火電廠復(fù)雜煤種配煤摻燒工作的相關(guān)探討

張敬國

【摘 要】隨著我國能源事業(yè)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，火電廠的復(fù)雜煤種配煤摻燒工作成為火電廠提高工作效率與工作質(zhì)量的重點(diǎn)內(nèi)容之一。但是，由于火電廠中的煤種較為復(fù)雜，做好配煤摻燒工作涉及許多方面，因此只有針對(duì)當(dāng)前火電廠復(fù)雜配煤摻燒過程中常見的問題，采取有效的措施，明確發(fā)展方向，才能高質(zhì)量地做好配煤摻燒工作，進(jìn)而推動(dòng)我國火電廠工作效率與工作質(zhì)量的提升。

【關(guān)鍵詞】火電廠;復(fù)雜煤種;配煤摻燒;煤種摻燒

【中圖分類號(hào)】TM621 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-0688（2020）08-0103-02

1 火電廠復(fù)雜煤種配煤摻燒過程中常見的問題分析

1.1 煤種在燃煤電廠中的困境

一是供應(yīng)商過多，許多火電廠的供應(yīng)商數(shù)量超過20家，沒有可靠、穩(wěn)定的碳源作為支撐。二是煤的質(zhì)量參差不齊，主要來源是粗煤、劣質(zhì)原煤，常用的煤泥產(chǎn)品具有高灰、高黏度、高濕等特點(diǎn)，燃燒從源頭上有其局限性。三是單位能源消耗很高，購置煤炭的市場價(jià)格沒有競爭力。四是購買的原煤硫含量約4%。如果煤炭不足，則需要購買無煙煤和褐煤進(jìn)行摻配，使得摻配工作非常困難。

1.2 未建立煤炭結(jié)構(gòu)管理體系

一是露天摻配時(shí)，著陸溝的頂篷只能覆蓋煤斗的空間，摻配后堆積在煤溝一側(cè)的煤在雨天時(shí)很容易變濕，尤其是在使用大量副產(chǎn)品（例如泥漿）的燃煤發(fā)電廠中。這導(dǎo)致煤炭運(yùn)輸系統(tǒng)嚴(yán)重受阻。二是前期數(shù)據(jù)的證實(shí)工作不嚴(yán)謹(jǐn)，針對(duì)現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)情況對(duì)煤炭質(zhì)量狀況進(jìn)行有效處理。三是摻配效果沒有受到監(jiān)控，容易影響設(shè)備的正常負(fù)載連接。四是沒有嚴(yán)格按照煤炭質(zhì)量狀況堆放存儲(chǔ)，沒有動(dòng)態(tài)管理煤田，并且相關(guān)的輸入、獲取和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)賬戶也不規(guī)范和嚴(yán)謹(jǐn)。整個(gè)煤炭結(jié)構(gòu)管理體系尚未建立，職責(zé)不清，政府制定的法規(guī)不健全，企業(yè)的激勵(lì)機(jī)制還不完善。

2 火電廠復(fù)雜煤種配煤摻燒的目標(biāo)與原則

最大的摻配效益需要科學(xué)的摻配方案、完善的主數(shù)據(jù)，以及實(shí)時(shí)監(jiān)控不同負(fù)載下的工作條件，通過統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析購買準(zhǔn)則及從源頭控制煤摻配以實(shí)現(xiàn)最佳循環(huán)過程。在科學(xué)和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的數(shù)字燃料平臺(tái)的基礎(chǔ)上，開發(fā)了用于煤炭摻配的數(shù)學(xué)模型，實(shí)現(xiàn)“安全，環(huán)保和經(jīng)濟(jì)”的共同目標(biāo)。

2.1 安全性原則

在設(shè)計(jì)和執(zhí)行燃料摻配計(jì)劃時(shí)，應(yīng)確保配煤的質(zhì)量及相關(guān)指標(biāo)參數(shù)符合標(biāo)準(zhǔn)，建立具有較強(qiáng)穩(wěn)定性、安全性的運(yùn)輸系統(tǒng)，尤其是對(duì)噴霧、粉體存儲(chǔ)、燃燒等系統(tǒng)要著重檢查，消除安全隱患。

2.2 環(huán)保性原則

做好對(duì)排放指標(biāo)的控制，粉塵、灰塵、反硝化等數(shù)據(jù)指標(biāo)一定要嚴(yán)格按照國家的規(guī)定進(jìn)行控制，達(dá)到環(huán)保要求，企業(yè)要積極承擔(dān)社會(huì)責(zé)任，確保產(chǎn)品的安全性和成本效益。

2.3 經(jīng)濟(jì)性原則

煤炭的摻配方案必須基于公司經(jīng)濟(jì)采購中煤炭來源的數(shù)量、質(zhì)量和價(jià)格的比較。按照最佳價(jià)值原則進(jìn)行購買，減少碳成本，最大化收益。

3 做好火電廠復(fù)雜煤種的配煤摻燒工作的經(jīng)驗(yàn)方法探究

3.1 借助信息數(shù)字化手段，創(chuàng)新煤炭存放方式

鑒于目前中國大多數(shù)火力發(fā)電廠的煤炭供應(yīng)情況，煤炭供應(yīng)地很多，礦區(qū)的煤炭供應(yīng)質(zhì)量不穩(wěn)定，煤種更加復(fù)雜，將各煤種單獨(dú)存放某一區(qū)域?qū)龅匾蠹罢{(diào)運(yùn)摻配都有極大的影響。為此，火力發(fā)電廠正在使用數(shù)字平臺(tái)創(chuàng)建詳細(xì)的煤場數(shù)據(jù)，逐步改善煤的摻配和摻配系統(tǒng)，并采用先摻配、后堆放的方法。存儲(chǔ)分堆依據(jù)以熱值為主，兼顧含硫量，由于揮發(fā)分基本滿足要求，因此除了對(duì)長期存放的煤有要求不考慮外，要將摻配的煤分堆存放：卸煤溝的AB#1～#3在原煤倉的兩側(cè)以高負(fù)荷存儲(chǔ)煤，3 300 kcal/kg<發(fā)熱量<3 500 kcal/kg;#4～#9原煤倉在平坦的部分存儲(chǔ)碳，3 100 kcal/kg<發(fā)熱量<3 300 kcal/kg;在原來的煤炭倉庫中，煤以低負(fù)荷存儲(chǔ)，2 800 kcal/kg<發(fā)熱量<3 100 kcal/kg。其他區(qū)域也根據(jù)需要進(jìn)行堆放，應(yīng)急煤堆以3 500 kcal/kg<熱值<3 800 kcal/kg的干燥煤倉存儲(chǔ)。特殊煤種臨時(shí)堆放區(qū)用于堆放未能及時(shí)摻配的特殊煤種，如高硫煤、煤泥、褐煤等。

基于發(fā)熱量的摻配存儲(chǔ)的優(yōu)勢(shì)在于，摻配方法是在爐前預(yù)先摻配的，這保證了煤的碳質(zhì)量指數(shù)穩(wěn)定，并且可以在每個(gè)負(fù)載周期進(jìn)行精確摻配，確保機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行。

3.2 建立火電廠復(fù)雜煤種的配煤摻燒工作體系

火電廠的煤種摻配工作應(yīng)隨著技術(shù)的進(jìn)步而發(fā)展，可以引入數(shù)字化與科學(xué)化的發(fā)展內(nèi)容，同時(shí)基于指標(biāo)的跟蹤效果，形成準(zhǔn)確的配煤摻燒體系，促進(jìn)采購效果經(jīng)濟(jì)合理。基于單位負(fù)荷，及煤炭質(zhì)量和碳價(jià)之間的適當(dāng)關(guān)系，建立摻配煤比例模型，有效地進(jìn)行摻配煤的摻配和燃燒。根據(jù)煤的數(shù)量和質(zhì)量，發(fā)電廠的核心單元執(zhí)行各種任務(wù)，包括采購、管理、安裝、選擇煤種和配煤。

3.3 合理地?fù)綗淤|(zhì)煤、煤泥、高硫煤等經(jīng)濟(jì)煤種

為了降低燃料購買成本并提高摻配效率，要重視摻配經(jīng)濟(jì)煤。爐渣石灰是洗煤和循環(huán)利用的副產(chǎn)品，發(fā)熱量低（約2 000 kcal/kg）、含水量高（約26%）、小粒徑、高黏度、含硫量低（小于1%）。完全干燥或干燥后，適合與高硫和高熱量的木炭摻配使用，可滿足生產(chǎn)需求。

3.4 做好對(duì)配煤摻燒的管控工作

首先，要做好控制摻配過程的工作，確保摻配結(jié)果的準(zhǔn)確性和代表性。有必要對(duì)摻配結(jié)果進(jìn)行進(jìn)一步研究，并每周分析摻配結(jié)果數(shù)據(jù)。為確保配煤工作安全可靠，必須確保摻配煤的質(zhì)量滿足最低標(biāo)準(zhǔn)排放要求。要考慮碳質(zhì)、強(qiáng)烈的鍋爐結(jié)焦、著火和粉末系統(tǒng)爆炸、煤炭運(yùn)輸堵塞等原因，因此應(yīng)避免在配煤摻燒過程中出現(xiàn)摻燒的影響與阻礙情況。

其次，要加強(qiáng)煤場的管理工作。做好區(qū)域化管理，實(shí)時(shí)掌握煤場中的動(dòng)態(tài)情況，保證煤場數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與煤炭質(zhì)量，有效優(yōu)化煤泥與經(jīng)濟(jì)媒的摻配比例，保證整個(gè)煤場的結(jié)構(gòu)平衡。設(shè)計(jì)并執(zhí)行配煤和混煉測試，并對(duì)不同配煤和不同摻配比進(jìn)行混煉測試，科學(xué)、準(zhǔn)確地了解配煤的各項(xiàng)指標(biāo)。摻配時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格遵循月度計(jì)劃、每周摘要和每日分析，不斷完善摻配方案。此外，所有部門應(yīng)加強(qiáng)信息流，并及時(shí)接收和處理反饋信息，形成協(xié)同效應(yīng)。

3.5 綜合考慮各方面指標(biāo)的影響情況

進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)鍋爐設(shè)備的磨損指數(shù)、炭灰滲透性指數(shù)、環(huán)境指數(shù)（包括灰、硫、氮、氟、氯，以及其他重金屬元素）及其他性能的測試工作，基于測試結(jié)果綜合考慮各方面的熱值指標(biāo)情況，保證排放標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)定合理，確保排放質(zhì)量。此外，要確保進(jìn)入爐內(nèi)的煤不會(huì)對(duì)鍋爐設(shè)備造成過度磨損。制訂最佳的摻配計(jì)劃，遵循購買計(jì)劃。

3.6 提高配煤摻燒工藝

增加污垢和劣質(zhì)煤的摻配比例，要確保均勻摻配，并制定摻配過程指南以保持摻配過程的科學(xué)合理。

3.7 加強(qiáng)人員培訓(xùn)工作

要加強(qiáng)對(duì)人員的培訓(xùn)工作，明確有效的配煤方案，組織相關(guān)人員學(xué)習(xí)配煤工藝，定期開展相關(guān)教學(xué)會(huì)議，保障工作人員的專業(yè)素養(yǎng)與專業(yè)能力。

3.8 實(shí)現(xiàn)配煤與控價(jià)的有效結(jié)合

加強(qiáng)市場研究，對(duì)周圍市場狀況進(jìn)行準(zhǔn)確分析，了解碳價(jià)格趨勢(shì)。改進(jìn)的煤炭摻配和市場競爭互補(bǔ)，使煤炭摻配和電廠摻配獲得最佳的煤炭價(jià)格收益和摻配收益。

4 對(duì)火電廠復(fù)雜煤種配煤摻燒的發(fā)展方向探究

4.1 建構(gòu)數(shù)字化煤場，提高燃料利用效率

在設(shè)計(jì)數(shù)字煤場時(shí)，使用3D圖形以詳盡、直觀的方式顯示碳場數(shù)據(jù)。在動(dòng)態(tài)屏幕顯示每個(gè)煤場燃煤的信息，包括數(shù)量、質(zhì)量、價(jià)格構(gòu)成和分布及煤場溫度。在實(shí)踐中檢測碳質(zhì)量指標(biāo)的變化，選擇特定區(qū)域并提高燃油效率。

4.2 開展自動(dòng)配煤控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作

配煤的發(fā)展方向是科學(xué)化、精細(xì)化和數(shù)字化。配煤系統(tǒng)應(yīng)能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)供碳鏈的啟動(dòng)和停止、供碳器碳監(jiān)測、自動(dòng)切換、自動(dòng)計(jì)算碳質(zhì)量參數(shù)（灰分、硫、揮發(fā)性物質(zhì)等）、比例確定等，以及釋放說明、顯示工作流程屏幕、提供值、反饋值、調(diào)整量參數(shù)，并逐漸切換到智能摻配。

4.3 深度測算摻燒的經(jīng)濟(jì)效益情況

對(duì)摻配經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算。煤炭成本的降低是可以量化的，但是單位效率、工廠能耗、設(shè)備損失的負(fù)面影響將花費(fèi)長時(shí)間消除。比較、計(jì)算、數(shù)據(jù)建?？上鄬?duì)精確地計(jì)算摻配的經(jīng)濟(jì)效益。

5 結(jié)語

總之，隨著電力市場的不斷發(fā)展，市場競爭的激烈程度越來越高，發(fā)電企業(yè)的利潤空間受到了較大的影響與壓縮，火電廠應(yīng)考慮如何提高經(jīng)濟(jì)效益。對(duì)此，基于火電廠復(fù)雜配煤摻燒工作，采取相關(guān)措施成為火電廠重要的發(fā)展方向，影響并推動(dòng)著火電廠的技術(shù)革新與進(jìn)一步發(fā)展。

參 考 文 獻(xiàn)

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