火力發(fā)電廠燃煤配煤摻燒技術(shù)解析

肖瑞敏

（內(nèi)蒙古大唐國際托克托發(fā)電有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010206）

為適應(yīng)日趨深入的煤炭及電力市場化改革新形勢，提升發(fā)電企業(yè)核心競爭力，進(jìn)一步深化深度科學(xué)配煤摻燒工作，確保配煤摻燒在優(yōu)化煤源結(jié)構(gòu)、控制燃料價格、降低燃料成本工作中發(fā)揮更大作用，采取嚴(yán)控成本、提高發(fā)電效率已成為各火力發(fā)電企業(yè)的首要任務(wù)。燃煤作為火力發(fā)電廠成本中的重要組成部分，占企業(yè)經(jīng)營成本的70%以上。當(dāng)前，電廠的燃煤管理模式也已由傳統(tǒng)的“燃料供應(yīng)”向“燃料經(jīng)營”轉(zhuǎn)變，企業(yè)結(jié)合自身實際情況，經(jīng)過多年的探索實踐，逐漸總結(jié)出了一套科學(xué)配煤摻燒的方法，既滿足了機(jī)組的運(yùn)行要求，同時也在日常經(jīng)營中取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

一、燃煤配煤摻燒原則

配煤摻燒工作要從公司利潤目標(biāo)出發(fā)，把過去基本被動摻燒煤泥等低質(zhì)煤的粗放方式，深化到針對工況分時摻燒、精細(xì)化管理階段；把以往只注重配煤手段、摻燒方法的應(yīng)用，前移到調(diào)整采購結(jié)構(gòu)、優(yōu)化煤源環(huán)節(jié)。堅持“安全性、環(huán)保性、經(jīng)濟(jì)性”相統(tǒng)一原則，在實事求是、科學(xué)合理前提下追求最佳經(jīng)濟(jì)效益。

安全性原則：配煤摻燒要確保煤質(zhì)相關(guān)指標(biāo)滿足鍋爐輸煤系統(tǒng)、制粉系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)等生產(chǎn)設(shè)備安全、穩(wěn)定運(yùn)行需要。

環(huán)保性原則：配煤摻燒要保證鍋爐除灰、除塵、脫硫、脫硝等設(shè)備排放指標(biāo)符合環(huán)保政策要求。

經(jīng)濟(jì)性原則：配煤摻燒要基于對企業(yè)合理采購區(qū)域內(nèi)煤源的量、質(zhì)、價比較，在保證滿足鍋爐安全運(yùn)行、環(huán)保指標(biāo)達(dá)標(biāo)排放前提下，綜合考慮鍋爐效率、輔機(jī)電率、設(shè)備磨損、消耗增加及影響機(jī)組出力等因素，達(dá)到綜合效益最大化。

堅持“都有什么煤？能燒什么煤？可買什么煤？”的問題導(dǎo)向，做好煤源調(diào)研擴(kuò)大范圍、摻燒試驗指導(dǎo)采購及市場分析實時采購三項對應(yīng)工作。圍繞“買了沒有？燒了沒有？降了沒有？”三項針對燃料采購、生產(chǎn)摻燒、全廠標(biāo)單指標(biāo)，責(zé)任分明地進(jìn)行閉環(huán)考核，促進(jìn)年度目標(biāo)的實現(xiàn)。

不同種類的煤進(jìn)廠以后都必須對其進(jìn)行采樣和化驗，嚴(yán)格把守質(zhì)量關(guān)卡，全面掌握燃煤的各項指標(biāo)，防止個別摻假現(xiàn)象，盡量保證采購進(jìn)來的所有煤種都符合配煤摻燒要求。

（一）入爐煤摻配摻燒原則

對入爐煤的配煤摻燒主要有兩種方式：一種是爐內(nèi)摻燒、分倉摻配，這種方法適用于兩種原煤揮發(fā)分和熱值的等差別比較大的煤種。另一種是爐內(nèi)混燒、爐外摻配，這種方法適合于幾種相鄰或者接近的煤種。主要原則有：（1）明確制粉系統(tǒng)的運(yùn)行安全，摻配后的煤揮發(fā)分要滿足制定粉系統(tǒng)的設(shè)計要求，能夠很好的防止制粉系統(tǒng)的爆炸和自燃。（2）煤場要有完善的摻配設(shè)施和足夠的存煤空間，可以達(dá)到均勻摻配和分類存放的標(biāo)準(zhǔn)。

（二）設(shè)置合理配煤摻燒組織機(jī)構(gòu)

配煤摻燒是一項系統(tǒng)性、全局性的工作，涉及到生產(chǎn)、經(jīng)營、燃料等各個系統(tǒng)及部門，為更好的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)處理好相關(guān)事宜，挖掘配煤摻燒潛力，實現(xiàn)配煤摻燒精細(xì)化管理、科學(xué)化摻配，達(dá)到綜合效益最大化的目的，需要成立一個良好的組織機(jī)構(gòu)來管理，明確相關(guān)部門的職責(zé)范圍，確保進(jìn)廠燃煤符合配煤摻燒的要求。

二、燃煤摻配與鍋爐摻燒

（一）燃煤摻配模型

混煤的煤質(zhì)指標(biāo)是燃煤摻配模型的主體。隨著配煤研究的深入，發(fā)現(xiàn)僅采用加權(quán)平均后的線性解難以準(zhǔn)確反映混煤的燃燒特性。煤的灰熔融特性與堿金屬氧化物和酸性氧化物有關(guān)，酸性氧化物含量多則灰熔點(diǎn)溫度高，堿金屬氧化物多則易結(jié)焦。針對來煤情況成分復(fù)雜以及混煤的熱值、揮發(fā)分、灰分、水分與單煤呈現(xiàn)非線性關(guān)系現(xiàn)象，有學(xué)者通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法構(gòu)建數(shù)據(jù)庫和專家系統(tǒng)，有力支撐了電廠的配煤工作。結(jié)合生產(chǎn)實際，公司燃煤摻配模型采用以加權(quán)平均為主，同時結(jié)合設(shè)備情況進(jìn)行修正和調(diào)整，并開展配煤摻燒試驗，根據(jù)試驗結(jié)果確定配煤摻燒的邊界條件，根據(jù)邊界條件確定摻燒比例及摻燒方式。配煤摻燒量化評價指標(biāo)為標(biāo)單降低貢獻(xiàn)值、采購摻燒比例、入爐摻燒比例等三項指標(biāo)。

（二）科學(xué)摻燒，確保安全生產(chǎn)

1.健全制度，細(xì)化管理，落實責(zé)任

針對揮發(fā)分高、水分大、灰熔點(diǎn)低的經(jīng)濟(jì)煤種特點(diǎn)，以及中速磨正壓直吹式制粉系統(tǒng)煙煤鍋爐燃用經(jīng)濟(jì)煤種易發(fā)生鍋爐結(jié)焦等實際情況，公司組織專業(yè)技術(shù)人員認(rèn)真研究和探索制定詳細(xì)的保證配煤摻燒安全的組織措施和技術(shù)措施，成立了公司配煤摻燒領(lǐng)導(dǎo)小組、工作辦公室及電煤采購工作小組，并根據(jù)實際情況及時修定、完善，明確各相關(guān)部門的職責(zé)，使經(jīng)濟(jì)煤種摻燒工作有組織、有依據(jù)、有標(biāo)準(zhǔn)、有序推進(jìn)，有效降低鍋爐運(yùn)行的安全風(fēng)險。

2.合理摻配，精細(xì)調(diào)整，防止結(jié)焦

一是根據(jù)電網(wǎng)下達(dá)的調(diào)度曲線要求，充分利用煤場現(xiàn)有設(shè)備，確定不同季節(jié)、不同負(fù)荷、不同工況下的分時配煤摻燒方案，電網(wǎng)平峰和低谷時段加大摻混比例，部分低谷時段全燒經(jīng)濟(jì)煤種，從源頭上降低鍋爐結(jié)焦風(fēng)險；二是切實加強(qiáng)鍋爐燃燒調(diào)整，特別是一、二次風(fēng)的配比，適當(dāng)提高一次風(fēng)速，推遲燃料著火點(diǎn)，有效防止結(jié)焦；三是加強(qiáng)鍋爐吹灰管理，縮短鍋爐吹灰周期，保證爐膛受熱面清潔，有效預(yù)防結(jié)焦；四是每隔半個月篩一次煤粉細(xì)度，及時進(jìn)行調(diào)整，確保煤粉細(xì)度合格；五是嚴(yán)格限制鍋爐超負(fù)荷運(yùn)行，嚴(yán)防鍋爐大面積結(jié)焦。

3.完善措施，到位做實，堵塞漏洞

為了切實做好配煤摻燒工作，公司要求在機(jī)組運(yùn)行期間，主要生產(chǎn)負(fù)責(zé)人及生產(chǎn)調(diào)度人員熟知配煤摻燒工作方案，了解各種負(fù)荷及工況下的摻配方案、煤場實時存煤結(jié)構(gòu)，每日根據(jù)機(jī)組運(yùn)行情況制定次日每臺磨煤機(jī)的配煤方式，并組織實施；定期組織配煤摻燒工作分析會，及時發(fā)現(xiàn)問題，協(xié)調(diào)解決問題，制定持續(xù)改進(jìn)措施，對相關(guān)人員落實獎懲。對限制配煤摻燒的設(shè)備問題進(jìn)行專題研究并制定改進(jìn)措施。

（三）爐內(nèi)摻燒及調(diào)整

燃煤摻配不僅與煤質(zhì)指標(biāo)相關(guān)，同時與機(jī)組負(fù)荷、配風(fēng)、過量空氣系數(shù)等機(jī)組參數(shù)和爐內(nèi)燃燒工況有關(guān)。鑒于公司入廠煤質(zhì)雜，入爐熱值、硫份、揮發(fā)份以及鍋爐結(jié)焦在不同工況都要兼顧。低谷負(fù)荷時，在硫份和揮發(fā)份不能兼顧時，為穩(wěn)定燃燒，以揮發(fā)份合格為原則；在熱值和硫份不能兼顧時，為達(dá)標(biāo)排放，以入爐煤硫份合格為原則；在高峰負(fù)荷硫份和結(jié)焦性不能兼顧時，以鍋爐不結(jié)焦為摻配原則，確保特殊工況下機(jī)組能夠安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保運(yùn)行。

（四）配煤摻燒的計劃與實施

配煤摻燒工作涉及公司燃料、生產(chǎn)、經(jīng)營等多個方面，綜合性強(qiáng)，涉及面廣，協(xié)調(diào)量大，只有理順關(guān)系、抓住主線、掌握要點(diǎn)，才能取得實效。所以，控制煤價、增加效益是目的，優(yōu)化煤源、配煤摻燒是手段，領(lǐng)導(dǎo)重視、主動摻燒是關(guān)鍵，科學(xué)試驗、保證安全是前提，依托“數(shù)字燃料”、運(yùn)用科技手段是基礎(chǔ)。通過摸清合理采購區(qū)域內(nèi)可供采購煤源，結(jié)合庫存與市場情況，充分考慮在煤質(zhì)上具備互補(bǔ)性的不同品種燃煤的摻配，合理控制采購節(jié)奏，動態(tài)優(yōu)化采購結(jié)構(gòu)，按需組織調(diào)運(yùn)，編制不同配煤摻燒方案下的采購調(diào)運(yùn)方案，才能確保配煤摻燒工作有效落地。

三、結(jié)論

目前，煤炭供應(yīng)緊張的局面雖然有了一定程度的緩解，但電煤成本仍然是影響電力企業(yè)經(jīng)營形勢的重要因素，配煤摻燒仍將是發(fā)電企業(yè)面臨的一項長期工作，需要燃料管理人員繼續(xù)細(xì)化各項措施，扎實工作，努力做好配煤摻燒工作，精心維護(hù)，精細(xì)調(diào)整，在確保鍋爐安全運(yùn)行的前提下，最大限度地降低由于配煤摻燒帶來的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)影響，繼續(xù)保持企業(yè)安全生產(chǎn)穩(wěn)定局面。