煤性煤性-炉型耦合体系在工程中的应用（炉膛选型）炉型耦合体系在工程中的应用（炉膛选型）炉型耦合体系在工程中的应用（炉膛选型）炉型耦合体系在工程中的应用（炉膛选型）实效实效实效实效TPRIA.中国动力用煤分布及其主要特征中国动力用煤分布及其主要特征l l中国煤炭储量、产量和发电用煤量中国煤炭储量、产量和发电用煤量 探探明明保保有有储储量量1000010000亿亿吨吨以以上上，居居世世界界第第二二，仅次于美国仅次于美国 其中动力煤占全国煤炭储量其中动力煤占全国煤炭储量70%70%以上以上 西西北北、华华北北动动力力煤煤储储量量占占全全国国的

4、的80%80%以以上上。工业发达的华东地区仅占工业发达的华东地区仅占1.73%1.73%20092009年年，中中国国原原煤煤产产量量约约30.530.5亿亿吨吨，比比上上年年增加增加8.8%8.8%20092009年年60006000千千瓦瓦及及以以上上机机组组用用煤煤1414亿亿吨吨，比比上年增加上年增加6.08%6.08%TPRIA.中国动力用煤分布及其主要特征中国动力用煤分布及其主要特征TPRIA.中国动力用煤分布及其主要特征中国动力用煤分布及其主要特征煤种煤种无烟煤无烟煤贫煤贫煤弱粘煤弱粘煤不粘煤不粘煤长焰煤长焰煤褐煤褐煤主要分主要分布地区布地区山西山西（40%40%）贵）贵州（州（

5、30%30%）山西山西（60%60%）陕西陕西（50%50%）山西山西（40%40%）内蒙内蒙+陕陕西西（50%50%）新疆新疆（50%50%）内蒙北部内蒙北部（70%70%）其它地其它地区区河南、四川、河南、四川、云南、河北、云南、河北、北京、福建、北京、福建、广东、湖南广东、湖南河南、陕河南、陕西西宁夏、甘宁夏、甘肃、新疆肃、新疆内蒙、山内蒙、山西、东北西、东北三省、甘三省、甘肃、陕西肃、陕西云南、东云南、东北三省、北三省、山东、广山东、广西、广东西、广东不同煤种主要分布地区不同煤种主要分布地区不同煤种主要分布地区不同煤种主要分布地区TPRIA.中国动力用煤分布及其主要特征中国动力用煤分布

6、及其主要特征中国聚煤区划分示意图中国聚煤区划分示意图 II东北内蒙古晚侏罗世聚煤区东北内蒙古晚侏罗世聚煤区 IIII西北早、中侏罗世聚煤区西北早、中侏罗世聚煤区 IIIIII华北石炭二叠纪聚煤区华北石炭二叠纪聚煤区 IV IV 滇藏中、新生代聚煤区滇藏中、新生代聚煤区 VV华南晚二叠世聚煤区华南晚二叠世聚煤区 VIVI台湾第三纪聚煤区台湾第三纪聚煤区TPRIA.中国动力用煤分布及其主要特征中国动力用煤分布及其主要特征l l灰分小于灰分小于10%10%的特低灰煤占的特低灰煤占20%20%以上；硫分以上；硫分小于小于1%1%的低硫煤约占的低硫煤约占65%-70%65%-70%；硫分；硫分1%-2%

7、1%-2%的约占的约占15%-20%15%-20%。高硫煤主要集中在西南、。高硫煤主要集中在西南、中南地区。华东和华北地区上部煤层多低中南地区。华东和华北地区上部煤层多低硫煤，下部多高硫煤。硫煤，下部多高硫煤。l l形成时代越早的煤，煤化程度越高。形成时代越早的煤，煤化程度越高。l l成煤时代越晚的煤，一般平均灰分越低。成煤时代越晚的煤，一般平均灰分越低。TPRIA.中国动力用煤分布及其主要特征中国动力用煤分布及其主要特征TPRIA.中国动力用煤分布及其主要特征中国动力用煤分布及其主要特征l l我国现行的煤炭分类中常作为动力用煤的有无我国现行的煤炭分类中常作为动力用煤的有无烟煤、贫煤、贫瘦煤、

8、弱粘结煤、不粘结煤、烟煤、贫煤、贫瘦煤、弱粘结煤、不粘结煤、长焰煤和褐煤。长焰煤和褐煤。l l无烟煤。煤化程度高，挥发分低无烟煤。煤化程度高，挥发分低V Vdafdaf10%,10%,含碳含碳量高达量高达9090，含氢量，含氢量H Hdafdaf一般小于一般小于4 4，氧和氮，氧和氮比其它煤种低，抗粉碎能力高，燃烧时不易着比其它煤种低，抗粉碎能力高，燃烧时不易着火，化学反应性差，储存时不易自然。火，化学反应性差，储存时不易自然。l l贫煤。贫煤。V Vdafdaf=10.1=10.12020，含氢量，含氢量H Hdafdaf一般一般4 44.5%4.5%，着火温度高，比无烟煤易着火。，着火温度

9、高，比无烟煤易着火。TPRIA.中国动力用煤分布及其主要特征中国动力用煤分布及其主要特征l l贫瘦煤。高变质程度的烟煤，单独炼焦时，贫瘦煤。高变质程度的烟煤，单独炼焦时，大部分能结焦。大部分能结焦。C Cdafdaf和和H Hdafdaf都比贫煤略小，燃都比贫煤略小，燃烧后有时会结成块状物，通常烧后有时会结成块状物，通常STST比较高。比较高。l l弱粘结煤。是一种粘结性较弱的低变质到中弱粘结煤。是一种粘结性较弱的低变质到中等变质程度的烟煤，挥发分等变质程度的烟煤，挥发分V Vdafdaf为为22223737。加热时产生胶质体较少，炼焦时产生粉焦多。加热时产生胶质体较少，炼焦时产生粉焦多。易着

10、火，燃烧性能好。易着火，燃烧性能好。TPRIA.中国动力用煤分布及其主要特征中国动力用煤分布及其主要特征l l不粘结煤。变质程度较低的中高挥发分烟煤，挥不粘结煤。变质程度较低的中高挥发分烟煤，挥发分发分V Vdafdaf为为22223737。一般水分比较大，发热量。一般水分比较大，发热量较上述低，但易着火，燃烧时火焰较长。较上述低，但易着火，燃烧时火焰较长。l l长焰煤。长焰煤。长焰煤。长焰煤。变质程度较低，挥发分最高的烟煤，挥变质程度较低，挥发分最高的烟煤，挥发分发分V Vdafdaf为为3737。水分仅次于褐煤，发热量比褐。水分仅次于褐煤，发热量比褐煤高，有些煤还含有少量次生腐殖酸。易着火

11、，煤高，有些煤还含有少量次生腐殖酸。易着火，燃烧性能好，火焰长。燃烧性能好，火焰长。TPRIA.中国动力用煤分布及其主要特征中国动力用煤分布及其主要特征褐煤。经过成岩作用，但没有或很少经过变质作褐煤。经过成岩作用，但没有或很少经过变质作用而形成的煤，含水量用而形成的煤，含水量MtMt高达高达4545。含碳量较低，。含碳量较低，挥发分挥发分V Vdafdaf为为3737，低位发热量，低位发热量QQnet,v,arnet,v,ar大多为大多为10.4510.4516.73MJ/kg16.73MJ/kg。风干时易爆裂成碎煤。碱。风干时易爆裂成碎煤。碱金属较多，灰熔融性温度较低。堆积密度较小，金属较多

12、，灰熔融性温度较低。堆积密度较小，给运输造成困难，贮存时易自然。给运输造成困难，贮存时易自然。TPRIB.煤质基本特性及影响煤质基本特性及影响煤自燃的原因首先由煤的性质决定。煤的变质程度，变质程度低，自燃倾向大。与矿物质含量、粒度和含水量等有关。空气和水是自燃的主要原因煤与空气接触后氧化放热。同时煤堆内水分受热蒸发并在煤堆高处凝结释放大量的热量煤中的黄铁矿也会因受热氧化而放出热量TPRIB.煤质基本特性及影响煤质基本特性及影响煤自燃的预防措施组堆的工艺过程。减少空气与雨水渗入煤堆，对褐煤和长焰煤分层压实组堆气候条件。温度、降雨等。建立定期测温制度。60 极限温度，每昼夜平均温度连续增加高于2（

13、与环境温度无关）时，立即消除祸（未着）源及时消除自燃祸源。挖出散热，供锅炉燃烧。不要向煤中加水，否则加速氧化和自燃TPRIB.煤质基本特性及影响煤质基本特性及影响煤中水分变化对锅炉运行和设备的影响煤中水分变化对锅炉运行和设备的影响煤中水分变化对锅炉运行和设备的影响煤中水分变化对锅炉运行和设备的影响水分增加，导致原煤仓下煤困难水分增加，导致原煤仓下煤困难制粉系统干燥出力不足，要求风压增加，流速增制粉系统干燥出力不足，要求风压增加，流速增加，磨煤机及管道磨损增加加，磨煤机及管道磨损增加对着火有影响，炉膛温度下降，固体不完全燃烧对着火有影响，炉膛温度下降，固体不完全燃烧热损失增加热损失增加烟气量增加

14、，锅炉排烟损失增加，引凤机电流上烟气量增加，锅炉排烟损失增加，引凤机电流上升升烟气中水露点温度上升，造成酸露点温度增加，烟气中水露点温度上升，造成酸露点温度增加，当受热面温度等于或低于酸露点温度当受热面温度等于或低于酸露点温度(40(40)后，后，硫酸蒸汽在受热面上冷凝，积灰，造成低温腐蚀硫酸蒸汽在受热面上冷凝，积灰，造成低温腐蚀和堵灰。烟气侧阻力增加，引凤机电流上升和堵灰。烟气侧阻力增加，引凤机电流上升TPRIB.煤质基本特性及影响煤质基本特性及影响水蒸气对烟气酸露点温度的影响水蒸气对烟气酸露点温度的影响t ts s=t=tb b(S(Szs,arzs,ar)1/31/3B/1.05B/1.

15、05(Azs,arC)(Azs,arC)式中式中:t:ts s烟气中酸露点温度烟气中酸露点温度,;t tb_b_水蒸气饱和温度水蒸气饱和温度,;S Szs,arzs,ar煤中折算硫分煤中折算硫分,%;,%;B B空气过剩系数修正值空气过剩系数修正值,/;,/;C C飞灰分额，飞灰分额，%；A Azs,arzs,ar煤中折算灰分煤中折算灰分,%,%。TPRIB.煤质基本特性及影响煤质基本特性及影响煤中灰分变化对锅炉设备和运行的影响煤中灰分变化对锅炉设备和运行的影响灰分增加，燃烧不稳定，炉膛温度降低，煤粉燃灰分增加，燃烧不稳定，炉膛温度降低，煤粉燃烧困难。排灰量大，固体不完全燃烧热损失增加。烧困难

16、。排灰量大，固体不完全燃烧热损失增加。事故率增加。输煤、制粉、锅炉受热面、引凤机事故率增加。输煤、制粉、锅炉受热面、引凤机和除尘磨损严重，引起设备损坏检修和除尘磨损严重，引起设备损坏检修锅炉效率下降。炉内积灰、沾污较重，传热效果锅炉效率下降。炉内积灰、沾污较重，传热效果变差，耗煤量大，排烟温度增加变差，耗煤量大，排烟温度增加环境污染。电厂粉尘和灰渣量增加环境污染。电厂粉尘和灰渣量增加基建投资增加基建投资增加TPRIB.煤质基本特性及影响煤质基本特性及影响煤中挥发分变化对锅炉运行的影响煤中挥发分变化对锅炉运行的影响挥发分高易着火，反之亦然。与炉膛形状，容积挥发分高易着火，反之亦然。与炉膛形状，容

17、积热负荷、卫燃带的形式与大小、煤粉细度、热风热负荷、卫燃带的形式与大小、煤粉细度、热风温度、喷口风速、防爆措施等有关温度、喷口风速、防爆措施等有关无烟煤与贫煤、贫煤与烟煤、烟煤与褐煤混配比无烟煤与贫煤、贫煤与烟煤、烟煤与褐煤混配比较合适，不提倡跨等级掺配。防止挥发分较高的较合适，不提倡跨等级掺配。防止挥发分较高的煤种燃烧时抢风，影响低挥发煤种的燃烧。煤种燃烧时抢风，影响低挥发煤种的燃烧。掺配煤尽量接近设计和校核煤种的挥发分掺配煤尽量接近设计和校核煤种的挥发分TPRIB.煤质基本特性及影响煤质基本特性及影响煤中硫分变化对锅炉运行的影响煤中硫分变化对锅炉运行的影响硫分为四类：硫分为四类：S St

18、t=S=SOO+S+SP P+S+SS S+S+SE ES St t煤中全硫，煤中全硫，1%1%，有机硫为主，有机硫为主，2%2%，黄铁矿，黄铁矿硫为主硫为主6070%6070%，有机硫为，有机硫为3040%3040%S SOO有机硫，有机硫，490490左右热解完毕左右热解完毕S SP P黄铁矿硫，黄铁矿硫，580580左右热解完毕左右热解完毕S SS S硫酸盐硫，硫酸钙大于硫酸盐硫，硫酸钙大于1450 1450 ，硫酸镁，硫酸镁1110 1110，S SS S一般不超过一般不超过0.10.2%0.10.2%S SE E元素硫，很少，可忽略不计元素硫，很少，可忽略不计TPRIB.煤质基本特性

19、及影响煤质基本特性及影响500MW机组锅炉腐蚀泄漏机组锅炉腐蚀泄漏主爆口向火侧主爆口横向条纹横向条纹向 火侧爆口金相A取样点能谱分析垢样取样点图图1 送检管样宏观照片送检管样宏观照片TPRIB.煤质基本特性及影响煤质基本特性及影响硫化物型腐蚀通常在壁面附近烟气中氧量较低并存在还原性气氛，则煤通常在壁面附近烟气中氧量较低并存在还原性气氛，则煤中可燃硫会生成少量的中可燃硫会生成少量的H H2 2S S，当燃煤硫含量较高时，当燃煤硫含量较高时，H H2 2S S的含量也较高。的含量也较高。H H2 2S S是导致受热面高温腐蚀的主要因素之是导致受热面高温腐蚀的主要因素之一。在水冷壁附近易形成局部还原

20、性气氛，当管壁温度达一。在水冷壁附近易形成局部还原性气氛，当管壁温度达到到450450左右时，左右时，H H2 2S S可以与金属铁与氧化铁反应生成硫可以与金属铁与氧化铁反应生成硫化铁，然后硫化铁与纯金属反应生成低熔点的共晶体，发化铁，然后硫化铁与纯金属反应生成低熔点的共晶体，发生腐蚀。反应方程式如下：生腐蚀。反应方程式如下：TPRIB.煤质基本特性及影响煤质基本特性及影响FeS再继续氧化成再继续氧化成Fe2O3,使壁面受到破坏。这个使壁面受到破坏。这个腐蚀过程在近腐蚀过程在近350及大于以上温度时进行的很及大于以上温度时进行的很迅速。迅速。TPRI硫酸盐型腐蚀硫酸盐型腐蚀当水冷壁管壁温度在当

21、水冷壁管壁温度在310420310420下，正常的氧化下，正常的氧化使管壁面形成使管壁面形成FeFe2 2OO3 3层，燃料燃烧时升华出来的硷层，燃料燃烧时升华出来的硷性金属氧化物性金属氧化物NaNa2 2OO及及K K2 2OO，凝结在管壁上，然后，凝结在管壁上，然后与烟气中的与烟气中的SOSO3 3化合形成化合形成NaNa2 2SOSO4 4及及K K2 2SOSO4 4（MM2 2SOSO4 4用表示）。用表示）。MM2 2SOSO4 4有粘性，可扑捉灰粒，有粘性，可扑捉灰粒，粘结成灰层，于是灰表面温度上升，外面形成渣粘结成灰层，于是灰表面温度上升，外面形成渣层，最外层成流渣层。然后烟气

22、中的穿过灰渣层，层，最外层成流渣层。然后烟气中的穿过灰渣层，在灰渣层内部发生以下反应：在灰渣层内部发生以下反应：3M 3M2 2SOSO4 4+Fe+Fe2 2OO3 3+3SO+3SO3 3 2M2M3 3Fe(SOFe(SO4 4)3 3(结积渣层中结积渣层中)（管壁氧化层）（烟气中）（固态）（管壁氧化层）（烟气中）（固态）B.煤质基本特性及影响煤质基本特性及影响TPRIB.煤质基本特性及影响煤质基本特性及影响管壁再向内形成新的管壁再向内形成新的FeFe2 2OO3 3，而灰渣层内部存在有，而灰渣层内部存在有MM3 3Fe(SOFe(SO4 4)3 3及及MM2 2SOSO4 4。这样，形

23、成了管壁金属的。这样，形成了管壁金属的腐蚀过程。如进行打渣，渣层脱落，则将加速上腐蚀过程。如进行打渣，渣层脱落，则将加速上述过程，而使管壁腐蚀加剧。述过程，而使管壁腐蚀加剧。水冷壁管应力腐蚀、外部腐蚀基本上是由上述两水冷壁管应力腐蚀、外部腐蚀基本上是由上述两种原因引起的。种原因引起的。TPRIB.煤质基本特性及影响煤质基本特性及影响煤中硫分变化对锅炉运行的影响煤中硫分变化对锅炉运行的影响煤中硫分变化对锅炉运行的影响煤中硫分变化对锅炉运行的影响磨煤机及管道的磨损，黄铁矿莫氏硬度磨煤机及管道的磨损，黄铁矿莫氏硬度6.06.06.56.5，石英为，石英为7.07.0引起锅炉高温和低温腐蚀。高温受热面

24、硫化腐蚀引起锅炉高温和低温腐蚀。高温受热面硫化腐蚀和硫酸盐腐蚀，空气预热器低温腐蚀、堵灰，漏和硫酸盐腐蚀，空气预热器低温腐蚀、堵灰，漏风导致引风机电流上升，燃烧空气量不足等风导致引风机电流上升，燃烧空气量不足等在还原性气氛中铁的熔点减低，引起结渣。同时在还原性气氛中铁的熔点减低，引起结渣。同时增加灰渣的强度增加灰渣的强度促进煤的氧化自燃。对于变质程度较浅的煤其黄促进煤的氧化自燃。对于变质程度较浅的煤其黄铁矿氧化自燃铁矿氧化自燃烟气中的硫化物污染大气烟气中的硫化物污染大气TPRIB.煤质基本特性及影响煤质基本特性及影响煤中硫分变化对锅炉运行的影响煤中硫分变化对锅炉运行的影响煤中含硫量增加，导致灰

25、熔融性增加结渣指数RS=碱性氧化物/酸性氧化物S,当煤中灰成分一定时，结渣指数取决于煤中含硫量的高低TPRIB.煤质基本特性及影响煤质基本特性及影响煤中发热量变化对锅炉运行的影响煤中发热量变化对锅炉运行的影响煤中发热量变化对锅炉运行的影响煤中发热量变化对锅炉运行的影响煤的发热量过低于设计和校核煤种时，磨煤机需煤的发热量过低于设计和校核煤种时，磨煤机需要超负荷运行要超负荷运行,长此以往导致磨煤机及系统磨损增长此以往导致磨煤机及系统磨损增加，严重时影响锅炉带负荷加，严重时影响锅炉带负荷为满足锅炉负荷要求，煤粉细度变粗，固体不完为满足锅炉负荷要求，煤粉细度变粗，固体不完全热损失增加。对全热损失增加。

26、对STST较低的煤种可能引起结渣较低的煤种可能引起结渣如果是灰量增加所引起发热量低，则可能引起炉如果是灰量增加所引起发热量低，则可能引起炉内磨损，大渣和飞灰量增加，考虑系统是否满足内磨损，大渣和飞灰量增加，考虑系统是否满足出力要求出力要求TPRI 煤灰熔融温度（ST），15001350150012501350115012501150无烟煤（%）32.5524.4114.1722.316.56烟煤（%）33.2323.7013.5616.8412.67褐煤（%）21.1319.7228.1725.355.63低灰熔点煤ST1250在我国动力用煤中所占比例大约在30%左右，见上表我国不同类别煤的灰

27、熔融温度分布范围我国不同类别煤的灰熔融温度分布范围B.煤质基本特性及影响煤质基本特性及影响TPRIC.炉内结渣对锅炉安全的影响炉内结渣对锅炉安全的影响l l一般水冷壁污染数小时后其传热能力会降低一般水冷壁污染数小时后其传热能力会降低30%60%30%60%。l l炉内结渣砸坏冷灰斗水冷壁管炉内结渣砸坏冷灰斗水冷壁管l l冷灰斗大量积渣，压塌冷灰斗，水冷壁断裂，水冷灰斗大量积渣，压塌冷灰斗，水冷壁断裂，水蒸汽大量外泄，造成锅炉损坏和人员伤亡蒸汽大量外泄，造成锅炉损坏和人员伤亡l l冷灰斗大量积渣，停炉清渣冷灰斗大量积渣，停炉清渣(XIN,TIE.ETC)(XIN,TIE.ETC)l l大渣下落造

28、成炉膛灭火大渣下落造成炉膛灭火l l在喷燃器出口处，可能会因结渣而扰乱煤粉气流在喷燃器出口处，可能会因结渣而扰乱煤粉气流的正常喷射，引起气流偏移，形成局部高温，烧的正常喷射，引起气流偏移，形成局部高温，烧坏喷燃器坏喷燃器l l对流受热面塌灰导致引风机工作状态发生急剧变对流受热面塌灰导致引风机工作状态发生急剧变化，引起锅炉灭火事故等化，引起锅炉灭火事故等TPRI350MW机组屏下轻微结渣机组屏下轻微结渣屏屏过过下部下部 屏屏过过下下联联箱出口箱出口TPRI350机组神华煤混煤掺烧印尼煤机组神华煤混煤掺烧印尼煤 燃烧器喷口燃烧器喷口 后墙燃烧器区域水冷壁后墙燃烧器区域水冷壁TPRI水冷壁管比温度高

29、引起高温爆管水冷壁管比温度高引起高温爆管 锅炉水冷壁管爆口形状锅炉水冷壁管爆口形状TPRI水冷壁管比温度高引起高温爆管水冷壁管比温度高引起高温爆管锅炉水冷壁爆管爆口形状锅炉水冷壁爆管爆口形状TPRI锅炉水冷壁高温、腐蚀及应力作用锅炉水冷壁高温、腐蚀及应力作用下的爆管下的爆管锅炉水冷壁管腐蚀、撕裂爆管形状锅炉水冷壁管腐蚀、撕裂爆管形状TPRI350机组神华煤混煤掺烧印尼煤机组神华煤混煤掺烧印尼煤熔融性渣块熔融性渣块TPRI国内国内600MW机组锅炉冷灰斗坍塌机组锅炉冷灰斗坍塌TPRIC.炉内结渣对锅炉运行的影响炉内结渣对锅炉运行的影响l l炉内结渣热阻增大，引起炉膛出口、排烟温度升高，炉效降低，

30、影响锅炉运行经济性l l再热器大幅度投减温水降低了机组的效率，影响机组的经济性l l炉内火焰中心向后推移，引起受热面高温腐蚀l l高温受热面管壁超温TPRI125MW机组锅炉对流受热面结渣和机组锅炉对流受热面结渣和沾污沾污高过烟气入口侧 高再烟气入口侧低再垂直管段高再烟气出口侧TPRI高温及腐蚀引起管壁减薄、胀粗高温及腐蚀引起管壁减薄、胀粗 高温再热器管弯头明显胀粗 过热器直管管壁减薄TPRI煤燃烧、结渣研究技术路线图煤燃烧、结渣研究技术路线图 D.中国动力用煤燃烧结渣特征及其评价中国动力用煤燃烧结渣特征及其评价指标指标TPRID.D.中国动力用煤燃烧结渣特征及其评价指标中国动力用煤燃烧结渣特

31、征及其评价指标特征评价指标基本数据的获取特征评价指标基本数据的获取按按GBGB进行常规分析并计算，可得指标：进行常规分析并计算，可得指标：V Vdafdaf、QQnet,arnet,ar、MMt t、A Ad d、STST、DTDT、（1 1）燃尽率）燃尽率B B 已燃烧的可燃质占初始可燃质的百已燃烧的可燃质占初始可燃质的百分数，其值越高，煤的燃尽特性越好。分数，其值越高，煤的燃尽特性越好。（2 2）煤粉气流着火温度）煤粉气流着火温度IT IT 煤粉气流着火温度测定煤粉气流着火温度测定炉测出的在特定条件下煤粉气流的着火温度，其炉测出的在特定条件下煤粉气流的着火温度，其值越高，煤粉气流着火越难。

32、值越高，煤粉气流着火越难。（3 3）结渣指数）结渣指数S Sc c一维火焰炉渣型对比法所得的一维火焰炉渣型对比法所得的TPRITPRI结渣指数。结渣结渣指数。结渣TPRID.D.中国动力用煤燃烧结渣特征及其评价指标中国动力用煤燃烧结渣特征及其评价指标源上沉积的灰渣依照其粘结的紧密程度由强到弱可源上沉积的灰渣依照其粘结的紧密程度由强到弱可分为熔融、粘熔、强粘聚、粘聚、弱粘聚、微粘分为熔融、粘熔、强粘聚、粘聚、弱粘聚、微粘聚和附着灰等聚和附着灰等7 7个等级。个等级。（4 4）反应指数）反应指数RIRI、燃尽指数、燃尽指数Cb Cb 热重分析可测热重分析可测反应指数越大，煤样着火越困难。燃尽指数反

33、应指数越大，煤样着火越困难。燃尽指数CbCb。该。该指数越大，煤样燃尽越难。指数越大，煤样燃尽越难。（5 5）灰熔点类型结渣指数）灰熔点类型结渣指数RTRT灰熔点类型结渣指数灰熔点类型结渣指数RTRT由弱还原性气氛和氧化性气由弱还原性气氛和氧化性气氛下测定的变形温度氛下测定的变形温度DTDT和软化温度和软化温度STST确定：确定：TPRID.D.中国动力用煤燃烧结渣特征及其评价指标中国动力用煤燃烧结渣特征及其评价指标RTRT=（STSTmax+4max+4DTDTminmin）/5/5式中：式中：STSTmaxmax在弱还原性气氛和氧化性气氛中在弱还原性气氛和氧化性气氛中测得较高的软化温度，测

34、得较高的软化温度，；DTDTminmin在弱还原性气氛和氧化性气氛中测得较在弱还原性气氛和氧化性气氛中测得较低的变形温度，低的变形温度，。（6 6）灰成份类型结渣指数）灰成份类型结渣指数碱酸比碱酸比B/AB/A（CaOCaOMgOMgOFeFe2 2OO3 3K K2 2OONaNa2 2OO）（SiOSiO2 2AlAl2 2OO3 3TiOTiO2 2）TPRID.D.D.D.中国动力用煤燃烧结渣特征及其评价指标中国动力用煤燃烧结渣特征及其评价指标中国动力用煤燃烧结渣特征及其评价指标中国动力用煤燃烧结渣特征及其评价指标硅比硅比硅比硅比SpSpSiOSiO2 2（SiOSiO2 2FeFe2

35、 2OO3 3CaOCaOMgOMgO）FKNAFKNA指数（指数（指数（指数（FeFe2 2OO3 3NaNa2 2OOK K2 2OO）AlAl2 2OO3 3RzRz指标指标指标指标1.241.24（B BA A）0.280.28（SiOSiO2 2AlAl2 2OO3 3）0.0023ST0.0023ST0.019Sp0.019Sp5.45.4TGS热重分析可测：热重分析可测：Rw、Rj煤灰高温导电仪可测：煤灰高温导电仪可测：Tp比磁化仪可测：磁导率比磁化仪可测：磁导率TPRID.D.D.D.中国动力用煤燃烧结渣特征及其评价指标中国动力用煤燃烧结渣特征及其评价指标中国动力用煤燃烧结渣特

36、征及其评价指标中国动力用煤燃烧结渣特征及其评价指标1MW1MW1MW1MW半工业性煤粉燃烧试验台半工业性煤粉燃烧试验台半工业性煤粉燃烧试验台半工业性煤粉燃烧试验台1 1 1 1燃烧器燃烧器燃烧器燃烧器 2 2 2 2炉顶炉顶炉顶炉顶 3 3 3 3炉体炉体炉体炉体 4 4 4 4前转向室前转向室前转向室前转向室 5 5 5 5过热器过热器过热器过热器6 6 6 6后转向室后转向室后转向室后转向室 7 7 7 7空预器空预器空预器空预器 8 8 8 8水平烟道水平烟道水平烟道水平烟道 9 9 9 9烟气冷却器烟气冷却器烟气冷却器烟气冷却器TPRID.D.D.D.中国动力用煤燃烧结渣特征及其评价指

37、标中国动力用煤燃烧结渣特征及其评价指标中国动力用煤燃烧结渣特征及其评价指标中国动力用煤燃烧结渣特征及其评价指标一维火焰炉渣棒结渣情况（神华煤）一维火焰炉渣棒结渣情况（神华煤）一维火焰炉渣棒结渣情况（神华煤）一维火焰炉渣棒结渣情况（神华煤）TPRID.D.中国动力用煤燃烧结渣特征及其评价指标中国动力用煤燃烧结渣特征及其评价指标TPRID.D.D.D.中国动力用煤燃烧结渣特征及其评价指标中国动力用煤燃烧结渣特征及其评价指标中国动力用煤燃烧结渣特征及其评价指标中国动力用煤燃烧结渣特征及其评价指标TPRID.D.D.D.中国动力用煤燃烧结渣特征及其评价指标中国动力用煤燃烧结渣特征及其评价指标中国动力用

38、煤燃烧结渣特征及其评价指标中国动力用煤燃烧结渣特征及其评价指标qq煤的着火煤的着火qqI I区：区：区：区：IT800IT800,V,Vdafdaf15%:15%:较难较难较难较难着火煤类着火煤类着火煤类着火煤类qqII II区：区：区：区：IT=800700IT=800700,V,Vdafdaf=1025%:=1025%:中等着火煤类中等着火煤类中等着火煤类中等着火煤类qqIIIIII区：区：区：区：IT700IT20%:20%:较易较易较易较易着火煤类着火煤类着火煤类着火煤类TPRID.D.D.D.中国动力用煤燃烧结渣特征及其评价指标中国动力用煤燃烧结渣特征及其评价指标中国动力用煤燃烧结渣

39、特征及其评价指标中国动力用煤燃烧结渣特征及其评价指标TPRID.D.D.D.中国动力用煤燃烧结渣特征及其评价指标中国动力用煤燃烧结渣特征及其评价指标中国动力用煤燃烧结渣特征及其评价指标中国动力用煤燃烧结渣特征及其评价指标qq严重结渣三角区判严重结渣三角区判严重结渣三角区判严重结渣三角区判据据据据（ST-DTST-DTST-DTST-DT）2%)2%)具有低熔具有低熔点点(ST1250(ST2%)2%)具有中等具有中等熔点熔点(ST1350(ST1350)、中等结渣性能。其他大、中等结渣性能。其他大部分贫煤部分贫煤STST大于大于14001400。TPRID.D.D.D.中国动力用煤燃烧结渣特征

40、及其评价指标中国动力用煤燃烧结渣特征及其评价指标中国动力用煤燃烧结渣特征及其评价指标中国动力用煤燃烧结渣特征及其评价指标qq烟煤燃烧结渣特征烟煤燃烧结渣特征烟煤燃烧结渣特征烟煤燃烧结渣特征 它是碳化程度中等的煤，包括挥发分它是碳化程度中等的煤，包括挥发分它是碳化程度中等的煤，包括挥发分它是碳化程度中等的煤，包括挥发分14-30%14-30%的焦煤的焦煤的焦煤的焦煤（牌号为（牌号为（牌号为（牌号为J J）直到挥发分）直到挥发分）直到挥发分）直到挥发分37%37%的长焰煤（牌号为的长焰煤（牌号为的长焰煤（牌号为的长焰煤（牌号为C C）之间的所有煤种；）之间的所有煤种；）之间的所有煤种；）之间的所有

41、煤种；易易易易 极易燃烧性能，有易自燃、爆炸倾向；极易燃烧性能，有易自燃、爆炸倾向；极易燃烧性能，有易自燃、爆炸倾向；极易燃烧性能，有易自燃、爆炸倾向；HGIHGI一般在一般在一般在一般在5050以上；以上；以上；以上；侏罗纪煤侏罗纪煤侏罗纪煤侏罗纪煤AdAd一般一般一般一般15%15%，但易结渣，其中神华煤灰，但易结渣，其中神华煤灰，但易结渣，其中神华煤灰，但易结渣，其中神华煤灰具高具高具高具高CaOCaO特性，而大同煤灰具高特性，而大同煤灰具高特性，而大同煤灰具高特性，而大同煤灰具高FeFe2 2OO3 3性，其熔点性，其熔点性，其熔点性，其熔点ST1250ST20%20%。TPRID.D

42、.D.D.中国动力用煤燃烧结渣特征及其评价指标中国动力用煤燃烧结渣特征及其评价指标中国动力用煤燃烧结渣特征及其评价指标中国动力用煤燃烧结渣特征及其评价指标qq褐煤燃烧结渣特征褐煤燃烧结渣特征褐煤燃烧结渣特征褐煤燃烧结渣特征 其是碳化程度较低的煤种。挥发分其是碳化程度较低的煤种。挥发分V Vdafdaf为为40-40-50%50%甚至更高。甚至更高。极易燃烧性能，有极易自燃、爆炸倾向；极易燃烧性能，有极易自燃、爆炸倾向；HGIHGI一般在一般在5050以上；以上；内蒙、云南等大部分褐煤内蒙、云南等大部分褐煤MMt t可达可达30%30%以上，以上，A Ad d一般一般20%20%，极易结渣，其熔

43、点，极易结渣，其熔点ST1200ST30%30%的老年褐煤，的老年褐煤，MMt t25%1400 1400。TPRIE.E.E.E.我国大容量电站锅炉燃用主要煤种存在的问题我国大容量电站锅炉燃用主要煤种存在的问题我国大容量电站锅炉燃用主要煤种存在的问题我国大容量电站锅炉燃用主要煤种存在的问题qq烟煤炉膛、过热器结渣，再热器超温烟煤炉膛、过热器结渣，再热器超温,灰水灰水管结垢：神华等煤；管结垢：神华等煤；qq无烟煤炉膛结渣、燃烧经济性差：阳泉、无烟煤炉膛结渣、燃烧经济性差：阳泉、贵州无烟等煤贵州无烟等煤qq无烟煤锅炉出力不足：阳城等煤（无烟煤锅炉出力不足：阳城等煤（HGIHGI）qq褐煤锅炉出力

44、不足：新疆哈密、内蒙等地褐煤锅炉出力不足：新疆哈密、内蒙等地煤（煤（MMt t）TPRIF.F.F.F.混煤燃烧结渣性能评价混煤燃烧结渣性能评价混煤燃烧结渣性能评价混煤燃烧结渣性能评价1.1.混煤特性参数变化：混煤特性参数变化：qq混煤基本参数可与单样参数加权平均接近混煤基本参数可与单样参数加权平均接近如如MM、A A、QQ、V V、S S、HGIHGI等；等；qq着火稳定性着火稳定性通常混煤介于各单一煤种之通常混煤介于各单一煤种之间；间；qq燃尽性能燃尽性能各单一煤种性能差别过大时，各单一煤种性能差别过大时，由于易燃煤种由于易燃煤种“抢风抢风”，使难燃煤种燃尽更，使难燃煤种燃尽更加困难，导致

45、混煤燃尽性能急剧下降；加困难，导致混煤燃尽性能急剧下降；qq结渣性能结渣性能由于各煤灰成分不同，一但形由于各煤灰成分不同，一但形成共熔体，混煤的结渣性可能高于所有单一成共熔体，混煤的结渣性可能高于所有单一煤种。煤种。TPRI灰组份的熔点温度及化学特性灰组份的熔点温度及化学特性元素氧化物熔点()化学特性化合物熔点()SiSiO21715酸性Na2SiO3877AlAl2O32043酸性K2SiO3977TiTiO21838酸性Al2O3-Na2O-6SiO21099FeFe2O31566碱性Al2O3-K2O-6SiO21149CaCaO2521碱性FeSiO31143MgMgO2799碱性Ca

46、O-Fe2O31249NaNa2O1277升华碱性CaO-MgO-2SiO21390kK2O349分解碱性CaSiO31540F.F.混煤燃烧结渣性能评价混煤燃烧结渣性能评价TPRIF.F.F.F.混煤燃烧结渣性能评价混煤燃烧结渣性能评价混煤燃烧结渣性能评价混煤燃烧结渣性能评价TPRIF.F.F.F.混煤燃烧结渣性能评价混煤燃烧结渣性能评价混煤燃烧结渣性能评价混煤燃烧结渣性能评价2.2.混煤燃烧结渣性能评价方法混煤燃烧结渣性能评价方法qq采用以燃烧试验为基础的评价方法，主采用以燃烧试验为基础的评价方法，主要试验：要试验：一维火焰炉一维火焰炉一维火焰炉一维火焰炉或或或或1MW1MW1MW1MW半

47、工业性试验炉半工业性试验炉半工业性试验炉半工业性试验炉以煤灰导电性为结渣辅助判别试验以煤灰导电性为结渣辅助判别试验以煤灰导电性为结渣辅助判别试验以煤灰导电性为结渣辅助判别试验qq以数据库形式，不断进行数据积累，并以数据库形式，不断进行数据积累，并完善各类指标。完善各类指标。TPRIF.F.F.F.混煤燃烧结渣性能评价混煤燃烧结渣性能评价混煤燃烧结渣性能评价混煤燃烧结渣性能评价 示例示例示例示例TPRIF.F.F.F.混煤燃烧结渣性能评价混煤燃烧结渣性能评价混煤燃烧结渣性能评价混煤燃烧结渣性能评价 示例示例示例示例TPRIF.F.F.F.混煤燃烧结渣性能评价混煤燃烧结渣性能评价混煤燃烧结渣性能评

48、价混煤燃烧结渣性能评价 示例示例示例示例1MW1MW1MW1MW试验炉得出过热器积灰情况试验炉得出过热器积灰情况试验炉得出过热器积灰情况试验炉得出过热器积灰情况TPRIF.F.F.F.混煤燃烧结渣性能评价混煤燃烧结渣性能评价混煤燃烧结渣性能评价混煤燃烧结渣性能评价 示例示例示例示例1MW1MW1MW1MW试验炉得出的炉内结渣情况试验炉得出的炉内结渣情况试验炉得出的炉内结渣情况试验炉得出的炉内结渣情况TPRIG.G.不同用途的混煤方案、措施及其在电站锅炉中的实绩不同用途的混煤方案、措施及其在电站锅炉中的实绩不同用途的混煤方案、措施及其在电站锅炉中的实绩不同用途的混煤方案、措施及其在电站锅炉中的实

49、绩1.几种掺烧原因几种掺烧原因qq煤源：燃烧特性相差较大煤种的掺烧煤源：燃烧特性相差较大煤种的掺烧qq采用掺烧方案降低炉内结渣趋势采用掺烧方案降低炉内结渣趋势qq采用掺烧方案提高火焰稳定性采用掺烧方案提高火焰稳定性qq采用掺烧方案降低硫排放及其他采用掺烧方案降低硫排放及其他TPRIG.G.不同用途的混煤方案、措施及其在电站锅炉中的实绩不同用途的混煤方案、措施及其在电站锅炉中的实绩不同用途的混煤方案、措施及其在电站锅炉中的实绩不同用途的混煤方案、措施及其在电站锅炉中的实绩2.三种主要混煤方案是：三种主要混煤方案是：qq采用不同制粉系统，不同燃烧器分别燃用煤采用不同制粉系统，不同燃烧器分别燃用煤采

50、用不同制粉系统，不同燃烧器分别燃用煤采用不同制粉系统，不同燃烧器分别燃用煤种，使煤种在炉内燃烧过程中混合种，使煤种在炉内燃烧过程中混合种，使煤种在炉内燃烧过程中混合种，使煤种在炉内燃烧过程中混合(可随时可随时可随时可随时根据负荷等调节比例）根据负荷等调节比例）根据负荷等调节比例）根据负荷等调节比例）用于燃烧特性相差较大的、直吹式制粉系统用于燃烧特性相差较大的、直吹式制粉系统用于燃烧特性相差较大的、直吹式制粉系统用于燃烧特性相差较大的、直吹式制粉系统TPRIG.G.不同用途的混煤方案、措施及其在电站锅炉中的实绩不同用途的混煤方案、措施及其在电站锅炉中的实绩不同用途的混煤方案、措施及其在电站锅炉中