張躍清

摘要：確保發(fā)電機(jī)組安全、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行為前提，在不同時(shí)段典型工況下進(jìn)行配煤摻燒性能試驗(yàn)，建立配煤摻燒數(shù)學(xué)模型，確定對(duì)應(yīng)的入爐煤煤質(zhì)指標(biāo)，制定配煤摻燒最佳方案，深化配煤摻燒工作實(shí)現(xiàn)發(fā)電企業(yè)效益最大化。

關(guān)鍵詞：安全 經(jīng)濟(jì) 環(huán)保 摻燒

我公司地處云南，兩臺(tái)300MW循環(huán)流化床機(jī)組，設(shè)計(jì)煤種褐煤。隨著電力市場(chǎng)化的推行，云南地區(qū)電量消費(fèi)需求的持續(xù)放緩，導(dǎo)致發(fā)電市場(chǎng)增量空間有限，利用小時(shí)持續(xù)下滑、電力用戶直接交易進(jìn)一步壓低火電上網(wǎng)電價(jià)等多方面因素影響，火電主營業(yè)務(wù)收入已負(fù)增長，火電企業(yè)經(jīng)營壓力明顯增加。如何調(diào)整煤源結(jié)構(gòu)、降低燃料成本成為擺在火電企業(yè)面前的一道難題，而配煤摻燒工作是調(diào)整煤源結(jié)構(gòu)的科學(xué)依據(jù)與應(yīng)用結(jié)果，我公司深化配煤摻燒工作，對(duì)保障燃料供應(yīng)、降低經(jīng)營成本起到了一定的積極作用。

一、燃料采購管理

根據(jù)云南地區(qū)不同時(shí)段煤炭市場(chǎng)情況，結(jié)合我公司鍋爐機(jī)組適燒煤種實(shí)際情況，在確保供應(yīng)有保障、環(huán)?？蛇_(dá)標(biāo)、以安全穩(wěn)定運(yùn)行為基礎(chǔ)，經(jīng)濟(jì)環(huán)保為目的，最大限度提高經(jīng)濟(jì)煤種采購量。燃料采購工作關(guān)口前移，采購部門根據(jù)生產(chǎn)需提前做好經(jīng)濟(jì)煤原開拓和采購結(jié)構(gòu)的優(yōu)化調(diào)整。

1.做好來煤的計(jì)劃調(diào)運(yùn)工作，保證科學(xué)合理的來煤結(jié)構(gòu)。

2.加強(qiáng)對(duì)低硫煤的催運(yùn)力度，從源頭加以控制高硫低值煤的入廠，礦方工作面發(fā)生變動(dòng)時(shí)，采購部門要及時(shí)向發(fā)電生產(chǎn)部們反饋，便于調(diào)整入爐煤的摻燒比例。

3.加大經(jīng)濟(jì)煤種采購力度，對(duì)入廠煤采樣化驗(yàn)率達(dá)到100%，發(fā)現(xiàn)煤質(zhì)指標(biāo)有異常時(shí)，及時(shí)通報(bào)相關(guān)部門，制定臨時(shí)摻配方案、燃燒方案和安全保證措施。

二、煤場(chǎng)儲(chǔ)煤管理

1.運(yùn)行人員針對(duì)來煤情況，指導(dǎo)煤場(chǎng)管理人員合理進(jìn)行摻燒及存煤，避免煤場(chǎng)存煤結(jié)構(gòu)不合理，無法進(jìn)行摻配；

2.來煤存入煤場(chǎng)，應(yīng)按煤種分類儲(chǔ)存，并記錄清楚煤種名稱、存煤位置、存煤量、存煤時(shí)間，同時(shí)充分利用燃料信息化建設(shè)成果，確保入廠驗(yàn)收真實(shí)可靠，燃煤存儲(chǔ)科學(xué)明晰。

3.煤場(chǎng)儲(chǔ)煤量按電網(wǎng)分配電量和需求量合理儲(chǔ)存，各煤場(chǎng)要定期輪換倒燒，防止自燃造成環(huán)境污染和煤量損失。

4.每月中旬和下旬對(duì)儲(chǔ)煤場(chǎng)存煤進(jìn)行取樣化驗(yàn)，將煤質(zhì)情況報(bào)發(fā)電生產(chǎn)部門，用于指導(dǎo)運(yùn)行摻配，

三、通過熱力性能試驗(yàn)制定最佳摻燒方案

我公司通過熱力性能試驗(yàn)和脫硫設(shè)備改造等工作，針對(duì)本公司爐型、不同煤質(zhì)、不同負(fù)荷工況，建立配煤摻燒數(shù)學(xué)模型，指導(dǎo)實(shí)時(shí)配煤摻燒和采購供應(yīng)，實(shí)現(xiàn)“安全性、環(huán)保性、經(jīng)濟(jì)性”相統(tǒng)一的總體目標(biāo)。

1.二季度本公司在發(fā)電負(fù)荷穩(wěn)定的情況下，對(duì)機(jī)組進(jìn)行了小龍?zhí)陡吡蛎汉蛷浝諊艿土蛎旱膿綗囼?yàn)，通過經(jīng)濟(jì)性對(duì)比分析，得到一個(gè)經(jīng)濟(jì)摻煤比例。期間共進(jìn)行經(jīng)濟(jì)煤種彌勒煤摻燒比例50%、60%、70%、80%、90%：5個(gè)工況試驗(yàn)，負(fù)荷基本穩(wěn)定在1 60MW，鍋爐氧量穩(wěn)定在2%左右，鍋爐床壓控制在5-6kPa。

2.試驗(yàn)周期5天，數(shù)據(jù)取每天（8：00-14：00）的平均數(shù)，消除環(huán)境溫度變化引起的汽機(jī)熱耗率偏差，汽機(jī)熱耗率的其他細(xì)微變化忽略不計(jì)，默認(rèn)發(fā)電原煤耗率的變化主要受配煤摻燒比例變化影響，計(jì)算出每個(gè)工況的燃料成本。隨著彌勒煤比例的升高，二次風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、輸煤、除灰及除塵電耗升高，計(jì)算出每個(gè)工況此部分電耗成本。重點(diǎn)分析比較總成本（燃料成本+電耗成本）的變化情況。

3.性能試驗(yàn)結(jié)論。

小龍?zhí)毒C合到廠煤價(jià)273.04元/噸，彌勒國能煤綜合到廠煤價(jià)133.48元/噸。電耗成本計(jì)算時(shí)電價(jià)?。?.3606/1.17）元/千瓦時(shí)。

（1）160MW負(fù)荷，彌勒煤比例每升高10%，發(fā)電原煤耗升高82克，千瓦時(shí)。

（2）160MW負(fù)荷，彌勒煤比例每升高10%，電耗功率升高191kW，發(fā)電廠用電率升高0.12%。

（3）160MW負(fù)荷，彌勒煤比例從60%到80%，總成本基本呈下降趨勢(shì)，80%比例時(shí)總成本數(shù)值最低；彌勒國能煤比例提高到90%后，總成本出現(xiàn)了反彈。

4.通過以上全面的分析制定出以下?lián)綗桨?/p>

當(dāng)主燒煤種為小龍?zhí)睹?，摻燒煤種根據(jù)不同工況按照10%、20%、30%…100%的彌勒國能煤進(jìn)行摻配；

（1）將卸煤溝分為兩個(gè)供煤區(qū)間：#1-#8空位進(jìn)小龍?zhí)吨鳠悍N；#10-#14空位進(jìn)彌勒國能摻燒煤種；#9空位作為兩臺(tái)葉輪給煤機(jī)限位；

（2）對(duì)鍋爐原煤倉上煤采用單路皮帶，兩臺(tái)葉輪給煤機(jī)依據(jù)摻燒比要求，設(shè)定相應(yīng)轉(zhuǎn)速同時(shí)運(yùn)行方式進(jìn)行；

（3）摻燒比的確定以兩臺(tái)葉輪給煤機(jī)轉(zhuǎn)速比進(jìn)行確定。

（4）制定和完善配煤摻燒應(yīng)急預(yù)案，提前做好演練，一旦遇到如發(fā)生煤場(chǎng)缺煤、輸煤系統(tǒng)堵煤，煤倉蓬煤等影響燃料供應(yīng)情況要及時(shí)啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案，做好各方面信息。

四、安全性分析

我公司摻燒的經(jīng)濟(jì)煤種主要為彌勒國能低硫煤，其特點(diǎn)是發(fā)熱量低（8.5MJ/kg），全水分高（55%），略顯粘性。對(duì)鍋爐運(yùn)行的主要影響有以下幾個(gè)方面。

1.造成鍋爐床溫降低，燃燒效率下降。鍋爐燃燒主要是指鍋爐床溫與床壓的控制，從實(shí)際摻燒來看，額定負(fù)荷下鍋爐密相區(qū)床溫能控制在800℃左右，隨著負(fù)荷的降低，鍋爐密相區(qū)吸熱量減少，氧量增加，鍋爐密相區(qū)床溫會(huì)有所升高，如果低負(fù)荷再增大摻燒比例，外置床還有一定的余度，可以對(duì)床溫進(jìn)行輔助調(diào)整。彌勒煤的發(fā)熱量較小龍?zhí)睹浩托?，但從鍋爐床溫角度能夠滿足隨著負(fù)荷降低逐漸增加彌勒煤比例的條件。

2.雨季輸煤系統(tǒng)堵煤。由于彌勒煤遇水后較粘，在上煤過程中容易堵塞輸煤系統(tǒng)與給煤機(jī)。刮板給煤機(jī)改造后出力為150t/h，且防漂鏈性能較好。目前四臺(tái)給煤機(jī)能夠帶320t/h連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，所以從給煤機(jī)角度具備隨著負(fù)荷降低逐漸增加彌勒煤比例的條件。

3.摻燒比例太高，風(fēng)機(jī)出力不足。額定負(fù)荷摻燒比例的增加主要受引風(fēng)機(jī)出力的限制，所以目前額定負(fù)荷摻燒比例基本限制在60%以下，但隨著負(fù)荷的降低風(fēng)量也會(huì)降低，所以從風(fēng)機(jī)角度也具備隨著負(fù)荷降低逐漸增加彌勒煤比例的條件。

4.配煤摻燒安全措施

（1）嚴(yán)格控制入爐煤水分，防止潮濕彌勒煤進(jìn)入輸煤系統(tǒng)造成堵塞。

（2）通過外置床與風(fēng)量調(diào)整控制鍋爐平均床溫不低于780℃，避免對(duì)鍋爐效率與脫硫效率影響過大。

（3）控制鍋爐床壓在規(guī)定范圍內(nèi)，避免由于摻燒造成鍋爐床壓偏離正常范圍。

（4）加強(qiáng)引風(fēng)機(jī)與二次風(fēng)機(jī)運(yùn)行監(jiān)視，防止由于煤量大造成風(fēng)機(jī)過電流。

五、環(huán)保性分析

配煤摻燒要保證除灰、除塵、脫硫、脫硝等指標(biāo)符合環(huán)保政策的要求，這既是企業(yè)履行社會(huì)責(zé)任的體現(xiàn)，也是保證安全性和經(jīng)濟(jì)性的需要，為此本公司對(duì)脫硫系統(tǒng)進(jìn)行了大規(guī)模改造。

1.機(jī)組正常運(yùn)行中二氧化硫排放濃度要求控制在160mg/Nm3以下，超過200mg/Nm3時(shí)要求做好超標(biāo)記錄及超標(biāo)原因，二氧化硫排放濃度超過200mg/Nm3持續(xù)時(shí)間超過60分鐘時(shí)，匯報(bào)領(lǐng)導(dǎo)請(qǐng)示調(diào)度同意鍋爐壓火處理。

2.根據(jù)煤場(chǎng)存煤情況，運(yùn)行中控制入爐煤收到基硫分不高于1.66%，根據(jù)入爐煤硫分調(diào)整石灰石摻配比例，同時(shí)結(jié)合二氧化硫?qū)嶋H的排放情況進(jìn)行修正。

六、經(jīng)濟(jì)性分析

1.配煤摻燒方案基于公司合理采購區(qū)域以內(nèi)煤源的量、質(zhì)、價(jià)的比較，在保證滿足安全、環(huán)保的情況下，綜合考慮設(shè)備磨損、消耗增加等因素，按照標(biāo)煤單價(jià)最低的目標(biāo)進(jìn)行采購。同時(shí)，還要防止摻配環(huán)節(jié)工作不到位、配煤不合理導(dǎo)致機(jī)組降負(fù)荷出力的現(xiàn)象發(fā)生。充分考慮高質(zhì)煤與低質(zhì)煤、高硫煤與低硫煤的摻配，在保證安全、環(huán)保的情況下，做到標(biāo)煤單價(jià)最低。

2.我公司本年度上網(wǎng)電量790711.42兆瓦時(shí)，生產(chǎn)消耗燃煤764115噸，其中：小龍?zhí)睹?39843噸、彌勒煤324272噸，摻燒比例為：小龍?zhí)?8%、經(jīng)濟(jì)煤種42%。彌勒煤入廠熱值分別為8675千焦，千克。本年度彌勒煤經(jīng)濟(jì)煤種摻燒費(fèi)用約為4032.68元，實(shí)際燃料煤耗用12955.85萬元，入爐煤折標(biāo)煤量266435.74噸，可以推出本年全燒小龍?zhí)睹旱那闆r下入爐煤折標(biāo)煤單價(jià)為525.52元/噸，則摻配經(jīng)濟(jì)煤種后燃料成本減少1045.85萬元，影響發(fā)電單位燃料成本降低13.23元/兆瓦時(shí)，影響入爐標(biāo)煤單價(jià)降低39.25元/噸。經(jīng)濟(jì)效益可觀。

總結(jié)：我公司以集團(tuán)公司“電子采購、數(shù)字燃料、調(diào)度中心”三位一體為平臺(tái)，對(duì)每臺(tái)機(jī)組運(yùn)行資料進(jìn)行收集、數(shù)學(xué)建模、鍋爐熱力性能試驗(yàn)、配煤摻燒試驗(yàn)、經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)與分析等工作，確定不同季節(jié)、不同時(shí)段典型工況下的配煤摻燒方案，確保能夠做到皮帶出力正常、鍋爐燃燒穩(wěn)定、灰量持續(xù)平穩(wěn)、環(huán)保指標(biāo)合規(guī)、標(biāo)煤單價(jià)最低。通過程序控制、數(shù)據(jù)集成、實(shí)時(shí)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)配煤摻燒方案和燃煤采購方案的科學(xué)性、準(zhǔn)確性、及時(shí)性。