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        火力發(fā)電廠燃煤熱值差的原因分析和控制措施

        2015-05-04 06:25:25凡中才
        關(guān)鍵詞:煤場熱值煤樣

        凡中才

        (中外合資合肥第二發(fā)電廠, 安徽 合肥 231607)

        火力發(fā)電廠燃煤熱值差的原因分析和控制措施

        凡中才

        (中外合資合肥第二發(fā)電廠, 安徽 合肥 231607)

        火力發(fā)電廠中燃料的管理和控制對于電廠各項經(jīng)濟指標具有重要影響作用,而入廠煤和入爐煤的熱值差的控制是實現(xiàn)燃料管理控制的重要部分。文章根據(jù)火電廠實際運行生產(chǎn)經(jīng)驗并結(jié)合熱值差理論分析了熱值差的形成原因,并從煤樣采制過程、來煤均勻性、煤場存放等幾個方面分析了對煤場熱值造成的影響,并提出了相應(yīng)的調(diào)整和改善措施,從而推進火電廠燃料的精細化管理。

        火電廠;熱值差;燃料管理

        1 熱值差的理論定義

        火電廠熱值差是評價火電燃料經(jīng)濟性和燃煤管理的一項主要指標。國家電力行業(yè)對火電廠熱值差進行了明確的定義:對于火電廠入廠煤和入爐煤之間的低位熱值差應(yīng)該低于502J/g。而火電廠在實際生產(chǎn)過程中,并不能都達到該要求,熱值差往往會比標準值要大,這不僅會增加電廠的燃料成本,同時會影響到煤耗量的計算。因此,對熱值差進行控制對降低火電廠的燃煤成本以及推動節(jié)能減排的發(fā)展具有非常積極的作用。當前對于熱值差超標的多種原因的分析研究并不徹底。下面主要從煤炭儲存、取樣和管理多方面進行分析。

        2 影響燃料熱值差的因素

        2.1 煤質(zhì)均勻性

        火電廠采用單一、均勻的煤種作為燃料時,其熱值差非常容易計算。例如當某一火力發(fā)電廠采用神華煤作為燃料時,基于一列火車機采20個子樣所測量得到的平均干基灰分Ad=10.27%,人采20個子樣所測得的平均干基灰分Ad=10.20%,兩者間存在的灰分差保持在0.07%,這表明當燃燒的煤質(zhì)均勻時,所得到的熱值差的偏差值較小,往往可以忽略。

        對于采用混合、不均勻煤種作為燃料的火電廠,其熱值差的計算就顯得相當困難。如當某一發(fā)電廠采用神華煤、印尼煤、俄羅斯煤作為混合型燃料時,基于一列火車機采20個子樣所測量得到的平均干基灰分為36.45%,人采20個子樣所測得的平均干基灰分60.89%, 兩者間存在的灰分差保持在24.44%,這表明,當燃燒的煤質(zhì)復(fù)雜時,所得到的熱值差的偏差值非常大,因而采用所具有的代表性就被弱化了。

        2.2 采制化過程中形成的誤差

        國際上已經(jīng)明文規(guī)定了煤炭的采制化過程。但在實際生產(chǎn)過程中,采制過程會受到多種因素的影響而出現(xiàn)偏差,導(dǎo)致火電廠熱值差超出了所規(guī)定的允許范圍。

        煤的采制化過程是相當復(fù)雜的,當其中一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題,則可能導(dǎo)致入廠煤和入爐煤的低位發(fā)熱量產(chǎn)生較大偏差。如在煤樣采制過程中,由于采樣點設(shè)置數(shù)量不足、深度不夠、子樣點的布置位置存在問題等,都會造成熱差值存在較大偏差。目前,許多火電廠都實現(xiàn)了機械化的采制裝置,由于系統(tǒng)方面存在的偏差也會導(dǎo)致化驗結(jié)果存在較大偏差。如采樣機的設(shè)計不合理,采樣過程中不能根據(jù)具體情況調(diào)整采樣方案,采樣機在運行過程中不能保證試驗結(jié)果所要求的性能需求進行調(diào)整,燃料化驗設(shè)備出現(xiàn)系統(tǒng)偏差等。這些因素都會影響到熱差值的準確度。

        發(fā)電廠的煤炭燃料是根據(jù)煤的采制來確定的,而發(fā)電廠的經(jīng)濟性是通過對煤的熱值計算的,燃煤熱值差與入廠煤采制化有著最直接的聯(lián)系。所以,各發(fā)電廠為提高自己的經(jīng)濟性指標,就必須要加強對入廠煤的分析和管理,具體包括提高采制設(shè)備的精準化,對煤炭摻假現(xiàn)象監(jiān)督,提高采制人員的采制水平等。

        2.3 煤場存放所造成的損耗

        電廠采購燃料后,需要將燃料儲存于燃料碼頭中,而煤種在運輸和儲存的過程中熱值都會出現(xiàn)不同程度的損失,因而需要對煤場燃料存儲區(qū)進行管理,避免出現(xiàn)不必要的燃料自燃問題,積極采取燒舊存新的方式。通過研究表明:對于儲存了6個月的不同種類煤粉,煙煤在存儲過程中損失的熱量在1%~3%區(qū)間,褐煤損失的熱量在6%左右。同時,煤場存放燃料熱量損失還會受到日照、雨淋等各種因素的影響,因而在對熱值差計算過程中還需要考慮到這部分的熱量損失。

        2.4 采樣缺乏代表性

        傳統(tǒng)的以人工為主的采樣技術(shù)很難實現(xiàn)對所有車廂深度的采樣計算,通常都是采取車廂頂部的煤樣進行分析,這樣煤樣采制缺乏代表性,導(dǎo)致入廠煤的熱值明顯高于實際值。而采用螺桿采樣頭的入廠煤的機械采樣,在實際操作過程中要求采樣頭與箱底間保持適當?shù)木嚯x,這樣導(dǎo)致所采取的煤樣不能到達箱底,并且采樣軸占據(jù)了一部分的空間,導(dǎo)致采樣頭在采取一些大顆粒煤粉時的適應(yīng)性下降。因此,基于機械采樣技術(shù)也容易導(dǎo)致入廠煤的理論熱值高于實際熱值。

        2.5 采樣方式不合理

        一個好的采樣方式要求根據(jù)采樣質(zhì)量和采樣時間選取全面系統(tǒng)的采樣點。而煤場的運輸設(shè)備,例如車輛和船舶的重量都各不相同,運輸煤炭工具的實際運輸量也會存在較大差異,若不同運輸設(shè)備所運輸?shù)拿嘿|(zhì)存在較大差異,如果采用的樣本是載重小、煤質(zhì)好的樣本則容易導(dǎo)致入廠煤的熱值虛高。

        2.6 采樣人員操作不規(guī)范

        煤場的實際采樣過程中,由于采樣人員缺乏對采樣規(guī)則的了解以及缺乏責任心,并未按照相關(guān)的法律規(guī)定嚴格執(zhí)行標準化采樣,在采樣的數(shù)量以及采樣重量等方面都存在缺陷;在樣品制備過程中并未進行完整的機型篩選、破碎和縮分等操作,容易影響到采樣的驗收結(jié)果。

        3 采制化過程中的熱值差檢查分析

        當煤場熱值差較大、化驗誤差較小時,應(yīng)從采制樣檢查的角度來分析熱值差較大的原因。

        3.1 采樣過程檢查

        煤粒度具有較大的不均勻性和顆粒尺寸,則表明煤粉中含有較多的矸石以及石頭。而在實際生產(chǎn)采樣過程中,不管是采用人工采樣方式還是采用機械采樣形式,都很難采到粒徑大于100mm的矸石或石頭。機械螺旋采樣頭的半徑尺寸通常維持在130mm~150mm之間,若減去中間部分的螺旋桿直徑,則該類機械螺旋采樣頭式樣的煤粉采樣最大力度為50mm,當煤粉超過這一粒度尺寸時,隨著粒度的增加,機械采樣頭的煤粉采樣概率將會迅速下降。所以,粒度大的煤粉采樣粒度采用機械采樣或者人工采樣時,入廠煤熱值往往較實際值要高。若將入爐煤采樣機安裝在碎煤機后,由于碎煤機將石頭和矸石進行預(yù)先破碎,因而為采樣機入爐煤樣本中采取到石頭或矸石提供了機會?;诖?,對于一部分電廠來講,可在采樣機前安裝碎煤機,這樣機械采樣過程中能保證采樣的準確性,同時,各電廠也可與燃料供應(yīng)商協(xié)定煤粒度要求(通常以低于50mm為優(yōu))。

        3.2 降低劣質(zhì)煤和摻假煤影響作用

        由于采樣機存在設(shè)計以及安全等多個因素的考慮,采樣頭并不可能采取到車輛底部的煤粉,通常采樣頭對于底部10cm~20cm后的底部煤粉是不能采到的,這樣一些不良燃料供應(yīng)廠家利用這個機會,在車廂底部裝載了近30cm厚的大高矸石或劣質(zhì)煤,再將優(yōu)質(zhì)煤粉裝載在劣質(zhì)煤上部。這種方式即便是采用了全斷面螺旋采樣頭也是不能采到的。對于這種現(xiàn)象,應(yīng)該嚴格監(jiān)督供應(yīng)商的煤粉供應(yīng),采取定期或不定期的手段來針對運輸工具底部的裝煤進行采樣。

        3.3 確保采樣機出料粒度

        采樣機的出料粒度對于縮分器切割煤流、留樣量等都會造成一系列的影響。因此,為了避免采樣機出料粒度對熱值差的影響,應(yīng)該定期對采樣機出料粒度篩選,通常按照2次/年的標準進行篩選,也可根據(jù)安裝的破碎機的性能來確定篩選周期。有研究表明,當采樣機的出料粒度達到13mm以上時,采樣機的性能會出現(xiàn)大幅下降。

        3.4 制樣過程檢查

        有研究表明,基于人工制備的原煤全水分值要明顯高于采用破碎機制備的全水分值。水分偏低是因為煤粉通過高速旋轉(zhuǎn)的采樣機時會損失掉相當量的水分。當采樣機采制的煤樣的全水分值較正常水平低很多時,為了防止采樣機造成的水分損失,需人工在運輸煤粉的設(shè)備上單獨進行全水分樣采制。正確的操作方法應(yīng)當是將原煤全部通過一個符合全水分測定所要求的粒度篩子,篩上物破碎一直到完全穿過篩子,然后再采用二分器縮分,在棄煤中采用九點法選取來進行全水分樣分析。

        3.5 熱量計的標定記錄及反標記錄檢查

        對熱量計的標定記錄及反標記錄檢查主要是了解設(shè)備的各項性能,降低系統(tǒng)偏差。采用該方法時,通常檢查最近一個季度的熱量計熱容量標定記錄及反標記錄,重點檢查其存在的標準差值,比較測量所得到的上下限,若測定值都在安全值范圍內(nèi),則可判斷出該熱量計處于系統(tǒng)誤差之內(nèi)。熱量計的標定記錄及反標記錄檢查對于熱值差有一定的影響,但往往被發(fā)電廠采樣分析人員所忽略,因此,應(yīng)該嚴格執(zhí)行。

        4 結(jié)語

        對火力發(fā)電廠的燃煤熱值差進行深入分析,并尋找到導(dǎo)致熱值差偏大的原因,通過不斷完善采樣技術(shù)、管理水平、人員技能素養(yǎng)等各項有效措施,實現(xiàn)熱值差指標的合理化、標準化,從而促進火電廠的經(jīng)濟性發(fā)展。

        [1] 楊勁,朱再興,周孑民,等.火電廠入廠煤與入爐煤熱值差原因分析[J].湖南電力,2009,29(1): 21-23.

        [2] 賈源.入廠煤與入爐煤熱值差大的原因及對策[J].華電技術(shù),2010,32(S1):1-3.

        [3] 付強,林木松,張宏亮,等.入廠煤與入爐煤熱值差異較大原因分析[J].華中電力,2003,16(6):47- 49.

        [4] 林木松,鐘丁平,吳旭龍.入廠煤與入爐煤的熱值之間普遍存在較大偏差的原因分析[J].2007,16(11):52-53.

        [5] 周桂萍,劉吉堂,范志斌,等.電廠燃料[M].北京:中國電力出版社,2011.

        [責任編輯:吳明]

        Reason Analysis of Coal Calorific Value Difference and Control Measures in Thermal Power Plant

        FANZhong-cai

        (Sino-ForeignJointVentureHefeiNo.2PowerPlant,Hefei231607,China)

        Fuel management and control in thermal power plant has the important effects on the various economic indicators of power plant, and the control of the calorific value difference between coal as received and coal as fired is an important part of realizing the fuel management and control. According to the actual production experience of thermal power plant and combined with the calorific value difference theory, this paper analyzes the formation reasons of calorific value difference, while analyzes its effects on the calorific value of coal yard from several aspects including the collection and production process of coal sample, the uniformity of supplied coal, the coal yard storage and so on, and proposes the corresponding adjustment and improvement measures, so as to promote the fuel fine management for thermal power plant.

        thermal power plant; calorific value difference; fuel management

        2015-06-10

        凡中才(1975-),男,安徽合肥人,工程師,主要從事電力技術(shù)管理工作。

        TK229.6

        A

        1672-9706(2015)03- 0095- 03

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