云岡熱電配煤摻燒經(jīng)濟(jì)性研究

鄧香艷，趙艷飛

（山西大唐國(guó)際云岡熱電有限責(zé)任公司，山西 大同 037039）

云岡熱電配煤摻燒經(jīng)濟(jì)性研究

鄧香艷，趙艷飛

（山西大唐國(guó)際云岡熱電有限責(zé)任公司，山西 大同 037039）

隨著燃煤價(jià)格的不斷上揚(yáng)，發(fā)電企業(yè)經(jīng)營(yíng)壓力空前增加。為了減緩生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)壓力，降低單位燃料成本，需要在保證安全生產(chǎn)的前提下，尋找替代煤源、摻燒低熱值煤種，本文重點(diǎn)是對(duì)云岡熱電配煤摻燒經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行研究，通過對(duì)煤質(zhì)特性分析及比質(zhì)比價(jià)分析，公司通過在生產(chǎn)中不斷摸索，初步確定了摻燒方案，提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

配煤；摻燒；經(jīng)濟(jì)性研究

云岡熱電二期2×300MW機(jī)組于2009年2月份投產(chǎn)，選用的為武漢鍋爐股份有限責(zé)任公司生產(chǎn)的為WGZ1100/17.5－1型鍋爐，制粉系統(tǒng)為ZGM95QC型中速磨煤機(jī)，正壓直吹制粉系統(tǒng)，鍋爐設(shè)計(jì)煤種為熱值為4 600 kcal/kg千克的煙煤。［1］［2］近幾年隨著燃煤價(jià)格的不斷上揚(yáng)，燃料成本已經(jīng)占發(fā)電成本的77%，發(fā)電企業(yè)經(jīng)營(yíng)壓力空前增加。為了減緩生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)壓力，降低單位燃料成本，云岡熱電公司積極謀劃，尋找替代煤源、摻燒低熱值煤種，在保證安全生產(chǎn)的前提下，在燃用的主流煤種中摻燒一定比例的褐煤或高硫煤，通過安全性分析及比質(zhì)比價(jià)分析，初步確定了摻燒方案，提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

1 國(guó)內(nèi)外配煤方法［3］

1.1 國(guó)外配煤方法

國(guó)外配煤一般采用倉(cāng)混式、帶混式或采用爐內(nèi)直接混合等形式，并且已經(jīng)發(fā)展到依靠配煤理論、運(yùn)用計(jì)算機(jī)指導(dǎo)煤場(chǎng)和電廠的動(dòng)力配煤。計(jì)算機(jī)優(yōu)化配煤運(yùn)行是一種應(yīng)付當(dāng)今火電廠燃煤頻繁變更，控制入爐煤質(zhì)的重要手段，可以有效地控制入爐煤質(zhì)，保證鍋爐的穩(wěn)定運(yùn)行，減輕鍋爐受熱面結(jié)渣、積灰、腐蝕和磨損。

例如：美國(guó)Praxic公司于20世紀(jì)90年代中期開發(fā)的電廠優(yōu)化配煤專家系統(tǒng)（CBAS）已經(jīng)用于美國(guó)和加拿大的部分電廠，［3］［4］根據(jù)Praxic公司的最新統(tǒng)計(jì)分析顯示：美國(guó)Pennsylvania電廠在使用了CBAS系統(tǒng)后，一改往日只使用固定煤種的情況，采用多煤種的配煤摻燒，僅此一項(xiàng)每年可節(jié)約達(dá)2 000 000美元?？纤蓦姀S在使用了CBAS系統(tǒng)后，通過配煤燃燒，增加了廉價(jià)煤的使用量，降低了發(fā)電成本，同時(shí)降低SO2和NOx的排放，全年總計(jì)節(jié)約1 000 000 美元。

1.2 國(guó)內(nèi)配煤途徑

我國(guó)按鍋爐臺(tái)數(shù)或容量統(tǒng)計(jì)，實(shí)際燃煤與設(shè)計(jì)煤種不符的占60%以上，許多燃煤鍋爐主動(dòng)或被動(dòng)地燃用混煤。由此引起許多鍋爐燃燒方面的問題，甚至出現(xiàn)由于混煤不當(dāng)而造成的燃燒不穩(wěn)、結(jié)渣停爐等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響電廠的安全與經(jīng)濟(jì)性。根據(jù)我國(guó)的國(guó)情，要從根本上解決煤質(zhì)變差的問題，燃用設(shè)計(jì)煤種不可能，而采用不同煤種摻燒是解決鍋爐煤質(zhì)適應(yīng)性的一個(gè)有效的辦法。

2 云岡熱電公司煤種特性參數(shù)對(duì)比及配煤摻燒可能帶來的危害

公司目前主要摻燒為褐煤，從主流煤種及摻燒煤種對(duì)比表可以看出摻燒褐煤可能帶來的危害。［4］

（1）水分大，是主流煤種的6倍左右。導(dǎo)致引燃和著火較困難，且延長(zhǎng)燃燒過程，降低燃燒室溫度，增加不完全燃燒損失和排煙熱損失；同時(shí)還會(huì)增加引風(fēng)機(jī)的耗電量，影響制粉系統(tǒng)的煤粉細(xì)度，降低磨煤機(jī)出力，增加制粉電耗，使磨煤機(jī)出口溫度降低，甚至堵塞制粉管道，使煤粉倉(cāng)、給粉機(jī)下粉不均勻，造成燃燒失常。

（2）發(fā)熱量低，發(fā)熱量低于設(shè)計(jì)煤種熱值37%；低于主流煤種27.5%。易導(dǎo)致爐內(nèi)溫度水平下降，不利于煤的著火與燃盡，導(dǎo)致機(jī)械不完全燃燒及排煙熱損失增加，鍋爐效率下降；有時(shí)會(huì)出現(xiàn)燃燒不穩(wěn)、滅火等現(xiàn)象，需要投助燃油，增加燃料成本。

（3）硫份較大。較張家溝主流煤種硫份高1.33倍，為了使煙氣達(dá)標(biāo)排放，煙氣脫硫裝置運(yùn)行費(fèi)用增加，且易引起鍋爐高、低溫受熱面的腐蝕、堵灰。特別是高、低溫段空氣預(yù)熱器的使用壽命大大縮短，同時(shí)，含硫量增高，促使灰熔溫度降低，導(dǎo)致鍋爐結(jié)渣或加重結(jié)渣。

（4）揮發(fā)份高。燃用揮發(fā)分Vdaf＞25%，很容量發(fā)生制粉系統(tǒng)自燃和爆炸事故。

3 摻燒褐煤存在的問題及摻燒過程中面對(duì)問題的應(yīng)對(duì)措施

（1）褐煤的水分含量較高，不可避免的會(huì)降低磨煤機(jī)的干燥出力，隨著褐煤比例的增加，混煤水分呈線性提高的趨勢(shì)，磨煤機(jī)的干燥出力則逐漸下降，造成磨制褐煤的磨煤機(jī)出力受限。這樣鍋爐給煤量會(huì)受限，機(jī)組帶負(fù)荷能力受限。因此為防止煤粉管堵塞，加之還須保證煤粉氣流的最低著火溫度，規(guī)定了磨出口溫度不低于57 ℃。

（2）針對(duì)褐煤的發(fā)熱量偏低，摻燒褐煤會(huì)致使機(jī)組帶負(fù)荷和變負(fù)荷能力下降。理論計(jì)算鍋爐帶滿負(fù)荷需要輸入的總熱量為2 984.01 GJ/h，如果按每小時(shí)單臺(tái)爐消耗185 t燃煤計(jì)算，則須保證摻配后混煤的發(fā)熱量16.13 GJ/t（3 857 kcal/kg）。

（3）因褐煤的灰熔點(diǎn)低（一般在1 200 ℃左右），較我廠二期鍋爐的爐膛溫度1 300 ℃以上要低。因此，摻入褐煤后必會(huì)導(dǎo)致爐內(nèi)結(jié)焦加劇，針對(duì)摻燒褐煤容易結(jié)焦的特性，具體預(yù)控措施如下：①運(yùn)行中要適當(dāng)增加吹灰次數(shù)；②根據(jù)燃煤灰熔點(diǎn)的高低及時(shí)調(diào)整混配比例；③加強(qiáng)燃燒調(diào)整，在滿足環(huán)保要求的前提下，適當(dāng)提高爐膛出口氧量到3.5%～5%，并加強(qiáng)一、二次風(fēng)配比，適當(dāng)增加一次風(fēng)速推遲著火點(diǎn)，盡量利用下層燃燒器，開大上層二次風(fēng)，關(guān)小下層二次風(fēng)，使火焰中心適當(dāng)降低，以免爐內(nèi)溫度場(chǎng)偏斜造成結(jié)焦；④嚴(yán)格限制鍋爐超負(fù)荷運(yùn)行，在混燒褐煤時(shí)鍋爐蒸發(fā)量不超過1 045 t/h；⑤加強(qiáng)運(yùn)行監(jiān)視，每班應(yīng)對(duì)爐膛進(jìn)行兩次防焦檢查，噴燃器、干渣機(jī)上部看火孔、渣井為檢查重點(diǎn)，并及時(shí)清除燃燒器結(jié)焦。

（4）由于芒萊褐煤礦化程度淺，部分煤質(zhì)還存在明顯的木腐質(zhì)纖維，這對(duì)煤的可磨性有很大的影響，會(huì)造成磨煤機(jī)的振動(dòng)增大及磨煤機(jī)的磨制出力下降。應(yīng)對(duì)方案是放大煤粉細(xì)度，提高出力，但這樣做又會(huì)加劇不完全燃燒損失，使得飛灰和大渣含碳量增加，需經(jīng)長(zhǎng)期摸索和進(jìn)一步調(diào)整來進(jìn)行緩減。

4 燃煤摻燒混配比質(zhì)比價(jià)分析［3］［5］

由于配煤條件的限制，公司一般用二種主流煤與褐煤或高硫煤進(jìn)行摻燒。計(jì)劃采購(gòu)燃煤產(chǎn)地分別為：張家溝（Z），安太堡（A），串草（C），芒萊（M），因各種燃煤都達(dá)不到設(shè)計(jì)煤種要求，根據(jù)目前鍋爐燃燒、帶負(fù)荷要求及脫硫系統(tǒng)需要，摻配后的水分應(yīng)控制在17%之內(nèi)，硫分應(yīng)控制在1%之內(nèi)，滿負(fù)荷時(shí)低位發(fā)熱量高于3857 kcal/kg。以張家溝（Z），串草（C）及芒萊褐煤（M）為例，求其混配比。

5 結(jié)束語

在摻燒過程中，在高負(fù)荷時(shí)，可通過串草圪旦煤與安太堡高硫煤摻燒，在低峰負(fù)荷時(shí)可通過串草圪旦煤與褐煤進(jìn)行摻燒，張家溝煤可作為主流煤補(bǔ)充。

1 云岡熱電300MW汽輪發(fā)電機(jī)組集控主機(jī)運(yùn)行規(guī)程［S］

2 云岡熱電擴(kuò)建工程可行性研究報(bào)告［S］

3 李 青、公維平.火力發(fā)電廠節(jié)能和指標(biāo)管理技術(shù)［M］.北京：中國(guó)電力出版社，2006：274～275

4 白 巖、林詒青.330MW鍋爐褐煤摻配摻燒的情況分析［J］.赤子，2009（12）

5 李 青、張興營(yíng)、徐光照等.火力發(fā)電廠生產(chǎn)指標(biāo)管理手冊(cè)［M］.北京：中國(guó)電力出版社，2007.3

The Yungang Thermoelectricity Coal Blending Mixes Burns the Efficient Research

Deng Xiangyan，Zhao Yanfei

Along with coal－burning price’s unceasing rising, the electricity generation enterprise manages the pressure to increase unprecedentedly. In order to slow down the production, the management pressure, falls the low unit fuel cost, needs under the guarantee safety in production premise, to seek for the substitution source of coal, to mix burns the low heat value coal to plant, this article key point is mixes to the Yungang thermoelectricity coal blending burns the efficiency to conduct the research, through to the anthrax characteristic analysis and compared to the nature price ratio analysis, the company through tried to find out unceasingly in the production, had determined initially mixes burns the plan, raised enterprise’s economic efficiency.

coal blending; mixes the fever; efficient research

TM621

A

1000－8136（2011）03－0137－02