火电厂配煤掺烧应用实践

武玉忠

武玉忠

河北大唐国际张家口热电公司河北张家口075000

摘要：为充分挖掘配煤掺烧潜力，降低燃料成本，提高公司盈利能力，以机组的设计参数为基础，以机组性能试验为依据,合理科学建立配煤掺烧方案，根据工况和煤种的变化实时优化配煤掺烧及上煤方式，在异常天气及机组启停时确定可靠煤种，保证机组安全、环保、经济运行。

关键词：配煤掺烧；负荷；成本；管理

一、概述

张家口热电公司贮煤场采用露天式的煤场，为满足环保要求，2017年3月份开始，煤场进行封闭式储煤场施工。共二个条形煤场，设置（南北煤场各10个区），设计最大储煤量为12万吨。供两台315MW燃煤机组日常用煤。煤场除配置2台斗轮堆取料机外，还加装了一台可升降式事故皮带机，在混配煤及事故情况下使用。

a)接卸方式：火车进煤和汽车进煤，目前主要采用汽车方式接卸煤，输煤系统设置两路皮带互为备用。

b)煤仓上煤：可采取煤沟直接上煤及斗轮机煤场取煤两种方式。

二、主要燃烧煤种介绍

实际主烧煤种为山西晋北地区煤（发热量4300大卡、平均挥发分约25%、硫份约0.8%、全水分约12%、灰分约33%）。可采购的配烧煤种为低热值烟煤、煤泥及褐煤，各劣质煤指标及特性如下图：

三、边界利润确定

公司以机组设计参数为基础，结合50%、75%、100%负荷现场深度掺烧试验，确定掺烧边界条件如下：

a)热值要求：五台制粉系统均可用时，为满足锅炉带额定负荷能力及50%负荷稳然的要求，100%负荷入炉混煤低位发热量不低于3800kcal/kg，75%负荷低位发热量不低于3600kcal/kg，50%负荷低位发热量不低于3450kcal/kg，且挥发分不低于24%。

b)单台制粉系统故障时，为满足锅炉带额定负荷能力及50%负荷稳然的要求，100%负荷入炉混煤低位发热量不低于4350kcal/kg，75%负荷低位发热量不低于3700kcal/kg，50%负荷低位发热量不低于3450kcal/kg，且挥发分不低于24%。

c)硫分要求：根据脱硫系统经验值，在脱硫系统入口二氧化硫浓度2900mg/Nm3时，5台浆液循环泵运行，可满足脱硫出口二氧化硫在50%-80%超低排放值之间，确定100%负荷入炉混煤硫分不高于0.80%，75%负荷时控制入炉混煤硫份不大于0.85%，50%负荷时控制入炉混煤硫份不大于0.9%；

d)灰分要求：设计煤种收到基灰分为18.42%，根据配煤掺烧试验及历史经验值，单一考虑除灰系统的出力能力及烟尘达标排放因素，100%负荷时混煤灰分应小于33%，75%负荷时灰分应小于40%，50%负荷时灰分应小于45%。

四、配煤上仓

a)非供热期不同负荷点配煤方式及磨煤机运行方式参考下表执行：

b)供热期不同负荷点配煤方式及磨煤机运行方式参考下表执行：

b)供热期不同负荷点配煤方式及磨煤机运行方式参考下表执行：

c)双路煤沟运行期间，不同时间段、负荷点燃煤上仓遵循以下原则：

?后夜班第二次上煤及前夜班第一次上煤，所有仓取南、北煤场的4-8区1:1混煤；

?前夜班第二次上煤及后夜班第一次上煤，旋转煤仓上北1-4区或南8-10区低热值煤，其它仓上南、北煤场的4-8区1:1混煤；

?白班、下午班两台炉#1仓上主烧煤种，其他仓上双路煤沟1:1混煤。

d)启动、停机时

?机组启动时炉膛温度较低，需要燃烧稳定，一般情况下#1、#2、#3原煤仓均上高热值煤。

e)异常天气取煤：

?尽量避免雨量较大时取煤，必须取煤时，先反转#4皮带走空皮带积水，取煤时轮斗深挖，表层湿煤先上#1、#2炉旋转煤仓。

?雨后取煤，揭开苫布取苫盖区域干煤，或推土机推掉表层湿煤，取下层煤。

?雨雪天气停止配烧煤泥，待雨后5天之后充分晾晒后再上进行煤泥配烧。

五、煤场存取原则

a)坚持烧旧存新、定期置换原则。从储煤场取煤按先堆先取、烧旧存新的原则进行。

b)坚持分层碾压原则。在正常的堆煤过程中，要做到分层堆煤，分层压实，堆到最后高度时，要反复进行压实工作，特别是高挥发分易燃煤种。

c)坚持分煤种分堆存放原则，单独掺烧低热值煤质时，考虑单台斗轮机退出备用情况下不影响配煤掺烧，燃煤堆放按以下要求执行：

?正常情况下，主烧煤种和掺烧煤种同时进厂，两种煤入煤沟后按1:1比例在#3皮带混合堆至煤场或直接上仓，混煤堆至南、北煤场的4-8区；

?只有单路煤进厂时，主烧煤种单堆放在南1-4区和北8-10区，掺烧煤种单堆放在北1-4区和南8-10区；

?进厂煤含煤泥时，单独上仓至#1、#2炉旋转煤仓，堆放至煤场北1-4区；

?考虑低热值煤灰分高，除灰系统压力较大的因素，后期选用褐煤进行二次混配时，褐煤单独堆放在北1-4区域，与低热值煤进行混合。

（下转第218页）

六、运行管理

a)值长每天查看《燃料管理系统》的来煤量、指标预报，主烧煤种与劣质煤原则上不得单独堆放，需混配后做为日常配烧煤种。单独接卸主煤种或劣质煤时，按区域堆放，不可单独配烧全部煤仓。

b)旋转煤仓可作为配烧煤泥的专用仓；掺烧煤泥时，应加强输煤皮带、落煤筒粘煤情况检查，发现堵煤及时停运皮带，严防皮带损坏事故发生；

c)掺烧褐煤时，应加强输煤系统和制粉系统积煤、积粉检查，发现积煤积分及时清除；控制磨煤机出口温度，磨煤机停运后保证足够的吹扫时间；输煤皮带停运时，要将皮带上存煤完全走空，皮带、落煤筒等设备不允许存煤；

d)掺烧褐煤时，褐煤硫分高，严密监视吸收塔入口烟气二氧化硫浓度，及时调整运行方式，控制空预器温度不低于露点温度，确保二氧化硫达标排放；

e)值长掌握煤场各区域存放煤种，及时督促大型机械班对煤场进行整形；

f)值长关注天气变化，遇雨雪天气，提前安排对煤场进行苫盖，防止粘煤上仓，现在已形成煤场苫盖常态化管理，执行随取随揭，取完苫盖(如上图）。

七、配煤掺烧对机组的影响及过程管控

a)炉膛结焦：单烧高热值煤容易结焦。控制手段：在运行中根据来煤指标结合煤场实际查看煤质决定配煤方式，避免单独上仓。发生掉落焦块时机组做好燃烧监视，增大风量，辅控人员就地进行挤渣；

b)低热值煤硫份高，易造成出口硫超标，入口硫达到2600时，辅控人员认真监视环保数据，及时启动备用浆液循环泵，增大供浆量；

c)磨煤机磨损，掺配低热值煤时加快了磨煤机磨辊、内部衬板及其他部件的磨损，磨煤机内部发生异响，运行人员增加对磨煤机的检查频次，及时发现及时处理，另设备部根据两台炉的实际运行状况制定了各台磨的定修计划，保证机组安全运行；

d)总煤量大，发热量不足，压力滞后：高负荷时尤其是冬季供暖期，总煤量达180t/h，易发生堵磨，且压力严重滞后，调整困难，运行人员需把控升负荷速率与供热量的关系，值长需关注全日负荷曲线，按需配煤，保证高峰负荷可以烧到较理想的煤种；

e)渣量大：低热值煤掺配导致渣量较大，易发生运行中磨煤机振动及排渣门频繁堵塞，甚至堵塞排渣管道，合理控制排渣时间，测量排渣温度，调整磨煤机加载力。

八、效益分析核算

a)劣质煤掺烧后可能产生的额外费用

?负荷高峰期出现出力受阻，产生发电量考核及调峰考核

?辅机厂用电率上升

?锅炉效率下降

?设备检修维护费用增加

?燃烧不稳时助燃用油增加

b)效益测算

2016年四季度至今，我公司主要掺烧3500大卡低热值烟煤。目前按照1：1的比例与主烧煤种在皮带上进行掺配后，堆入煤场或者直接入炉。2017年3月份我公司共计采购低热值烟煤8.64万吨，占采购比例48%（见下图）。

不考虑锅炉飞灰、锅炉效率、机械磨损、掺配成本、调整成本等其他影响因素，按动态模型效益计算节省采购费用约280万元，影响标煤单价降低27.47元/吨。按2017年全年发电量32.73亿发电量，耗煤约191万吨，81万吨低热值煤来评估，节约燃料成本约3044万。

总结：

本文深度分析了配煤掺烧方式及管理手段，满足了机组安全经济运行，快速适应了当前环保经济双重压力的燃煤电厂新形势，以安全生产为前提，大幅度降低了燃煤成本，为公司盈利创收做出突出贡献，也未其他同类型机组提供了技术管理借鉴。

参考文献：

1、《电力设备》2017年第2期；

2、《消费导刊》2017（5）张跃清；

3、2*300MW亚临界机组集控运行规程.张家口热电有限责任公司。