某发电公司2×660MW机组入炉煤掺配的意义及方法探讨

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摘要：在当前掺配经济型煤种的大环境下，采用配煤掺烧这个重要的行之有效的技术手段，配煤带来的经济效益是非常显著和巨大的，它可以最大限度地降低发电成本，所以配煤质量的好坏直接影响到锅炉的安全经济运行和公司的经济效益。那么如何搞好入炉煤掺配，日益成为一项重中之重的工作，也是当前工作的当务之急和一大难题。本文的目的主要是，通过对入炉煤掺烧的意义进行分析，找出适合的入炉煤掺配方法，为确保机组安全稳定地运行，降低供电煤耗，实现企业效益最大化打好基础。

关键词：入炉煤 掺配 意义 方法

1 概述

某发电公司装有两台660mw燃煤机组，一年的煤耗大约为400万吨。此电厂处于煤炭资源匮乏的山东省，其燃煤主要来自河南、四川、山西以及陕西和贵州等省，煤的种类有几十种。由于为此发电公司供应的燃煤具有区域广以及矿点多的特点，因此，煤的品质差异性很大。对于入炉的煤应当考虑以下问题：能否满足锅炉燃烧的需求；在高负荷时段是不是能够带得起来设备；保证低负荷时段不熄火；不会由于煤质原因导致燃烧不好而引发各种事故等。此外，从运行经济性上来讲，只有抓好燃煤这项重要的工作，才能降低企业的生产成本以有效的提高经济效益。为了能够创造出较好的经济效益，我们在保证安全运行的前提下采用创新配煤掺烧的方法和措施。采用配煤掺烧的方式具有以下意义：第一，可以有效的调节煤的品质，从而调节了灰分和硫分并且调整了综合发热量以及挥发分；第二，配煤掺烧还具有以下作用：由于提高了劣质煤的利用率，从而降低了燃料的成本，最终降低了发电成本；通过配煤有效的改变了煤质，因此，有效的解决和减少了锅炉受热面结渣、磨损以及腐蚀的问题；有效减少了污染物的排放量。因此，如何搞好各种煤质条件下的配煤掺烧，摸索出一套适合某公司使用的配煤掺烧技术，已经成为当务之急。

2 我国煤炭供给及火电用煤情况简介

2.1 我国煤炭供给情况分析

我国煤炭资源总量丰富，品种齐全，但分布不均，从低变质程度的褐煤到高变质程度的无烟煤都有储存。现在高变质程度的贫煤、无烟煤占21%，主要分布在山西、河南、贵州和川南一带，宁夏、湖南也有质量较好的无烟煤。中等变质程度的炼焦用煤占31.8%，除上海外，其他省区都有储存，主要分布在秦岭以北和贵州等地，储量在60亿吨以上的有山西、河北、内蒙古、河南、山东、安徽、黑龙江、贵州和新疆等9个省区。在炼焦煤储量中，气煤占55%，肥煤占13%，主焦煤占16.5%，瘦煤占13.9%[1]。变质程度

较低的长焰煤、弱粘结煤和不粘结煤等占24.83%，主要

分布在内蒙古、陕西、宁夏3个省区。褐煤只占13.8%，主要分布在内蒙古、云南2个省区，占褐煤总储量的90%以上[2]。

一般来说，北方煤田的灰分和硫分较低，南方煤田的灰分和硫分较高。在全国储量中，灰分小于10%、硫分小于1%的低灰、硫煤约占2/3，其中，秦岭以北占66%。灰分大于10%、硫分大于4%的特高灰、硫煤占2.93%，其中，秦岭以北只占0.78%。肥煤和瘦煤的灰分、硫分分别高于10%、2%[3]。

2.2 火电厂用煤基本情况简介

据统计，我国发电用煤的消费量占煤炭流通总量的60%以上，其变化是呈增长趋势的。我国目前发电用煤以质量较低的煤为主，表面上看，发电用煤既可以用优质煤，也可用劣质煤，但煤炭的种类和性质对锅炉燃烧设备的结构、选型、受热面的布置以及运行的经济性、可靠性、安全性都有很大影响。

大中型发电厂的锅炉，都是根据一定的煤种设计的。发电厂建成投产后，理论上应该尽可能选用原设计煤种，电厂与煤矿一般有较为稳固的协作关系，否则就会影响运行的经济性和可靠性。即使不能选用设计煤种，也应尽可能选用相似煤种。

所以，火电厂在选择煤炭合作企业时，了解煤炭的品质是十分重要的。

3 配煤掺烧对电厂安全经济性的影响

我国火电厂无论是坑口或路口，2004年以前由于煤炭市场稳定，配煤掺烧意义不大，不采用配煤掺烧；但是，近年来，随着国家宏观经济调控的加强，煤炭市场由买方市场向卖方市场转变。煤炭供应出现全国性紧张，为了电厂的经济性、可靠性、安全性，就不得不根据本厂的发电要求，按所需煤种的煤质寻找合适的煤源。掺配煤种的综合成本应低于单一适烧煤种，通过合理掺配不但要满足锅炉燃烧稳定的要求，且应尽可能的降低供电煤耗，从而达到最大限度降低发电成本的目的。

3.1 入炉煤掺配对锅炉安全运行的影响

通过研究表明，由于掺混煤的燃烧特性特别复杂，尤其是当掺混煤的煤种的性能相差太大或者掺配比例不适当的时候，在运行当中配风无法同时满足不同性能煤种对其的要求，并且还会造成着火困难、炉内结渣严重、污染物排放量增大以及增加未完全燃烧热损失等很多问题。因此，锅炉能否安全稳定的运行，与掺配的比例有很大的直接关系。

3.2 入炉煤掺配对机组经济性的影响

入炉煤掺配对机组经济性的影响是显而易见的。通过合理的入炉煤掺配，在确保锅炉安全稳定燃烧的前提下，将不同特性的优质煤与低质煤按照要求和比例均匀的掺混起来，进行掺烧，能够有效的降低购煤成本。通过不同煤种之间的合理掺配，加上适当的配风方式，能够有效地降低供电煤耗，进一步降低发电成本。

4 入炉煤掺配方法

为了确保火电机组的安全运行，配煤燃烧作为其重要的手段，必须要求掺混煤的干燥程度、热值、含硫量以及挥发分等必须适应锅炉的燃烧需求。与其他工业煤相比，泥煤、褐煤以及洗中煤每吨要便宜大约几十元到百元不等，因此，目前很多燃煤电厂往往采取多煤种入厂的方式以应对高价煤。一般以煤种区域、挥发分、硫分以及热值等作为参照指标，通过锅炉试烧不断的细化配煤掺烧的方案，最终通过调整探索出容易操作的掺配方案以有效的优化入炉煤的品质。

4.1 入炉煤掺烧的注意事项

研究及实践经验表明，以下几个方面是入炉煤掺配中必须了解和遵循的几条注意事项：

①将煤质混合均匀是在掺烧中保证其正常燃烧的基本前提，只有将煤混合均匀，才能有效的避免由于煤质波动而影响燃烧的经济性以及稳定性。

②混合均匀后，着火特性、燃尽特性以及污染物排放特性和结渣特性等煤的燃烧特性是决定掺烧的重要因素。由于燃烧的可靠性与经济性受到长烟煤与气煤、褐煤与长烟煤结合等这种燃烧特性相近的煤种影响不大，因此，对于燃烧特性相近的煤种在掺配时可以按照任何比例进行。但是燃烧的可靠性以及经济性会受到无烟煤与烟煤以及气煤与贫煤的混合这样性质相差较大煤种的较大影响，因此，这种情况下一定要确定最大的掺烧比例。但是对于褐煤与贫煤、肥煤与无烟煤这种燃烧性质相差极其悬殊的煤种，正常情况下是不能够进行混烧的。

③燃烧混煤时，煤种本身的特性是影响锅炉受热面结渣以及玷污的最主要因素。当掺烧不同种类的煤时，成分之间通过相互影响、相互作用以及相互的制约作用，从而导致泥煤的灰渣流变特性、熔融特性以及矿物质偏析情况的变化，这些主要是通过灰熔点来体现。此外，由于泥煤燃烧具有特殊性，从而导致燃烧延迟以及炉内局部出现弱还原性条件等也是导致炉内结渣玷污的另外一个重要的原因。

④锅炉燃用混煤对大气的主要污染物是硫氧化物、氮氧化物和粉尘。煤种以及煤的燃烧方式都会影响各种污染物的排放量，由于烟煤的含硫量较高，当掺入的烟煤比例增大时，就会增大混合煤中硫氧化物的排放量。

4.2 入炉煤掺配方法

为了确保某发电公司两台660MW燃煤机组中锅炉的稳定燃烧，经过长期的探索实践，在入炉煤掺配上进行了创新。三期拥有2个煤场，通过结合实际来避免煤以及煤场的相撞，充分利用储煤以及存煤量较低时做好存煤的方案规划。通过合理划分煤场，实现了分厂送煤，分区堆煤，分炉配煤，分仓上煤，分时段配煤。A煤场堆放优质煤，一般发热量≥22000kJ/kg，含硫量≤2%，挥发分≤10%，用于C、D仓上煤，一般供两个仓。B煤场堆放发热量≤19000 kJ/kg，含硫量≤3%，挥发分20%～30%的劣质煤和发热量≥19000kJ/kg，含硫量≤3%，挥发分20%～35%的普通煤，根据上煤需要，临时取煤，各区域配有1台DQ1200・40斗轮机。在煤源逐步稳定的基础上，可以考虑在符合要求的矿点进行一次掺混，煤到达煤场时，进行二次掺混；通过输煤皮带进入圆筒仓时，进行三次掺混；从圆筒仓进入锅炉前，进行四次掺混。经过多次掺混后配煤应能达到掺混均匀的目的。

配煤专员应当每天制定每天的配煤掺烧作业计划书，制作的燃烧作业计划书应当根据机组锅炉燃烧状况以及来煤和存煤的情况制定，并且一定要严格按照作业计划书的要求进行操作。一般情况下，三期5号炉和6号炉的A、B仓供劣质煤，C、D仓供优质煤，E、F仓供普通煤。根据叶轮给煤机的转速来调节掺烧比例。通过试验研究，某公司目前5、6号炉掺烧比例一般选用褐煤35%、烟煤65%，或者褐煤30%、烟煤70%，同时也根据锅炉燃烧情况和机组负荷曲线随时调整掺配比例。

运行中，锅炉运行人员与燃料运行人员在值长的统一领导下，严格执行配煤计划，并且制定入炉煤煤质指标的控制范围。上煤之前做好掺配煤分析计划书，一定要做到不符合要求的煤不直接入仓，对于煤质化验结果不明确、含水量、含硫量以及挥发分超标的煤，不得直接入仓。为了确保锅炉能够稳定的燃烧，各个运行的班组应当密切的关注在线快速煤质监测仪反映的数据，并且通过研究掺烧煤种的符合曲线并根据各时段机组的负荷情况及时的调整掺配比例。

经过科学掺配入炉煤，即低价煤配高价煤、低热量煤配高热量煤、泥煤配干煤，结合其他方面的工作，今年取得了月供电煤耗完成328g/kwh的历史最好成绩。

5 结论与展望

①通过试验研究，目前5、6号炉掺烧比例一般选用褐煤35%、烟煤65%，或者褐煤30%、烟煤70%，同时也根据锅炉燃烧情况和机组负荷曲线随时调整掺配比例。经过科学掺配入炉煤，即低价煤配高价煤、低热量煤配高热量煤、泥煤配干煤，结合其他方面的工作，今年取得了月供电煤耗完成328g/kwh的历史最好成绩。

②一个火电厂整体的科学技术能力主要是以配煤掺烧为代表的，并且火电企业节能降耗以及实现企业最大化效益的重要体现也是通过配煤掺烧技术的管理体现的。配煤掺烧可解决入厂煤因煤种煤质差异，特别是热值、灰分、水分、挥发分、硫分等重要指标不同所造成的燃烧调整困难。在此基础上，通过长期实践摸索，以后将在掺配煤种和掺配煤量的精准度上再下功夫，最终实现企业综合效益最大化。

参考文献：

[1]汪应宏，郭达志，张海荣，申宝刚.我国煤炭资源势的空间分布及其应用[J].自然资源学报，2006（02）.

[2]罗斐.煤炭资源的现状及结构分析[J].中国煤炭，2008（03）.

[3]毛节华.关于煤炭资源分类分级问题[J].中国煤田地质，1996（03）.