提高330 MW燃煤機(jī)組摻配摻燒的經(jīng)濟(jì)性

李 勇

江蘇華電揚(yáng)州發(fā)電有限公司運(yùn)行部

0 概述

江蘇華電揚(yáng)州發(fā)電有限公司2×330 MW機(jī)組，汽輪機(jī)為哈爾濱汽輪機(jī)有限公司生產(chǎn)的C300/N330-16.67/538/538亞臨界一次中間再熱、單軸、高中壓合缸、雙缸雙排汽、抽汽凝汽式汽輪機(jī)；鍋爐為東方鍋爐廠生產(chǎn)的DG1036/18.2-Ⅱ4亞臨界、四角切圓燃燒、自然循環(huán)汽包爐，π型單爐膛露天布置，燃用煙煤，一次再熱，固態(tài)排渣。設(shè)計(jì)煤種主要指標(biāo)見表1[1]。

1 煤成分對(duì)鍋爐燃燒的影響

1)發(fā)熱量：煤發(fā)熱量是煤質(zhì)的一個(gè)重要指標(biāo)，當(dāng)?shù)臀话l(fā)熱量過低時(shí)不僅影響鍋爐燃燒的穩(wěn)定性，影響機(jī)組帶負(fù)荷，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致鍋爐滅火。

表1 煤種指標(biāo)

2)揮發(fā)分：煤粉揮發(fā)分含量越大，就越容易著火和燃燼，容易造成煤在存儲(chǔ)和運(yùn)輸過程中自燃。揮發(fā)分含量降低時(shí)，著火溫度升高，著火困難，如燃燒調(diào)整不當(dāng)，易造成鍋爐熄火。

3)硫分：煤硫分易造成高溫受熱面和低溫受熱面腐蝕，同時(shí)煤硫分過大易造成二氧化硫排放超標(biāo)。

4)灰熔點(diǎn)：灰渣在高溫下具有黏性熔融狀態(tài)，易黏附在受熱面上，造成爐膛和爐膛出口附近結(jié)焦。

5)水分：煤水分大會(huì)降低煤的發(fā)熱量，還會(huì)因受熱蒸發(fā)、汽化而消耗大量的熱，導(dǎo)致鍋爐效率降低；此外，還會(huì)增加風(fēng)機(jī)耗電量，加劇低溫受熱面的積灰、腐蝕，增加斷煤的可能性，影響機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行[2]。

2 燃煤摻配摻燒創(chuàng)新舉措

為提高燃煤摻配摻燒的經(jīng)濟(jì)性和安全性，降低生產(chǎn)成本，公司專門成立了特殊煤種摻配摻燒小組。在摻配摻燒小組的領(lǐng)導(dǎo)下，公司各部門通力合作，在保證參數(shù)在可控范圍內(nèi)、機(jī)組在安全環(huán)保運(yùn)行的前提下，盡可能加大特殊煤種的摻燒比例。

1)定期、不定期開展特殊煤種摻配摻燒小組會(huì)議，就前期情況進(jìn)行分析，并根據(jù)來(lái)煤及現(xiàn)場(chǎng)情況，在保證鍋爐穩(wěn)定運(yùn)行、排放符合標(biāo)準(zhǔn)的前提下，制訂新的摻配摻燒方案。

2)運(yùn)行部積極聯(lián)系物料部和燃料部，以及時(shí)掌握入廠煤種、煤化驗(yàn)報(bào)告、摻配比例、上煤方式等信息，指導(dǎo)運(yùn)行人員調(diào)整燃燒、現(xiàn)場(chǎng)檢查和比對(duì)摻燒情況。

3)每月進(jìn)行特殊煤種摻配摻燒分析，給出專項(xiàng)報(bào)告，對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行環(huán)比與同比，提出問題，并對(duì)下一步摻燒提出建議。

4)當(dāng)摻配摻燒導(dǎo)致參數(shù)異常變化時(shí)，運(yùn)行部及時(shí)進(jìn)行專項(xiàng)分析（如飛灰含碳量高及煤耗增大分析），制訂針對(duì)性措施，反饋到物料部改變摻配比例、上煤方式，保證參數(shù)指標(biāo)合格。

5)小組還就摻配摻燒制訂和修訂了多項(xiàng)技術(shù)措施，如“近期燃用易結(jié)焦煤種運(yùn)行防范措施”“運(yùn)行部印尼煤摻配摻燒安全技術(shù)措施”“運(yùn)行部菲律賓煤摻配摻燒安全技術(shù)措施”等，組織運(yùn)行人員及時(shí)學(xué)習(xí)，安全完成摻配摻燒任務(wù)。

6)為超額完成全年摻配摻燒任務(wù)，廠部積極對(duì)運(yùn)行人員進(jìn)行宣傳，并修訂“運(yùn)行部特殊煤種摻配摻燒獎(jiǎng)懲細(xì)則”，使班組形成良性競(jìng)爭(zhēng)，鼓勵(lì)多燒特殊煤種。

7)安排專人用辦公軟件編寫“特殊煤種用量統(tǒng)計(jì)表”，每班填寫磨組燃煤總用量，表格自動(dòng)計(jì)算用量并排名，為特殊煤種摻配摻燒提供助力。

8)在因摻配摻燒導(dǎo)致結(jié)焦、排渣系統(tǒng)堵塞、輸灰困難、電除塵電場(chǎng)故障、脫硫入口硫分偏高等異常情況發(fā)生時(shí)，小組成員及時(shí)排查，保證機(jī)組安全運(yùn)行。

9)2020年6月-9月，運(yùn)行黨支部結(jié)合主題實(shí)踐活動(dòng)和迎峰度夏，開展了“燃用特殊煤種”指標(biāo)競(jìng)賽活動(dòng)，助力摻配摻燒中心重點(diǎn)工作，做好宣傳，注重全員參與。

10)針對(duì)印尼煤、褐煤等煤種易自燃、粉塵大、腐殖質(zhì)揮發(fā)氣味重等特點(diǎn)，燃料生產(chǎn)部一方面加強(qiáng)宣傳與引導(dǎo)，使員工認(rèn)識(shí)到摻燒的重要性、經(jīng)濟(jì)性，另一方面重視和加強(qiáng)個(gè)人防護(hù)，配備口罩及防毒面具，制訂專項(xiàng)檢查整改方案，消除積粉漏煤部位，增加機(jī)頭機(jī)尾水噴淋，全程投用干霧抑塵，完善現(xiàn)場(chǎng)通風(fēng)裝置，使降塵設(shè)施效率不斷提高。此外，牢牢抓住摻配精準(zhǔn)率這一重要指標(biāo)，不斷完善摻配摻燒安全措施，細(xì)化摻配過程管控，優(yōu)化接卸、摻配、分倉(cāng)儲(chǔ)存、上煤加倉(cāng)方案，以確?！靶?、上、摻、儲(chǔ)”的安全。全年摻配合格率達(dá)100%，未發(fā)生因摻配原因造成機(jī)組減負(fù)荷現(xiàn)象。

11)根據(jù)當(dāng)班接卸和摻配要求，燃料生產(chǎn)部每日制訂運(yùn)行方式及注意事項(xiàng)，確保特殊煤種在接卸、輸送各個(gè)環(huán)節(jié)萬(wàn)無(wú)一失，使員工真正做到從思想和行動(dòng)上高度重視特殊煤種的安全運(yùn)行。

12)經(jīng)過經(jīng)驗(yàn)的沉淀與積累，燃料生產(chǎn)部凝練形成了“燃煤摻配工作法”用于指導(dǎo)實(shí)際工作。工作法突出摻配過程管理和均勻度的控制，明確了流程間工作關(guān)系、崗位責(zé)任，形成了一套嚴(yán)謹(jǐn)完善的全方位、全過程控制體系。

13)結(jié)合特殊煤種特性，燃料生產(chǎn)部制訂了“分倉(cāng)管理、專儲(chǔ)專用、量點(diǎn)跟蹤、嚴(yán)控比例”摻配原則，加強(qiáng)“五專五到位”過程管理，嚴(yán)格筒倉(cāng)全程給煤等措施，以精準(zhǔn)的圓筒倉(cāng)一次摻配向原煤倉(cāng)供煤，再經(jīng)原煤倉(cāng)二次摻配，最大程度地滿足摻配品質(zhì)要求。

14)為確保輸煤系統(tǒng)防火安全，燃料生產(chǎn)部制訂并嚴(yán)格執(zhí)行“經(jīng)濟(jì)煤種摻配摻燒安全技術(shù)措施”“防止輸煤皮帶著火安全措施”等制度，堅(jiān)持輸煤系統(tǒng)定期清掃、強(qiáng)化巡查質(zhì)量、增加巡查頻次、上卸煤源頭全程值守、程控24小時(shí)不間斷監(jiān)視、執(zhí)行水淋濕皮帶規(guī)定、做好測(cè)溫工作等，確保輸煤系統(tǒng)消防安全。

15)燃料生產(chǎn)部與各部門通力協(xié)作協(xié)調(diào)常規(guī)煤種與特殊煤種的接卸秩序，最大限度地提高接卸效率，保證筒倉(cāng)及煤場(chǎng)存儲(chǔ)量。同時(shí)，充分考慮機(jī)組負(fù)荷、天氣變化、流動(dòng)性等因素，把握好摻配均勻度。針對(duì)不同煤種，優(yōu)化加倉(cāng)方式，最大程度地提高摻燒比例。5月份摻配比例為48%，8月份達(dá)53.5%，9月份上升到57%。

16)通過不斷探索與創(chuàng)新，特殊煤種摻配手段不斷豐富，實(shí)現(xiàn)了4個(gè)煤種的精準(zhǔn)摻配與加倉(cāng)，創(chuàng)新了定期校核葉輪出力，使摻配精度有效提升、摻配比例靈活應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)1∶1.2、1.5、……4不同比例的摻配，接卸、輸送、存儲(chǔ)、加倉(cāng)、上煤、摻配等環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)相扣，形成了良好的協(xié)調(diào)合作機(jī)制。

3 摻配摻燒對(duì)機(jī)組安全及小指標(biāo)的影響

由于摻燒比例大，摻燒對(duì)機(jī)組的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行帶來(lái)了較大影響，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1)整體熱值同比上升0.31 MJ/kg，主汽壓同比下降0.22 MPa。低熱值煤發(fā)熱量低，且低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)時(shí)管壁易超溫。為控制管壁超溫，#7爐采取了降主汽溫運(yùn)行措施，使主汽溫同比下降0.15℃、再熱汽溫上升0.74℃。

2)印尼煤、菲律賓煤、低熱值市場(chǎng)煤等煤種水分偏大、熱值偏低，由于摻燒比例增大，使磨運(yùn)行時(shí)間增加，導(dǎo)致空預(yù)器漏風(fēng)嚴(yán)重。此外，排煙溫度同比上升1.91℃，制耗率下降0.01%，風(fēng)耗率持平。摻燒對(duì)排煙溫度、制耗、風(fēng)耗的影響明顯，整體偏大。

3)飛灰含碳量同比上升0.59%，1月-5月常規(guī)煤種可磨性差，#7爐磨工況變差。印尼煤熱值低，帶負(fù)荷較困難，需降低動(dòng)態(tài)分離器轉(zhuǎn)速。6月-7月#73磨檢修，#75磨運(yùn)行使燃燒推后，但6月-12月常規(guī)煤種、高硫煤飛灰偏高，10月-11月?lián)綗砹_斯煤后飛灰下降較多。

4)因摻燒比例大，2月、8月、9月綜合供電煤耗較 高（分 別 為328.25 g/kWh、329.36 g/kWh、327.24 g/kWh），主要原因?yàn)椋海?）部分作為正常煤種摻燒的煤可磨系數(shù)低，煤粉顆粒大，難以燃燒完全，飛灰含碳量大；（2）同時(shí)摻燒的印尼煤、菲律賓煤水分偏大、整體熱值偏低，帶負(fù)荷困難，需長(zhǎng)時(shí)間五臺(tái)磨運(yùn)行，并需增加一次風(fēng)量，保證干燥出力；（3）空預(yù)器漏風(fēng)嚴(yán)重，一次風(fēng)機(jī)出力不足，導(dǎo)致制耗增加，制耗率上升。

5)10月-12月因摻燒俄羅斯煤，使#6、7爐排渣系統(tǒng)多次堵塞，需人工排渣。

6)2020年1月-4月和7月、10月、11月、12月灰量大，輸灰困難，幾個(gè)電場(chǎng)多次跳閘或參數(shù)異常造成停運(yùn)，導(dǎo)致排放超標(biāo)，此外輸灰系統(tǒng)磨損嚴(yán)重，經(jīng)常漏灰。

7)制粉系統(tǒng)磨輥磨損加劇，縮短了檢修、更換周期，同時(shí)漏粉的增加也變相增加了生產(chǎn)成本。

4 摻燒經(jīng)濟(jì)性分析

2020年摻燒特殊煤種，同比入爐煤平均熱值上升0.31 MJ/kg，灰分下降5.4%，揮發(fā)分上升2.17%，硫分上升0.07%,見表2。

表2 摻燒經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)1

同比供電煤耗減少1.86 g/kWh，廠用電率上升0.04%，綜合廠用電率上升0.21%。同比發(fā)電煤耗減少2.09 g/kWh，煤機(jī)發(fā)電量為231 416萬(wàn)kWh。同比減少標(biāo)煤耗用量4 836.59 t，折合成本減少約344萬(wàn)元（按全年平均煤價(jià)712元/t計(jì)算），見表3。

孤島采油廠通過選設(shè)“班組輿情疏導(dǎo)員”，加強(qiáng)自我教育法在思想政治工作中的實(shí)踐應(yīng)用，充分激發(fā)了干部員工以油為業(yè)的使命感、以廠為榮的自豪感、以隊(duì)為家的責(zé)任感，為孤島采油廠科學(xué)和諧發(fā)展注入了強(qiáng)大的動(dòng)力和活力。

表3 摻燒經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)2

2020年耗用印尼煤、菲律賓煤30.44萬(wàn)t，與市場(chǎng)煤有價(jià)差（每月浮動(dòng)）；高熱值高硫煤14.8萬(wàn)t，硫分1.26%～1.67%，無(wú)價(jià)差；俄羅斯煤8.02萬(wàn)t，有價(jià)差（每月浮動(dòng)）。從煤價(jià)上看，比全部采購(gòu)正常煤種約減少采購(gòu)成本2 302.5萬(wàn)元。

因8月#7爐排渣總管堵塞1次，10月-12月?lián)綗砹_斯煤，#6、7爐排渣堵塞多次，采取人工排渣，排渣處理費(fèi)用約13.95萬(wàn)元。

通過以上分析可看出，2020年因摻燒同比減少生產(chǎn)成本約330.05萬(wàn)元、采購(gòu)成本2 302.5萬(wàn)元，實(shí)際效益同比增加2 632.55萬(wàn)元。

5 下一步建議

1)正常煤種的采購(gòu)需考慮經(jīng)濟(jì)煤種的摻燒，摻燒低熱值煤時(shí)，需提高正常煤種的熱值；摻燒高硫煤時(shí)需保證正常煤種的硫分較低；摻燒低熱高灰煤種時(shí)，需高熱值、灰分低的正常煤種。此外，在采購(gòu)經(jīng)濟(jì)煤種時(shí)應(yīng)同步采購(gòu)正常煤種，以保證摻配摻燒的經(jīng)濟(jì)性和安全性。

2)從采購(gòu)價(jià)差來(lái)看，可繼續(xù)采購(gòu)印尼煤、菲律賓煤和俄羅斯煤，但需注意印尼煤、菲律賓煤熱值不能太低，否則影響帶負(fù)荷能力，進(jìn)而影響摻配比例。對(duì)俄羅斯煤需調(diào)整摻配比例，防止排渣堵塞。建議采購(gòu)熱值4 000 kcal左右的印尼煤和菲律賓煤，這樣摻燒比例可明顯提高。

3)從采購(gòu)價(jià)差來(lái)看，應(yīng)減少中煤高硫煤的采購(gòu)（無(wú)價(jià)差），但考慮到長(zhǎng)期合作關(guān)系，在正常煤種硫分偏低，且易結(jié)焦時(shí)考慮采購(gòu)。

4)根據(jù)負(fù)荷情況，適當(dāng)調(diào)整低熱值煤的摻燒比例，不排除帶滿負(fù)荷情況下，需保證5臺(tái)磨入爐煤較高的總熱值，故正常煤種采購(gòu)時(shí)熱值應(yīng)高一些。

5)對(duì)可磨性差、完全燃燒困難、飛灰含碳量大、易產(chǎn)生大渣、灰分多、易堵塞的煤，應(yīng)適當(dāng)減少采購(gòu)，以減少煤耗、輸灰管路磨損、環(huán)保指標(biāo)影響及現(xiàn)場(chǎng)文明衛(wèi)生。

6)因機(jī)組長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，空預(yù)器漏風(fēng)日益嚴(yán)重，突出表現(xiàn)為一次風(fēng)量頂不出來(lái)，出力加不上去，易堵磨等，故對(duì)入爐煤的可磨性要求提高，采購(gòu)煤種時(shí)需考慮。

7)受煤場(chǎng)容量、場(chǎng)地、橋吊設(shè)備等影響，難以實(shí)現(xiàn)雙機(jī)運(yùn)行同時(shí)接卸摻配三種煤，故摻配摻燒特殊煤種時(shí)，應(yīng)考慮正常煤種的同步性，要提升調(diào)運(yùn)的精細(xì)管理，避免因正常煤種不到位影響摻配比例。