新建燃煤机组炉膛选型
现有机组变更煤种技术咨询服务

    煤质特性与锅炉型式匹配，对锅炉机组安全经济运行至关重要。尤其是大容量锅炉炉体庞大，结构复杂，一旦设计制造完毕，很难就炉膛容积和形状做实质性修改。因此，在锅炉设计之初，就应根据机组容量和设计煤质选定适宜的燃烧方式、炉膛关键特征参数、制粉系统和磨煤机型式，使新建锅炉能达到较高的燃烧效率、较大的负荷调节幅度和较低的NOx生成浓度值；对于燃用易结渣煤种的锅炉，则在结合定期吹灰等运行措施下，炉膛结渣倾向能降低到可保证锅炉安全可靠运行的程度。为此，原电力部于1993年颁发了《关于加强大型燃煤锅炉燃烧管理和若干规定》，对新建、扩建、现役机组改换或掺烧新煤种，及对现役机组实际燃用煤质指标超出规定范围时，所应取得的煤质特性和燃烧特性试验数据都作出明确详细的规定，以确保燃煤机组运行的经济性和安全可靠性。

煤性—炉型耦合技术体系

    西安热工研究院有限公司电站清洁燃烧国家工程中心自70年代开始就致力于动力用煤特性、炉型及其与运行实绩的相关性研究，相继建立了一维火焰炉、1MW半工业性燃烧试验台和拥有先进仪器的煤性分析实验室，发展了一支由煤粉锅炉燃烧专家和煤性分析专家组成的专业队伍，形成了一套热工院特有的煤性炉型耦合研究体系。70年代，热工院以常规数据组合指标判别煤的燃烧性能，较好的解决了小容量锅炉与煤的匹配问题。

80年代，热工院首先将煤的热重分析和一维火焰炉用于煤燃烧特性判别，并对常规指标进行了综合处理，提出了适合当时主力机组容量（200MW）的煤性评价体系。90年代，以300MW、600MW为主力机组的格局逐渐形成，锅炉燃烧方式呈多样化发展，“煤性—炉型”的匹配也随着一些重大事故的出现而显得更为重要，为此，热工院又将1MW半工业性燃烧试验台用于煤燃烧特性判别，以适应机组容量发展的需要。几十年来，通过实验室大量的燃煤特性常规和非常规试验分析，试验炉试烧，已投运锅炉运行效果的调研总结，积累了数以万计的大量数据和丰富的经验，以此为基础，通过优化和推导，总结提出了热工院特有的初级、中级、精确三级煤性判别体系和TPRI结渣性能评价程序、TPRI着火燃尽性能评价程序(见图1、图2)；建立了包括当前国内外燃烧方式的主要技术流派、其功能扩展到燃烧方式、制粉系统、关键技术等，覆盖了着火、燃尽、结渣等全过程的“煤性—炉型数据库”、 “煤性—炉型耦合专家系统”， 经运行实绩验证，该系统的预测精度达到了99%以上。该项技术成果获99年度国家电力公司科技进步一等奖，国家科技进步二等奖。

技术咨询服务项目

    1. 测试评价设计煤、校核煤的研磨特性、燃烧特性、结渣特性和环保特性（如除尘效果、烟气脱硫性能、燃煤自脱硫性能等），据此推荐新建燃煤机组应采取的制粉系统和燃烧方式以及有关性能参数的预测；确定新建锅炉机组炉膛轮廓特征参数及燃烧效果指标；作为编写锅炉设备招标文件技术规范的依据。
    2. 机组改变煤种或掺烧煤种时，需在专门的试验台上架对煤的可磨性、磨损特性、磨煤机适应性、煤粉着火特性、燃尽特性、炉膛结渣特性、飞灰比电阻等进行测试评价，并协助业主完成现场实炉试烧，以确定锅炉与新煤种的适应性或掺烧比例，确保机组改变煤种后运行的安全可靠性。
    3. 运行机组存在的问题诊断，为锅炉改造提供依据；
    4. 锅炉设计煤种的确定。

应用业绩

    自1986年以来，西安热工研究院有限公司已为91项100-660MW机组新建工程进行了锅炉炉膛选型试验研究，并为近40个（含两个高海拔影响试验项目）现役机组进行了评价、改换煤种、燃煤掺烧的试验和技术服务工作，为我国电力建设和安全生产做出了突出贡献。