煤粉爐和CFB機(jī)組經(jīng)濟(jì)煤摻燒對策分析

國源電力（神東電力）集團(tuán)公司 趙煥慶

按照國神公司“一廠一策”的原則，找出各單位燃煤摻燒的瓶頸和制約因素，通過摻燒經(jīng)濟(jì)性測算、技術(shù)環(huán)保評估，提出了各發(fā)電單位燃煤摻燒總體思路：一是通過提高燃煤熱值解決原煤總量限制問題；二是充分發(fā)揮CFB機(jī)組煤種適應(yīng)廣和低負(fù)荷穩(wěn)燃能力強(qiáng)等優(yōu)勢，采取摻燒煤泥，煤矸石、城市污泥等措施，降低燃料成本；三是通過摻燒高嶺土替代低鈉煤解決燃用高堿煤鍋爐結(jié)焦問題；四是煤粉爐摻燒高硫煤、煤泥和經(jīng)濟(jì)煤種等措施，降低燃料成本；五是煤電一體化單位統(tǒng)一協(xié)調(diào)產(chǎn)、供、銷，做到“應(yīng)燒盡燒、應(yīng)銷盡銷”，采取燃用低熱值煤種、高熱值煤種外銷等措施，實(shí)現(xiàn)煤電一體化單位整體效益最大化；六是根據(jù)設(shè)備系統(tǒng)技術(shù)改造情況制定摻燒目標(biāo)，同時根據(jù)摻燒情況提出設(shè)備和系統(tǒng)改造思路，提升經(jīng)濟(jì)煤種摻燒比例，進(jìn)一步降低燃料成本。

1 經(jīng)濟(jì)煤摻燒總體原則

經(jīng)濟(jì)煤摻燒按照統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、逐步推進(jìn)、全方位實(shí)施的原則進(jìn)行，綜合三個方面、三個層面和三個要素，提出經(jīng)濟(jì)煤摻燒總體原則，簡稱經(jīng)濟(jì)煤摻燒“三個三”。

三個方面考量：不安全不摻燒、不環(huán)保不摻燒、無效益不摻燒；三個層面推進(jìn)：公司提出和制定摻燒標(biāo)準(zhǔn)，公司燃煤摻燒工作組制定具體摻燒方案，基層單位具體落實(shí)；三個要素聯(lián)動：人員、設(shè)施設(shè)備和資源要素聯(lián)動，缺一不可、相互促進(jìn)。一是公司分布區(qū)域廣、機(jī)組類型多，充分發(fā)揮集約化優(yōu)勢，提供人員保障。二是CFB機(jī)組多、煤種適應(yīng)性強(qiáng)，有晾曬場地，設(shè)施設(shè)備具備摻燒條件。三是摻燒資源富集，有智造資源，可對資源合理調(diào)配。

按照同類型、同狀態(tài)、同標(biāo)準(zhǔn)的原則，逐廠定置摻燒目標(biāo)，根據(jù)市場變化情況，分步驟實(shí)施。

2 經(jīng)濟(jì)煤摻燒重點(diǎn)工作措施

2.1 高熱值煤種摻燒

標(biāo)準(zhǔn)化定制原則。通過提升燃煤熱值解決燃煤總量限制問題，達(dá)到不限制發(fā)電和不限制供熱的目的。國神公司某電廠由于政府限煤政策要控制入爐原煤總量。為不影響發(fā)電量，要根據(jù)鍋爐運(yùn)行情況和進(jìn)煤價格情況調(diào)整進(jìn)煤比例，提升燃煤熱值。同時抓好節(jié)能降耗工作，降低發(fā)電煤耗。

2.2 煤泥摻燒

煤泥泛指煤粉含水形成的半固體物,是煤炭生產(chǎn)過程中的一種產(chǎn)品,根據(jù)品種的不同和形成機(jī)理的不同性質(zhì)差別非常大,可利用性也有較大差別，其種類眾多，用途廣泛。

煤泥特性：粒度細(xì)、微粒含量多，尤其是小于200目的微粒約占70%～90%。持水性強(qiáng)，水分含量高。經(jīng)圓盤真空過濾機(jī)脫水的煤泥含水一般在30%以上，折帶式過濾機(jī)脫水的煤泥含水在26%～29%，壓濾機(jī)脫水的煤泥含水在20%～24%；灰分含量高，發(fā)熱量較低。按灰分及熱值的高低可把煤泥分成三類：低灰煤泥灰分為20%～32%、熱值為12.5～20MJ/kg，中灰煤泥灰分為30%～55%、熱值為8.4～12.5MJ/kg，高灰煤泥灰分>55%、熱值為3.5～6.3MJ/kg；黏性較大，由于煤泥中一般含有較多的黏土類礦物，加之水分含量較高，粒度組成細(xì)，所以大多數(shù)煤泥黏性大，還具有一定的流動性。

煤泥摻燒標(biāo)準(zhǔn)化定制原則：具備煤泥摻燒資源的CFB機(jī)組，完成煤泥系統(tǒng)改造的摻燒比例達(dá)到35%以上、未完成煤泥系統(tǒng)改造的摻燒比例達(dá)到25%以上，煤粉爐泥摻燒比例達(dá)到10%以上。摻燒煤泥時，應(yīng)加強(qiáng)對輸煤系統(tǒng)、制粉系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)、除灰系統(tǒng)、脫硫系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。提高檢修質(zhì)量，保證設(shè)備的可靠性。遇有停爐的檢查機(jī)會，應(yīng)檢查受熱面磨損情況，并結(jié)合灰分分析對磨損情況進(jìn)行評定。加強(qiáng)對煙道積灰情況檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。

2.3 煤矸石摻燒

標(biāo)準(zhǔn)化定制原則：從安全性、經(jīng)濟(jì)性來定制。摻燒煤矸石時要加強(qiáng)運(yùn)行調(diào)整和設(shè)備巡視，尤其要針對鍋爐冷渣器、鏈斗機(jī)、斗提機(jī)進(jìn)行重點(diǎn)檢查，確保鍋爐設(shè)備系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

2.4 城市污泥摻燒

污水廠污泥性質(zhì)主要包括物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)和衛(wèi)生學(xué)指標(biāo)等方面，污泥性質(zhì)是選擇污泥處理處置工藝的重要依據(jù)；標(biāo)準(zhǔn)化定制原則：按照政府要求進(jìn)行摻燒，同時取得經(jīng)濟(jì)收益；污泥摻燒模式宜采用第三方建設(shè)運(yùn)營模式（BOT），污泥的資源收集、轉(zhuǎn)運(yùn)處置、前期運(yùn)作、設(shè)備設(shè)施投資建設(shè)等均由第三方負(fù)責(zé)，運(yùn)維由第三方負(fù)責(zé)，該過程的各類風(fēng)險由第三方承擔(dān)。電廠方提供場地和摻燒入爐接口，按照規(guī)定邊界條件接受污泥摻燒，最終產(chǎn)生的收益按照約定原則分配。

2.5 高硫煤摻燒

標(biāo)準(zhǔn)化定制原則：在有高硫煤資源區(qū)域，入爐煤硫份達(dá)到脫硫系統(tǒng)設(shè)計最大標(biāo)準(zhǔn)。摻燒高硫煤易出現(xiàn)爐膛結(jié)焦、冷灰斗排渣口堵焦、鍋爐偏燒、脫硝入口NOx偏高、空預(yù)器差壓偏高等問題，要通過燃燒優(yōu)化調(diào)整確定最合理的摻燒方式和比例，并獲得最佳摻配方式時的參數(shù)調(diào)整方案，有效指導(dǎo)運(yùn)行操作和保證鍋爐安全運(yùn)行。

2.6 高嶺土摻燒

標(biāo)準(zhǔn)化定制原則：全部燃用準(zhǔn)東煤，不摻燒低鈉煤。新疆準(zhǔn)東地區(qū)五彩灣高堿煤準(zhǔn)東煤屬于高水分、中高揮發(fā)分、中等熱值煤種，燃燒性能優(yōu)異，極易著火、極易燃盡，但具有嚴(yán)重結(jié)渣和沾污傾向，完全燃用準(zhǔn)東煤時鍋爐結(jié)焦嚴(yán)重，可采用摻燒高嶺土替代低鈉煤來解決，大幅降低燃料成本。高嶺土的配比一般在6～10%，同時要開展精細(xì)化摻配試驗(yàn)，確定機(jī)組各負(fù)荷段高嶺土摻燒比例，降低高嶺土用量，提升鍋爐效率。

2.7 煤電區(qū)域和一體化

標(biāo)準(zhǔn)化定制原則：低熱值煤種全部自用，高熱值煤種外銷；哈密區(qū)域。兩廠兩礦要根據(jù)煤礦產(chǎn)量情況和機(jī)組運(yùn)行方式安排，分析摻燒比例的經(jīng)濟(jì)性，找出最佳摻燒比例，實(shí)現(xiàn)效益最大化；河曲區(qū)域。為避免在小區(qū)域范圍內(nèi)相互競爭、哄抬價格，安排兩廠摻燒不同的經(jīng)濟(jì)煤種；煤電一體單位要根據(jù)煤礦產(chǎn)煤熱值，在保證機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行前提下兼顧銷售及燃煤供應(yīng)，優(yōu)先全部燃用低熱值煤種自用，實(shí)現(xiàn)外銷效益最大化。

3 經(jīng)濟(jì)煤摻燒重點(diǎn)工作要求

為進(jìn)一步做好燃煤存儲摻燒工作，做到科學(xué)存儲摻燒、安全配煤摻燒，實(shí)現(xiàn)整體效益最大化，確保機(jī)組設(shè)備長期安全穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，要認(rèn)真落實(shí)以下重點(diǎn)工作要求。

3.1 煤場管理

要根據(jù)來煤煤質(zhì)的不同特性，在指定區(qū)域合理、分類堆放，并建立煤場示意圖和堆、存量臺賬，不同煤種需單獨(dú)存放且界限分明；揮發(fā)分高、易自燃的煤種應(yīng)設(shè)專儲位置，堆放高度不宜過高，要邊儲邊壓實(shí)并留有倒垛位置，嚴(yán)格控制置換周期；加強(qiáng)煤場測溫工作，明確測溫周期、地點(diǎn)、深度等，做好記錄。發(fā)現(xiàn)超溫要采取降溫措施，若自燃要及時清理壓實(shí)，不宜用大量噴水方式滅火；結(jié)合場地和設(shè)備條件積極探索和利用新技術(shù)，盡可能降低泥煤外水分，減少熱值損失。

3.2 輸煤系統(tǒng)管理

視摻燒煤種選擇阻燃皮帶類型。按規(guī)定配備專用滅火器材，完善消防設(shè)施符合相關(guān)規(guī)程、規(guī)范要求；加強(qiáng)對煤中火種檢查，上煤時要將原煤中攜帶的易燃易爆物清除，嚴(yán)防將隱燃煤上至系統(tǒng)；輸煤皮帶停運(yùn)前要走空皮帶，檢查確定皮帶、落煤筒無存煤。要及時將各輸煤段皮帶上及地面的煤粉清掃干凈；每月至少進(jìn)行一次消防水系統(tǒng)試驗(yàn)，檢查水源可靠、水壓符合要求、噴淋暢通，確保能正常投入使用；定期清掃電纜及橋架，明確責(zé)任人，清理易積粉的區(qū)域和死角并加強(qiáng)監(jiān)督檢查，防止發(fā)生自燃著火；在煤斗、粉倉、磨煤機(jī)內(nèi)作業(yè)，進(jìn)入前要把煤（粉）用空并清理干凈，對入口和出口處要采取安全隔離措施，斷開犁煤器等相關(guān)設(shè)備動力電源并掛警告牌，防止誤上煤和其他物體落入斗內(nèi)，造成人員傷害。

3.3 制粉系統(tǒng)管理

根據(jù)設(shè)備和摻配煤種的特性，明確磨煤機(jī)出、入口溫度，粉倉溫度，煤粉細(xì)度的控制范圍及上下限值并嚴(yán)格執(zhí)行，嚴(yán)密監(jiān)視，防止爆炸、自燃、堵粉等事故；每班應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)密性檢查，防爆門、磨煤機(jī)一次風(fēng)管、噴燃器入口、給煤機(jī)平臺、磨煤機(jī)頂部等位置要重點(diǎn)檢查，發(fā)現(xiàn)漏粉現(xiàn)象及時處理；加強(qiáng)防爆門的檢查和管理工作，保證制粉系統(tǒng)防爆設(shè)備完好率達(dá)100%。防爆門薄鐵板應(yīng)符合設(shè)計要求，要保持完整、嚴(yán)密，及時清除門上的異物以免妨礙其動作；鍋爐所燃用的煤粉細(xì)度都在爆炸危險區(qū)域內(nèi)，尤其燃用高揮發(fā)分煤種，制粉系統(tǒng)在低出力運(yùn)行、斷煤或啟、停過程中要高度重視巡視檢查及運(yùn)行調(diào)整。

完善磨組定期切換制度，合理分配各制粉系統(tǒng)的出力及運(yùn)行、備用時間，維護(hù)制粉系統(tǒng)的良好運(yùn)行狀況和備用性能，保障機(jī)組適應(yīng)電網(wǎng)調(diào)度要求；摻燒高揮發(fā)性煤種，應(yīng)制定制粉系統(tǒng)突發(fā)故障停運(yùn)的安全技術(shù)措施，防止存煤（粉）自燃；在制粉系統(tǒng)檢修消缺，要消除存煤積粉爆炸隱患，落實(shí)防火防爆措施，確保作業(yè)人身安全；制粉系統(tǒng)的蒸汽消防應(yīng)正常投用。燃用高揮發(fā)分煤種的，要完善惰化消防設(shè)施并保持系統(tǒng)完備、快速、有效。

3.4 燃燒系統(tǒng)管理

及時調(diào)整摻燒比例，鍋爐出力要滿足電網(wǎng)調(diào)度要求，避免扣罰電量。主蒸汽壓力、溫度等主要參數(shù)要壓紅線運(yùn)行；應(yīng)定期開展配煤摻燒對鍋爐經(jīng)濟(jì)性的影響分析、評估，以指導(dǎo)、優(yōu)化摻燒和調(diào)整工作，保證鍋爐運(yùn)行工況良好，不得長期出現(xiàn)受熱面超溫、結(jié)焦、腐蝕、嚴(yán)重積灰等現(xiàn)象，嚴(yán)防造成“四管”泄漏；應(yīng)根據(jù)摻燒情況進(jìn)行火焰檢測裝置的調(diào)整，確保火焰檢測裝置能正確反映爐內(nèi)燃燒狀況；高揮發(fā)分、低熱值煤種著火點(diǎn)提前、燃燒迅速，要相應(yīng)調(diào)整一次風(fēng)速和二次風(fēng)配風(fēng)情況，經(jīng)常檢查燃燒器及附近區(qū)域，防止燃燒器燒損、水冷壁結(jié)焦、高溫腐蝕。

低熱值煤一般灰分較大，要加強(qiáng)對冷灰斗、撈渣機(jī)的檢查，及時處理棚灰、堵焦，做好安全防護(hù)措施，確保人身安全；摻燒高灰分、高水分低熱值煤種，旋轉(zhuǎn)式空預(yù)器（脫硫GGH）蓄熱元件易堵灰、沾污，應(yīng)加強(qiáng)運(yùn)行監(jiān)視和吹灰工作，充分利用停機(jī)機(jī)會沖洗、清理；應(yīng)根據(jù)摻燒經(jīng)濟(jì)煤種情況、鍋爐燃燒調(diào)整特性的變化，優(yōu)化熱工自動調(diào)節(jié)品質(zhì)，滿足電網(wǎng)調(diào)度和“兩個細(xì)則”要求。

3.5 環(huán)保設(shè)施管理

應(yīng)關(guān)注摻燒后煤灰比電阻變化對除塵效率的影響。對灰分或水分較大煤種，應(yīng)提高振打、電加熱和輸送系統(tǒng)出力，防止電除塵灰斗、除灰系統(tǒng)倉泵及輸灰管道堵灰；摻燒高灰分煤應(yīng)確?；叶愤B續(xù)除灰裝置運(yùn)行正常，防止灰斗嚴(yán)重積灰，尤其是發(fā)生垮塌事故；嚴(yán)格控制入爐煤含硫量符合脫硫設(shè)施設(shè)計要求，確保穩(wěn)定運(yùn)行，達(dá)標(biāo)排放。

3.6 運(yùn)行管理

落實(shí)責(zé)任，結(jié)合實(shí)際，制定措施，細(xì)化管理，加強(qiáng)協(xié)調(diào)，監(jiān)督考核。煤場、輸煤、制粉、燃燒以及汽輪機(jī)、電氣等各系統(tǒng)要密切配合，協(xié)同運(yùn)行，確保配煤摻燒工作順利開展；認(rèn)真開展經(jīng)濟(jì)煤種燃燒試驗(yàn)工作，做好摻配煤種的日常工業(yè)分析、統(tǒng)計工作，了解煤種灰分中的主要成分，研究對機(jī)組安全運(yùn)行、性能指標(biāo)、環(huán)保排放等的影響，掌握運(yùn)行規(guī)律，指導(dǎo)運(yùn)行操作；燃用非設(shè)計煤種對鍋爐效率等部分指標(biāo)產(chǎn)生不利影響，要綜合考慮煤種的熱值、灰分、硫份等，以及電網(wǎng)調(diào)度負(fù)荷變化要求，確定摻燒方式、入爐煤質(zhì)底線，分時上煤，以達(dá)到運(yùn)行安全、發(fā)電經(jīng)濟(jì)、出力合格、排放達(dá)標(biāo)。

燃用新煤種前須現(xiàn)場取樣，在本廠化驗(yàn)分析并送權(quán)威檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行煤質(zhì)特性分析化驗(yàn)。通過摻燒試驗(yàn)確定最佳摻燒比例，形成配煤摻燒標(biāo)準(zhǔn)操作卡，指導(dǎo)運(yùn)行操作調(diào)整，確保鍋爐安全穩(wěn)定運(yùn)行；總結(jié)摻燒經(jīng)驗(yàn)，修訂運(yùn)行規(guī)程和管理制度，完善煤炭接卸、堆放、摻配，輸煤、制粉、燃燒調(diào)整以及消防等涵蓋配煤摻燒全過程的操作規(guī)程和安全技術(shù)措施，做到摻燒工作規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化、制度化。加強(qiáng)對有關(guān)人員配煤摻燒技術(shù)培訓(xùn)，確保有序開展，持續(xù)降本增效；研究分析電煤市場的變化規(guī)律，積極開展商業(yè)儲煤，防范經(jīng)營風(fēng)險。要結(jié)合煤種變化開展摻燒試驗(yàn)，有計劃、有步驟、科學(xué)地進(jìn)行設(shè)備技術(shù)改造工作，增加配煤機(jī)械、設(shè)施，提高系統(tǒng)和設(shè)備對配煤摻燒的適應(yīng)能力，進(jìn)一步挖潛增效。

2020年摻燒煤泥、煤矸石、城市污泥和高硫煤等253萬噸，節(jié)約燃料成本約2.3億元。國神公司繼續(xù)以“提質(zhì)增效、降本增效”為抓手，充分發(fā)揮公司煤電一體化，CFB機(jī)組煤種適應(yīng)廣和低負(fù)荷穩(wěn)燃能力強(qiáng)等優(yōu)勢，積極推進(jìn)配煤摻燒工作，在確保安全、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的前提下，節(jié)約燃料成本，不斷提升市場競爭力，實(shí)現(xiàn)公司效益最大化目標(biāo)。