熱電企業(yè)CFB鍋爐燃料優(yōu)化創(chuàng)新管理

摘要：技術(shù)革新也是熱電企業(yè)發(fā)展研究的一個重要方向，CFB鍋爐的發(fā)展，燃?xì)廨啓C(jī)參與市場競爭，城市垃圾處理技術(shù)的發(fā)展及冷熱電聯(lián)產(chǎn)等都是熱電企業(yè)發(fā)展的有效對策。相對于煤粉爐而言，CFB鍋爐具有煤炭適應(yīng)性更廣的特點(diǎn)，文章主要結(jié)合實(shí)際工作，對熱電企業(yè)CFB鍋爐燃料優(yōu)化創(chuàng)新管理措施，進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：熱電企業(yè);CFB鍋爐燃料;管理

引言

不同品質(zhì)和價(jià)格的煤炭在鍋爐燃燒使用中，能耗和環(huán)保排放差異大，如CFB鍋爐燃用揮發(fā)分小于10%的煤炭，由于著火溫度高，難燃盡，飛灰含碳較燃用大于18%揮發(fā)分煤炭高2%;燃用全水分大于10%的煤炭，由于水分蒸發(fā)吸熱帶走爐內(nèi)熱量，排煙溫度較燃用小于8%水分煤炭高5℃;燃用含硫量大于1.5%的煤炭，在同等未脫硫前的情況下，SO2排放量較燃用小于1%硫分的煤炭高400mg/m3。綜上所述，不同燃料的選擇和使用對CFB鍋爐的能耗和環(huán)保排放影響大，從近幾年摻燒進(jìn)口煤炭取得的成效來看，除其價(jià)格相對穩(wěn)定外，進(jìn)口煤炭品質(zhì)相對穩(wěn)定、揮發(fā)分適中，含硫量低，配煤的硫含量控制在低于1%范圍內(nèi)，再加上爐內(nèi)、爐外脫硫脫硝項(xiàng)目的不斷完善，滿足了SO2、NOX等環(huán)保達(dá)標(biāo)減排要求，對保護(hù)環(huán)境和員工身心健康，建設(shè)資源節(jié)約型企業(yè)起到了關(guān)鍵作用。

相對于煤粉爐而言，CFB鍋爐具有煤炭適應(yīng)性更廣的特點(diǎn)，特別是FW公司設(shè)計(jì)制造的循環(huán)流化床鍋爐，我單位在以煤炭、石油焦為主的基礎(chǔ)上，還對摻燒低熱值的油頁巖、白土油泥等進(jìn)行了摸索和嘗試，取得了良好成效。正是該類型鍋爐對燃料熱值、揮發(fā)分、硫含量等指標(biāo)的要求范圍較寬，有較強(qiáng)的燃料適應(yīng)性能，通過合理的選煤、配煤和優(yōu)化操作，重點(diǎn)控制熱值和揮發(fā)分，關(guān)注含硫量、灰熔點(diǎn)和矸石率，在保證鍋爐安穩(wěn)運(yùn)行的前提下，實(shí)現(xiàn)了燃料性價(jià)比總體最優(yōu)、綜合效益最好。

在確保安全第一、環(huán)保優(yōu)先的前提下，創(chuàng)新熱電企業(yè)燃料管理體系是實(shí)現(xiàn)熱電系統(tǒng)安穩(wěn)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的前提和基礎(chǔ)，下面將對其進(jìn)行探討。

1.嚴(yán)定標(biāo)準(zhǔn)，完善制度

根據(jù)CFB鍋爐特性，確定了以下四點(diǎn)配煤原則：一是以確保鍋爐安全穩(wěn)定運(yùn)行、負(fù)荷調(diào)節(jié)滿足設(shè)計(jì)工況為目的;二是以實(shí)現(xiàn)環(huán)保達(dá)標(biāo)排放為目的，配煤的硫含量要控制在合適的范圍;三是以實(shí)現(xiàn)效益最大化為目的，盡可能提高性價(jià)比優(yōu)的煤種摻燒比例，降低配煤的標(biāo)煤單價(jià);四是以提高鍋爐熱效率為目的，配煤的各參數(shù)盡量接近設(shè)計(jì)指標(biāo)。按照以上原則，制定了以下入爐燃料指標(biāo)控制標(biāo)準(zhǔn)（見表1）。

表1" CFB鍋爐入爐燃料指標(biāo)控制范圍

低位熱值（kcal/kg）

最小

5000

硫含量（%）

最小

—

正常

5100

正常

≤1.0

最大

5200

最大

≤2.0

全水（%）

最小

—

灰分（%）

最小

25

正常

≤9

正常

28

最大

≤10

最大

30

內(nèi)水（%）

最小

—

矸石率（%）

最小

—

正常

2.00

正常

≤1.0

最大

2.50

最大

≤1.5

固定碳（%）

最小

48

揮發(fā)分（%）

最小

18

正常

50

正常

20

最大

52

最大

22

≤0.45mm粒徑

最大

≤35

2.關(guān)注煤炭重點(diǎn)指標(biāo)，抓住采制化關(guān)鍵質(zhì)量控制節(jié)點(diǎn)

通過合理的選煤和配煤，在保證鍋爐安全平穩(wěn)運(yùn)行的前提下，重點(diǎn)抓好熱值、揮發(fā)分、水分、灰分等指標(biāo)監(jiān)控，將入廠煤炭全水分標(biāo)準(zhǔn)控在9%以內(nèi)，實(shí)施超水分扣量，嚴(yán)控煤炭虧噸。同時，控制揮發(fā)分、硫含量等指標(biāo)，以滿足環(huán)保排放的要求。特別關(guān)注進(jìn)口煤炭灰熔點(diǎn)指標(biāo)，對進(jìn)口高卡煤炭進(jìn)行灰熔點(diǎn)分析評價(jià)，要求所用進(jìn)口煤種灰熔融性變行溫度達(dá)到1250℃以上，避免摻燒出現(xiàn)結(jié)焦問題，確保滿足CFB鍋爐使用基本要求。入廠指標(biāo)均滿足配燒要求，具體數(shù)據(jù)見表2。

表2 CFB鍋爐入廠煤炭質(zhì)量指標(biāo)

項(xiàng)目

低卡煙煤

越南無煙煤

高卡煙煤

控制值

實(shí)際值

控制值

實(shí)際值

控制值

實(shí)際值

收到基低位發(fā)熱量

（Qnet，ar，kcal/kg）

4500～4800

4200～4600

4500～4800

4700～4800

≥5500

5400～5800

干燥基全硫（St，d，%）

≤0.8

0.3-1.0

≤0.8

0.2-0.4

≤0.8

0.5-0.8

矸石率（%）

≤1.0

0.4-1.0

≤1.0

0.1-0.3

≤1.0

0.01-0.3

收到基揮發(fā)分（Var，%）

20-26

20-26

5-10

5-10

20-30

20-30

干燥基灰分（Ad，%）

≤38

32-36

≤35

33-36

≤25

16-25

收到基全水分（Mt，%）

≤9

8-10

≤9

8-9

≤9

8-9

內(nèi)水（Mad，%）

≤3.5

2-3

≤2.5

1-2

≤3.0

2-3

灰熔融性變行溫度

（ST，℃）

≥1250

≥1400

≥1250

≥1400

≥1250

≥1300

粒徑小于0.45mm占比（%）

≤30

≤30

≤35

≤35

≤30

≤30

3.靈活選配國內(nèi)外優(yōu)勢煤種，降低入爐燃料成本

根據(jù)國內(nèi)外煤炭定價(jià)機(jī)制，按適當(dāng)比例靈活選用進(jìn)口煤與國內(nèi)低卡煙煤配燒，與同期國內(nèi)秦皇島基地5000大卡動力煤對比測算成本，尋求最優(yōu)配燒方案（具體見表3）

表3" 各煤種配燒成本對比情況

煤種

高卡煙煤

高卡煙煤

普通煙煤

低卡煙煤

無煙煤

實(shí)際入爐熱值

實(shí)際入爐成本

與純燒普通煙煤比

單位

大卡

大卡

大卡

大卡

大卡

大卡

元/噸標(biāo)煤

元/噸標(biāo)煤

熱值

5800

5500

5000

4500

4800

5100±50

配比后實(shí)際成本情況

1

純燒普通煙煤

4900

1020.04

0

2

純燒5500高卡煙煤

5400

1007

-13.04

3

純燒5800高卡煙煤

5700

997.44

-22.6

4

1高（5800）配1低（4500）

5000

990.59

-29.45

5

1高（5500）配1低（4500）

4850

995.7

-24.34

6

2高（5800）配1低（4500）

5233

993.08

-26.96

7

2高（5500）配1低（4500）

5125

999.74

-20.3

9

3高（5500）配1無（4800）

5225

998.46

-21.58

8

3高（5500）配1低（4500）配1無（4800）

5040

995.57

-24.47

10

2高（5800）配1低（4500）配1無（4800）

5100

987.54

-32.5

通過對不同品質(zhì)煤種及石油焦配燒的摸索和總結(jié)，以接近鍋爐設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為原則，實(shí)現(xiàn)入爐燃料質(zhì)量穩(wěn)定和燃燒工況最佳的配燒方案主要有以下四種：

方案1：2份高卡煙煤5500大卡配1份無煙煤4800大卡標(biāo)煤價(jià)為995.49元/噸、入爐熱值5167大卡，比純燒5000大卡煙煤標(biāo)煤價(jià)低24.6元/噸;

方案2：3份高卡煙煤5500大卡配1份無煙煤4800大卡標(biāo)煤價(jià)為998.46元/噸、入爐熱值5225大卡，比純燒5000大卡煙煤標(biāo)煤價(jià)低21.6元/噸;

方案3：2份高卡煙煤5500大卡配1份低卡煙煤4500大卡標(biāo)煤價(jià)為999.74元/噸、入爐熱值5033大卡，比純燒5000大卡煙煤標(biāo)煤價(jià)低20.3元/噸;

方案4：3份高卡煙煤5500大卡配1份低卡煙煤4500大卡標(biāo)煤價(jià)為1001.65元/噸、入爐熱值5125大卡，比純燒5000大卡煙煤標(biāo)煤價(jià)低18.4元/噸。、

結(jié)論和建議

煤炭屬不可再生資源，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，在未來幾十年，我國將繼續(xù)處于工業(yè)化中期“重化工業(yè)”加速發(fā)展、工業(yè)化與城鎮(zhèn)化并進(jìn)的階段，這個階段也是消耗能源資源快速增長的時期，其中煤炭仍將作為主要能源需求之一，“十三五”以后，全國煤炭需求量在40億噸以上。目前，國家對煤炭行業(yè)的產(chǎn)業(yè)政策是鼓勵進(jìn)口，尋求較優(yōu)化的國內(nèi)外不同煤種資源配置，有利于國家能源戰(zhàn)略的需要，也是熱電企業(yè)降本減費(fèi)的需要。

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