隨著電力工業的迅速發展，如何有效利用煤炭資源、降低發電成本、節能減排、提高企業競爭力，成為發電企業研究的重要課題。內蒙古自治區褐煤儲量大，開發潛力巨大，具有重要的應用價值。為此，結合鍋爐運行特性，進行以燃燒煙煤為主、摻燒錫林郭勒褐煤的試驗研究．從而達到提高機組整體安全性與經濟性的目的。
1、鍋爐設備概況
    內蒙古國電新豐熱電廠（以下簡稱新豐電廠）2臺鍋爐為東方鍋爐廠生產的DG1065/18.2-Ⅱ6型亞臨界、一次中間再熱、自然循環汽包鍋爐，其燃燒系統為單爐膛、平衡通風，擺動燃燒器、四角切圓燃燒，固態排渣煤粉爐：制粉系統為中速磨正壓直吹式．每臺爐配5臺ZCM95C型中速磨煤機．4臺可帶MCR負荷．1臺備用。設計燃用神華準格爾煙煤，并摻燒大同煙煤。富通新能源生產銷售生物質鍋爐，生物質鍋爐主要燃燒秸稈顆粒機、木屑顆粒機壓制的生物質顆粒燃料，同時我們還有大量的楊木木屑顆粒燃料和玉米秸稈顆粒燃料出售。
2、褐煤燃燒特性分析
    摻燒的褐煤性能見表l所示。該褐煤水分高、揮發分高、熱值低、灰分較低，易自燃，易結焦。干燥無灰基揮發分高達40%以上，有利于著火，但也容易造成火嘴燒壞、結焦等問題；水分高，不利于煤粉著火和燃燒穩定：煤粉細度較大，燃盡性較差．燃燒效率低，易造成燃燒損失。由于褐煤熱值低，水分在30%以上，原制粉系統設計的熱風參數不能滿足新運行工況的要求，磨煤機干燥出力將大幅度降低．直接影響鍋爐出力。
3、褐煤摻燒方式及燃燒調整
    采用褐煤摻燒的方式，首先應保證鍋爐穩燃、防結焦和提高制粉系統干燥出力等．然后考慮提高機組出力和效率等。使煤粉穩定著火，應在一次風噴口出口附近區域形成局部高溫、高煤粉濃度和高氧濃度的“三高區…”：使煤粉穩定燃燒，必須保持較高的爐膛溫度及良好的爐內空氣動力場。影響煤粉燃盡的主要因素是爐膛火焰充滿程度、煤粉細度及煤粉停留時間．因此需要保證切圓大小，提高爐內擾流強度，降低火焰中心，選擇合適的煤粉細度。
    (1)l號、2號磨煤機燃用煙煤，保證下層主力磨的安全穩定運行．并在爐膛內形成一個穩定的“三高區”；3號、4號磨煤機使用褐煤；5號磨煤機仍燃用煙煤，并作為高負荷時的備用磨。負荷高峰時減少褐煤的摻燒比例，低谷時適當增加摻燒比例：150—240 MW摻燒比例為30%—70%,240~270 MW摻燒比例為20%-40%。
    (2)磨制褐煤的磨煤機一次風量維持在52—68km3/h，適當調整褐煤水分，使一次風速為30 m/s：管道內的風粉氣流要保持合理的流速，既防止一次風管被堵和噴燃器口燒壞，又兼顧煤粉及時著火，不滯后：煤粉細度調整到27%—35%：爐膛出口氧量保證在4%～6%。
    (3)摻燒褐煤的一次風噴口周界風開度比設計煤種大10%．輔助風門開度為35%左右：燃燒器四角的煤粉分配均勻．運行中通過調節磨煤機出口煤粉分配器開度，保證四角負荷均勻，均勻配風，保持合適的二次風箱與爐膛差壓不低于0.5 kPa。燃燒器噴口周界風開度保證不低于20%,燃料和空氣要混合良好，避免局部高溫和局部還原性氣氛。
    (4)經計算，制粉系統露點溫度為48—49.5℃。磨煤機出口溫度必須高出露點溫度5℃．避免煤粉粘接在煤倉壁上發生自燃和爆炸。燃用褐煤磨煤機運行過程中出口溫度不超過70℃．防止磨煤機自燃和爆炸。磨煤機組出口溫度跳閘值修改為90℃。
    (5)磨煤機停運前，褐煤煤倉應保持低料位。先關閉給煤機上插板．保證出口溫度在控制范圍內．待給煤機皮帶走空后方可停止運行．同時關閉下插板，繼續給磨煤機通風．待磨煤機內積粉除掃干凈后再停止運行，關閉風門，防止自燃。運行中若發現制粉系統有自燃現象時，立即停止磨煤機，并關閉風門，通入消防蒸汽。
4、摻燒褐煤應注意的問題
4.1  制粉系統的檢查與維護
    因褐煤水分大．干燥出力受到限制，摻燒褐煤量太大，易造成堵磨和堵管現象，因此磨制褐煤的磨煤機要保持較高風速。高負荷時對整個制粉系統的磨損將增加，各轉機電耗增加，為此利用停機機會對各受熱面進行檢查和維護．發現有磨損部位及時進行更換或補焊；同時盡量保證機組在正常負荷下運行，避免超出力，以致使煙氣流速過大而加劇磨損。富通新能源生產銷售的生物質鍋爐以及木屑顆粒機壓制的生物質顆粒燃料是客戶們不錯的選擇。
4.2摻燒褐煤比例控制
    由于鍋爐是根據準格爾煙煤設計的．爐膛高度偏小，如果全部燃用褐煤．其燃盡時間不足，而且低負荷燃燒很難穩定．所以不易大比例摻燒褐煤。如果采用混燒．從燃盡角度考慮，由于褐煤的揮發分遠高于設計煤種．與準格爾煤混合后磨制，準格爾煤將磨得過粗．使飛灰含碳量增加．當2種煤粉經混合后一起進入燃燒區后．燃燒過程所需空氣中的氧會被褐煤首先消耗．準格爾煤顆粒在低氧條件下燃盡更為困難。當摻燒比例超過70%時，著火溫度明顯降低，不利于著火，火焰推遲，使火焰中心升高，混煤的燃燼特性急劇變差，使不完全燃燒熱損失增加，因此
在摻燒褐煤時將比例控制在70%以下．采用分磨配燒的方式．即4臺磨煤機運行時．將褐煤置于上層燃燒器，同時適當調整加載力．使磨煤機加載壓力適當降低，保持在6.512MPa．并對該磨的出口分離器擋板進行適當調整．將煤粉調粗．其余2臺磨煤機磨制準格爾煙煤．從而達到較好的摻配效果。
    摻燒比例過大，易造成帶負荷能力降低。在負荷240 MW以下，按照設計煤種．從2臺磨煤機磨制褐煤過程來看，配燒30%褐煤，在帶相同負荷時，給煤量增加15—20t/h。給煤量增加時，為保持合適的風、煤配比．燃燒所需的空氣量也有所增加，這樣就必須根據煤量的變化及時調整一次風壓、二次風壓的設定值，或者改變運行磨的風量配置．從而滿足給煤量增加所需氧量的需求：否則，將會造成磨煤機差壓增大，磨煤機由于堵塞導致跳磨事故。由于給煤量、風量的增加，造成過熱汽、再熱汽汽溫偏高，排煙熱損失增加，特別是在240MW以上時，送、引風機入口擋板已經開至90%以上、給煤量165t/h以上．帶負荷較困難。在汽機背壓維持30 kPa以下時，高負荷1臺摻燒褐煤的情況下，負荷下降15—20 MW。負荷變化對摻燒比例影響很大．而且負荷響應速度受到影響，新豐電廠投ACC，負荷變化頻繁。
    實踐證明，如果4臺磨煤機運行．每臺磨煤機摻燒50%比例的褐煤，機組最高只能維持86%左右的出力。摻燒褐煤后大約降低鍋爐效益0.8%。由于褐煤煤質不穩定，壓力波動較大，造成爐側各參數波動．增加了調整難度。
4.3磨煤機出口溫度的控制
    在燃用褐煤的情況下．鍋爐的排煙溫度略有升高，因為在負荷相同時給煤量超出設計煤種的給煤量。根據鍋爐的風煤配比情況，給煤量的增大，一、二次風壓勢必增大．風量的增加，造成了煙氣量的增大，所以排煙溫度升高，鍋爐效率下降。為了進一步驗證燃用該煤種對鍋爐效率的影響．2009 -08對2號爐進行了性能試驗．在240 MW分別對燃用100%準格爾煤及摻燒40qo褐煤的情況進行對比．結果是褐煤排煙溫度比全部燃用準格爾煤高出5.65℃．鍋爐效率下降0.8%。為此，針對褐煤，適當提高磨煤機出口溫度，增加氧量，試驗取得了良好的效果。經測試．飛灰可燃物下降了0.6%．鍋爐效率提高了0.15%。摻燒褐煤時，磨煤機出口溫度不宜低于55℃。
4.4鍋爐運行工況的觀察與調整
    低負荷時，由于燃料量減少，爐膛溫度低，爐膛內燃燒狀況不夠穩定．時常發生燃燒器檢驗不到火焰而發生跳磨的現象．因此在摻燒褐煤時必須加強對鍋爐工況的監視，及時調整運行參數，必要時立即采取措施并投油穩燃。對2臺磨煤機磨制100%褐煤、其余2臺磨制100%準煤進行摻燒試驗：負荷180 MW以上時．通過對鍋爐燃燒情況的觀察．沒有發現燃燒不穩的現象：150 MW時．4臺磨煤機運行較突出的問題是磨煤機振動，冷風門開度增加，有燃燒不穩的現象，磨煤機電耗增加。實驗表明，機組180 MW時．引風機耗電率增加約2.12%．一次風機電率增加約5%．送風機電率增加2.2%。150 MW和180 MW負荷下摻燒試驗經濟性分析見表2所示。
4.5空氣預熱器的監督和維護
    褐煤硫分高．造成尾部煙道低溫腐蝕幾率增大，因此在摻燒該煤種時要加強對空氣預熱器的監督和維護。尤其在冬季，由于煙氣中含有水蒸氣，在燃料水分不多的情況下．空氣預熱器的低溫受熱面不會結露：但在燃燒過程中，由于灰分的性質及所采用的燃燒方式的不同，燃料中的硫分就有可能形成S02及S03，并轉入煙氣中，煙氣中的S03與水蒸氣形成硫酸蒸汽，當空氣預熱器低溫受熱面壁溫低于煙氣露點時，便有大量硫酸蒸汽凝結．從而導致空氣預熱器發生低溫腐蝕，甚至造成嚴重堵灰。為此，在冬季根據氣溫下降的情況及時投入暖風器系統，保證送風機入口的溫度在20℃以上。在暖風器故障不能正常投入時．運行中應加強對空氣預熱器出、入口一次風、二次風及煙氣差壓的監視，發現有脈動現象及時采取措施，必要時立即更換煤種，以防空氣預熱器發生低溫腐蝕，造成堵灰。若供漿設備供漿不及時，吸收塔內pH值不易維持最低值，因酸性過大，對管路腐蝕加大。褐煤燃燒后，煤黑較多，燃燒不充分，會影響石膏質量。根據情況調整煤種比例。
4.6吹灰器的檢查
    褐煤的灰熔點一般較低．在燃燒過程中容易沉積在水冷壁上．造成爐內結渣和爐膛出口受熱面結焦。加強對吹灰器的檢查，發現結焦嚴重可增加吹灰次數，并加強看火孔的檢查，發現結焦及時清理。
5、結束語
    在試驗研究基礎上．通過合理地摻燒褐煤，確保了機組的安全穩定運行，降低了發電成本。研究褐煤摻燒技術對緩解煤炭供應緊張狀況、增大電力輸出、促進經濟發展具有重要意義。