（鄭州市熱力總公司，河南 鄭州 450000）

淺談火力發(fā)電廠燃煤配煤摻燒技術(shù)

郭娟

（鄭州市熱力總公司，河南 鄭州 450000）

以低揮發(fā)份劣質(zhì)煤、高硫煤為例，針對(duì)困擾火力發(fā)電廠煤源雜、煤種多、煤質(zhì)穩(wěn)定性差、偏離設(shè)計(jì)值問(wèn)題，從加強(qiáng)入爐煤管控入手，探討燃煤配煤摻燒技術(shù)，以改善鍋爐入爐煤質(zhì)，優(yōu)化運(yùn)行燃燒調(diào)整，確保安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，力保各項(xiàng)環(huán)保指標(biāo)達(dá)標(biāo)。通過(guò)燃煤配煤摻燒，取得良好效果。

發(fā)電廠；揮發(fā)份；劣質(zhì)煤；高硫煤；配煤摻燒

1 概況

受近年來(lái)國(guó)際能源價(jià)格攀升、煤炭?jī)r(jià)格市場(chǎng)化等各方因素影響，全國(guó)各省份電煤匱乏，各電廠都在多措并舉確保電煤采購(gòu)量，力保機(jī)組長(zhǎng)周期安全運(yùn)行。如某2×200MW供熱機(jī)組電廠，2015年累計(jì)消耗電煤約126萬(wàn)噸。該年該廠煤炭供貨商達(dá)到20多家，進(jìn)廠煤種達(dá)16種，散戶(hù)煤占25%，且主要煤質(zhì)指標(biāo)參數(shù)偏離設(shè)計(jì)值的入廠煤達(dá)到總量的74%。由于購(gòu)煤渠道多、煤源雜、煤種多、煤質(zhì)穩(wěn)定性差，特別是揮發(fā)份低、硫份高的各煤質(zhì)，不僅加劇鍋爐燃燒調(diào)整困難，而且極易導(dǎo)致無(wú)法滿(mǎn)足節(jié)能減排的環(huán)保要求。針對(duì)困擾火力發(fā)電廠煤源雜、煤種多、煤質(zhì)穩(wěn)定性差、偏離設(shè)計(jì)值問(wèn)題，各廠都在探索燃煤配煤摻燒技術(shù)，以?xún)?yōu)化、穩(wěn)定鍋爐入爐煤質(zhì)，確保鍋爐燃燒調(diào)整穩(wěn)定性及運(yùn)行安全，力保達(dá)標(biāo)排放。

某2×200MW供熱機(jī)組電廠，兩臺(tái)機(jī)組分別于2008年3月、6月投產(chǎn)。東方鍋爐廠生產(chǎn)的DG670/13.7-20型鍋爐，每臺(tái)鍋爐配兩套雙進(jìn)雙出中速直吹式制粉系統(tǒng)。鍋爐設(shè)計(jì)煤質(zhì)為河南平煤，校核煤種低位發(fā)熱量23.49MJ/kg，揮發(fā)份37.33%，硫份0.75%，灰份19.75%。按每年21億千瓦時(shí)發(fā)電量和15.88MJ/kg的入爐煤平均低位發(fā)熱量計(jì)算，年耗煤量約125萬(wàn)噸。為了降低和控制燃料采購(gòu)成本，積極消化長(zhǎng)期積壓劣質(zhì)煤，面對(duì)揮發(fā)份低、硫份高的各種煤質(zhì)，從2009年開(kāi)始探索燃煤配煤摻燒技術(shù)，針對(duì)如硫份高等具有獨(dú)特煤質(zhì)特性而又不能單獨(dú)直接燃燒的煤質(zhì)進(jìn)行了配煤摻燒實(shí)踐，在穩(wěn)定燃燒、消化高硫煤、保證達(dá)標(biāo)排放等方面下功夫，取得了良好效果，2015年全年成功摻燒揮發(fā)份低的劣質(zhì)煤65萬(wàn)噸，摻燒比例達(dá)到51.90%；摻燒高硫煤11萬(wàn)噸，摻燒比例達(dá)到9.3%。本文結(jié)合該廠實(shí)例，重點(diǎn)探討低揮發(fā)份、高硫份的燃煤配煤摻燒技術(shù)。

2 煤場(chǎng)劃區(qū)分堆擺放入廠煤，創(chuàng)造燃煤配煤摻燒條件

將煤場(chǎng)進(jìn)行區(qū)域劃分，根據(jù)入廠煤煤質(zhì)特點(diǎn)和數(shù)量大小，將來(lái)煤按照發(fā)熱量、揮發(fā)份、硫份的不同含量，分堆擺放，事故煤斗附近存優(yōu)質(zhì)煤，作為斗輪堆取料機(jī)故障時(shí)緊急備用。煤場(chǎng)劃區(qū)分堆擺放優(yōu)化調(diào)整，煤場(chǎng)堆放過(guò)程和存煤信息一目了然，并且根據(jù)季節(jié)和來(lái)煤信息等對(duì)存煤和煤質(zhì)進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理，實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化的堆取煤操作功能，減少了人為錯(cuò)誤，解決了無(wú)序堆放和盲目存取的混亂局面，為下一步的燃煤配煤摻燒，分倉(cāng)上煤打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

3 建立高效的入爐煤配煤摻燒管理機(jī)構(gòu)，落實(shí)配煤摻燒

為確保機(jī)組穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，落實(shí)配煤摻燒是關(guān)鍵，電廠各部門(mén)需要精誠(chéng)團(tuán)結(jié)，統(tǒng)一指揮，協(xié)同作戰(zhàn)，建立高效的配煤摻燒管理機(jī)構(gòu)：配煤摻燒責(zé)任部門(mén)發(fā)電運(yùn)行部，指定專(zhuān)人負(fù)責(zé)燃煤配煤摻燒工作。每日根據(jù)煤場(chǎng)儲(chǔ)煤情況和來(lái)煤情況，針對(duì)機(jī)組的設(shè)備狀況，對(duì)配煤指標(biāo)進(jìn)行控制并提出每天的配煤計(jì)劃，由當(dāng)值值長(zhǎng)負(fù)責(zé)監(jiān)督落實(shí)，以合適比例摻混后，再分倉(cāng)上煤。燃料質(zhì)檢部負(fù)責(zé)協(xié)助發(fā)電運(yùn)行部對(duì)入廠煤堆放管理，且必須對(duì)入廠煤質(zhì)、數(shù)量有效檢驗(yàn)，確保入廠煤質(zhì)的真實(shí)性。同時(shí)入爐煤的煤樣也加強(qiáng)了人工定期取樣，確保入爐煤各項(xiàng)指標(biāo)可控在控。實(shí)踐表明，通過(guò)建立有效的入爐煤配煤管理機(jī)構(gòu)，為降低發(fā)電成本，拓寬煤源，最大限度摻燒劣質(zhì)煤、消化高硫煤，為緩解電煤供應(yīng)的嚴(yán)峻局面，提高鍋爐的燃燒安全性和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供了有力的保證。

4 低揮發(fā)份煤的配煤摻燒

4.1 2015年該廠入廠低揮發(fā)份劣質(zhì)煤情況

該廠2015年入廠煤結(jié)構(gòu)中，揮發(fā)份低的劣質(zhì)煤為10萬(wàn)噸，占全年耗煤量的比例達(dá)7.90%。該煤加權(quán)平均熱值19.58MJ/Kg，熱值相對(duì)較高。硫份0.56%，全水8.02%，相對(duì)適宜，但是揮發(fā)份最高僅11.78%，最低達(dá)9.40%，加權(quán)平均值僅10.43%，揮發(fā)份太低，不及校核煤種揮發(fā)份的一半。該煤種外部特征而言，屬純面煤，無(wú)任何顆粒，且較為干燥。這樣帶來(lái)的后果就是易粘倉(cāng)堵倉(cāng)斷煤。同時(shí)因煤干且較輕，易污染環(huán)境，自然損耗較大。

4.2 低揮發(fā)份劣質(zhì)煤的配煤摻燒方案

根據(jù)近年來(lái)?yè)綗蛽]發(fā)份劣質(zhì)煤的經(jīng)驗(yàn)，其關(guān)鍵就是“三防”：防鍋爐滅火；防粘倉(cāng)斷煤；防自然損耗。（1）對(duì)于純面煤，非常易粘倉(cāng)，所以最好上煤到帶有防堵裝置的原煤倉(cāng)，上煤方式應(yīng)遵循一臺(tái)爐只上一個(gè)倉(cāng)，確保在較高負(fù)荷、穩(wěn)定負(fù)荷運(yùn)行期間上煤摻燒。（2）揮發(fā)份太低，不易著火，不能上到下層，否則極易造成著火不好，鍋爐滅火（尤其是冬季氣溫較低的時(shí)候）。（3）揮發(fā)份太低，著火點(diǎn)靠后，同時(shí)熱值又高，若對(duì)應(yīng)噴口太靠上，勢(shì)必造成鍋爐金屬受熱面壁溫超限且飛灰含碳量較高。綜上述，低揮發(fā)份劣質(zhì)煤上在B、C層（共四層噴口）更為安全經(jīng)濟(jì)。在煤場(chǎng)進(jìn)行“分堆擺放”后，上在B、C層噴口對(duì)應(yīng)的原煤倉(cāng)，然后根據(jù)負(fù)荷情況、鍋爐燃燒情況等綜合因素控制給煤機(jī)下煤量，來(lái)控制優(yōu)、劣質(zhì)煤的摻燒必例，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)跟蹤，最終達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)共贏。

4.3 低揮發(fā)份劣質(zhì)煤的配煤摻燒調(diào)整注意事項(xiàng)

（1）盡量提高磨煤機(jī)出口溫度，提高煤粉的著火熱?？刹捎瞄_(kāi)一次風(fēng)熱風(fēng)再循環(huán)、減少密封風(fēng)量等方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，磨煤機(jī)出口溫度控制在100℃左右。（2）盡量多投噴口，保持較低的一次風(fēng)速，使煤粉充分預(yù)熱，提前燃燒。（3）維持相對(duì)較低的爐膛負(fù)壓，增加煤粉的燃燒時(shí)間，使其盡可能燃盡。（4）低揮發(fā)份煤的摻燒，要放在較高負(fù)荷、穩(wěn)定負(fù)荷運(yùn)行。高負(fù)荷時(shí)爐膛煙溫較高，有利于煤粉的燃燒，穩(wěn)定負(fù)荷，減少外因的影響，保證機(jī)組穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。（5）堆放在煤場(chǎng)的低揮發(fā)份煤多為面煤，不可用噴淋裝置噴水防自然損耗，否則遇水后成煤泥塊，造成粘倉(cāng)堵煤。

5 高硫煤的配煤摻燒

5.1 2015年該廠入廠高硫煤總體情況

2015年全年高硫煤來(lái)煤加權(quán)平均熱值為16.83 MJ/kg，揮發(fā)份20.72%，硫份4.56%，全水7.69%。由于該廠脫硫系統(tǒng)設(shè)計(jì)為兩爐一塔濕式脫硫法，設(shè)計(jì)脫硫能力為入爐煤硫份不大于0.75%。所以高硫煤摻燒前提是保證脫硫達(dá)標(biāo)排放。

5.2 高硫煤的配煤摻燒方案

根據(jù)近年來(lái)?yè)綗吡蛎旱慕?jīng)驗(yàn)，我們總結(jié)出行之有效的高硫煤摻燒方案——二次摻混法：第一步將低硫煤和高硫煤按約3:1的比例進(jìn)行摻混，控制摻混后煤的硫份大約在1.3%。然后等量的上煤至#1、2爐的一個(gè)原煤倉(cāng)，為了確保調(diào)整過(guò)程中對(duì)燃燒穩(wěn)定影響小，必須上煤至上層噴口對(duì)應(yīng)的原煤倉(cāng)；第二步，通過(guò)控制給煤機(jī)給煤量的方法控制入爐煤硫份，確保脫硫率合格。經(jīng)過(guò)不斷努力，方案不斷優(yōu)化，該廠高硫煤的配煤摻燒工作成效顯著，目前高硫煤的消耗可達(dá)0.05萬(wàn)噸/天，并且通過(guò)了機(jī)組滿(mǎn)負(fù)荷工況的檢驗(yàn)。

5.3 高硫煤的配煤摻燒后，脫硫調(diào)整注意事項(xiàng)

（1）該廠脫硫系統(tǒng)設(shè)計(jì)為兩爐一塔，合理控制高硫煤摻混量，保證#1、2爐入口硫含量適當(dāng)，且控制兩爐偏差小于300mg/NM3，有利于保證#1、2爐脫硫同時(shí)合格。（2）關(guān)注電除塵運(yùn)行情況，煙塵含量大，造成漿液含塵量大，易生泡沫，造成脫硫效率降低。通過(guò)看石膏顏色，可驗(yàn)證除塵效果。（3）加強(qiáng)脫硫系統(tǒng)運(yùn)行控制，提高脫硫效率等。

5.4 高硫煤的配煤摻燒存在問(wèn)題及建議

摻燒高硫煤會(huì)危及鍋爐受熱面的安全，尤其是尾部受熱面，排煙溫度較低，易引起低溫硫腐蝕。建議利用檢修機(jī)會(huì)，對(duì)鍋爐尾部受熱面割管檢查，尤其是發(fā)生過(guò)爆管的受熱面，必須認(rèn)真檢查。通過(guò)對(duì)受熱面的金屬金相分析結(jié)果來(lái)指導(dǎo)優(yōu)化高硫煤摻燒。

6 燃煤配煤摻燒效果

該廠2015年全年成功摻燒低揮發(fā)份劣質(zhì)煤65萬(wàn)噸，摻燒比例達(dá)到51.90%；摻燒高硫煤11萬(wàn)噸，摻燒比例達(dá)到9.3%，大大降低了電煤采購(gòu)成本。

拓寬煤源，最大限度摻燒劣質(zhì)煤、消化高硫煤，較好的緩解了電煤供應(yīng)緊張的嚴(yán)峻局面。

不斷總結(jié)優(yōu)化燃煤配煤摻燒，目前各種入廠煤均可進(jìn)行摻燒，從燃燒的情況和經(jīng)濟(jì)參數(shù)分析，情況良好，供電煤耗與設(shè)計(jì)值僅相差2g/kW·h；飛灰可燃物含量平均1.75%；爐渣可燃物含量4.50%，均取得歷史最好水平。同時(shí)徹底改變了因煤質(zhì)變化而限負(fù)荷的現(xiàn)象，脫硫率等環(huán)保指標(biāo)全部達(dá)標(biāo)。

7 結(jié)語(yǔ)

以低揮發(fā)份劣質(zhì)煤、高硫煤為例，針對(duì)困擾火力發(fā)電廠煤源雜，煤種多，煤質(zhì)穩(wěn)定性差、偏離設(shè)計(jì)值問(wèn)題，從加強(qiáng)入爐煤管控入手，深入探討燃煤配煤摻燒技術(shù)，以改善鍋爐入爐煤質(zhì)，優(yōu)化運(yùn)行燃燒調(diào)整，2015年以來(lái)未發(fā)生過(guò)一起因燃煤摻燒造成的鍋爐滅火事故，確保了安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，保證了各項(xiàng)環(huán)保指標(biāo)達(dá)標(biāo)，通過(guò)燃煤配煤摻燒，取得良好效果。

[1]韓才元，徐明厚，周懷春，等.煤粉燃燒[M].北京：科學(xué)出版社，2001.

[2]侯棟岐，馮金梅，陳春元，等.混煤煤粉著火和燃盡特性的試驗(yàn)研究[J].電站系統(tǒng)工程，1995，11(2)：30-34.

TM621

A

1671-0711（2017）04（上）-0090-02