牟高富
(貴州省習水鼎泰能源開發(fā)有限責任公司)
煤炭作為火電企業(yè)的原材料,在火電企業(yè)經(jīng)營中成本比重最大,隨著電煤市場價格的不斷上漲,煤電之間的博弈愈演愈烈[1-3]。如何做好火電企業(yè)燃料管理工作、降低發(fā)電成本、提高市場競爭力,是火電企業(yè)面臨的一個重要課題。
某公司位于貴州省習水縣境內(nèi),是渝黔兩省市能源合作的重點項目,規(guī)劃建設裝機容量4×660MW 超臨界燃煤發(fā)電機組,一次規(guī)劃,分期建設。公司一期工程2×660MW 超臨界機組,鍋爐為北京巴威公司B&W B-2090/25.4-M型W 火焰鍋爐;汽輪機為東汽超臨界、一次中間再熱、單軸、三缸四排汽、凝汽式汽輪機,型號為N660-24.2/566/566;發(fā)電機為東電QFSN-660-2-22B型三相同步發(fā)電機[4-5]。該公司1、2號機組分別于2015年10月、12月完成168h試運后,投入商業(yè)運營。
就該公司所處區(qū)域位置而言,近年來,受多種因素影響,電煤供需矛盾突出,煤價長期高位運行,給火電企業(yè)的燃料管理者帶來全新的挑戰(zhàn)。由于資源緊缺,采購煤炭和設計煤相差較大,煤源不足等原因,為了提高機組安全、穩(wěn)定和經(jīng)濟效益,配煤摻燒勢在必行。
一是做好源頭管控:根據(jù)來煤情況,按熱值、硫份分區(qū)堆放,原則上入爐煤必須等待化驗結(jié)果出來才可進行摻配;二是做好內(nèi)轉(zhuǎn)煤的合理調(diào)運:目前,廠內(nèi)斗輪機煤場存煤量有限,根據(jù)存煤情況,及時安排內(nèi)轉(zhuǎn)煤轉(zhuǎn)運(配成合格煤轉(zhuǎn)運至備用煤場),確保斗輪機煤場有足夠的接卸空間,能充分實現(xiàn)按區(qū)堆放;三是做好與運行一部溝通,根據(jù)次日負荷曲線和天氣情況,分時段做好摻配計劃,實現(xiàn)精準摻配;四是建立摻配煤良好運行機制,摻配煤指定專人負責,做好內(nèi)轉(zhuǎn)煤轉(zhuǎn)運過程的過程管控,及時查看機組燃燒、帶負荷情況,有問題及時糾偏。
為更好的開展燃煤摻配摻燒工作,該公司制定了《燃煤摻配摻燒管理辦法》,明確了各部門的職責,并將摻配任務入爐煤熱值(3800±200kcal)和摻配量(3×106t)作為公司JYKJ(計劃—預算—考核—激勵)年度目標,進一步壓實責任;同時成立“摻配煤黨員先鋒隊”,充分發(fā)揮先進人物、技術能手的示范引領作用。
1.3.1 強化入廠煤管理
一是強化供應商供煤管理,要求所有入廠煤供應商必須提前一天預報供煤熱值、硫份、全水、重量,并將以上參數(shù)納入供應商考核條款,提高供煤質(zhì)量,便于堆存摻配;二是充分運用信息化技術方法,建立燃料信息管理群,煤炭調(diào)運人員每天按時發(fā)布次日煤炭調(diào)運情況,接卸專責人員根據(jù)來煤預報,合理制定堆存計劃,原則上按熱值、硫份分區(qū)堆放;三是加強入廠煤驗收管理,入廠煤接卸過程中要求每車均采樣,若發(fā)現(xiàn)入廠煤煤質(zhì)與預報值偏差較大時,暫停接卸,及時聯(lián)系經(jīng)管部及供應商;四是無特殊情況下,入廠煤是第二天出化驗結(jié)果,化驗結(jié)果未出來之前,原則上不用于入爐煤摻配。同時,不同種類的煤進廠以后都必須對其進行抽樣和化驗,嚴格把守質(zhì)量關卡,全面掌握燃煤的各項指標,防止個別摻假現(xiàn)象,盡量保證采購入廠的所有煤種都符合摻配摻燒標準;五是化驗人員及時對燃煤進行樣品檢驗,把檢驗出來的結(jié)果交給摻配人員,摻配人員再根據(jù)檢驗結(jié)果制定摻配方案并實施合理摻配,同時還要把摻配比例發(fā)給運行人員,從而保證運行人員有效的進行燃燒調(diào)整操作。
1.3.2 摻配煤過程及要求
(1)摻配煤必須指定專人負責,摻配人員應清楚各煤場煤堆熱值、硫份,及時了解每日進煤熱值、硫份,卸煤時按區(qū)堆放便于摻配取煤。
(2)建立“斗輪機煤場堆料工作群”,每日將接卸計劃發(fā)到群內(nèi),各斗輪機司機根據(jù)接卸計劃按區(qū)堆放,當班接卸完畢及時將堆料信息(包括煤炭名稱、接卸時間、堆存區(qū)域)發(fā)到群內(nèi),便于取煤配煤。
(3)強化與運行一部溝通,每日運行一部值長將次日機組負荷曲線發(fā)到 “入爐煤摻配信息工作群”,摻配人員根據(jù)次日機組負荷曲線和廠內(nèi)存煤情況,制定合理的摻配方案,滿足機組帶負荷和環(huán)保參數(shù)要求,同時將摻配方案發(fā)到“入爐煤摻配信息工作群”,便于運行一部了解摻配信息做相應燃燒調(diào)整。
(4)摻配人員發(fā)布配煤摻配方案,要明確各種煤的摻配比例以及取煤位置,便于內(nèi)轉(zhuǎn)煤單位按比例到指定位置取煤,同時要求內(nèi)轉(zhuǎn)煤單位將每日取煤位置發(fā)到“內(nèi)轉(zhuǎn)煤摻配群”,便于核對取煤位置是否準確。
(5)為確保入爐煤摻配質(zhì)量準確、均勻,對入爐煤摻配量制定在線表格,實時更新,進行分次統(tǒng)計,分班分析。同時為每個煤種制定單獨礦卡,內(nèi)轉(zhuǎn)煤轉(zhuǎn)運時根據(jù)實際煤種刷不同的礦卡,一是方便后續(xù)統(tǒng)計工作,二是便于分析實際摻配質(zhì)量和及時調(diào)整。
(6)在雙機運行期間,內(nèi)轉(zhuǎn)煤單位嚴格按照摻配比例以1000t為一輪進行轉(zhuǎn)煤至卸煤溝。每一輪轉(zhuǎn)運過程中各種摻配煤重量偏差控制在8%以內(nèi),在轉(zhuǎn)運過程中,每輪摻配嚴格按相同順序進行(一車北方煤A,一車中熱值煤B,一車低熱值煤C),如下圖所示。若某一種煤摻配比例少,則其他煤按等比例倒至各煤倉,摻配順序不變,并交叉倒至卸煤溝各倉位,確保摻配均勻;在單機運行期間,因入爐煤量相對較低,為確保每次上煤煤質(zhì)均勻,每輪摻配煤定為500t,內(nèi)轉(zhuǎn)煤單位嚴格按照摻配比例以500t為一輪進行轉(zhuǎn)煤至卸煤溝。每一輪轉(zhuǎn)運過程中各種摻配煤重量偏差控制在6%以內(nèi),在轉(zhuǎn)運過程中,每輪摻配嚴格按相同順序進行(一車北方煤A,一車中熱值煤B,一車低熱值煤C,若某一種煤摻配比例少,則按等比例倒至各煤倉,摻配順序不變)并交叉倒至卸煤溝各倉位,確保摻配均勻。內(nèi)轉(zhuǎn)煤單位若因特殊原因,未完成一輪轉(zhuǎn)煤,應及時匯報運行二部摻配人員,及時調(diào)整摻配方案。
圖 卸煤溝煤倉摻配順序
(7)摻配人員每天統(tǒng)計內(nèi)轉(zhuǎn)煤單位轉(zhuǎn)煤量是否按照摻配比例進行轉(zhuǎn)煤,各種摻配煤轉(zhuǎn)煤量偏差是否在規(guī)定范圍之內(nèi),否則分析原因;檢查各種摻配煤是否按規(guī)定順序交叉倒煤至卸煤溝各倉位;定期到煤場查看內(nèi)轉(zhuǎn)煤單位是否按指定位置取煤,清楚煤場各煤堆存煤量。
(8)摻配人員每天及時跟蹤摻配煤情況,實時統(tǒng)計摻配數(shù)據(jù),及時了解入爐煤質(zhì)和脫硫入口二氧化硫情況,根據(jù)機組帶負荷情況,及時調(diào)整摻配方案。
(9)摻配過程中要注意各煤種之間比例搭配,因該公司鍋爐為“W”型火焰鍋爐,設計煤種為無煙煤,根據(jù)試驗經(jīng)驗數(shù)據(jù),摻配過程中煙煤(揮發(fā)分高)比例不超35%,金沙煤 (硬度高)比例不超30%,經(jīng)濟煤種比例不超20%。
(10)煤場取煤作業(yè)時,按照“取舊存新”的原則,結(jié)合鍋爐燃燒對煤質(zhì)的要求進行取煤并在煤場示意圖上標明取煤位置,最大限度減少存煤存放時間,確保入爐煤質(zhì)符合要求,減少熱量損失。
(11)機組有深度調(diào)峰任務時,值長應第一時間通知運行二部,以提前做好上煤安排,防止因煤質(zhì)原因造成燃燒不穩(wěn)增加助燃耗油量;機組有開機計劃時,值長應在鍋爐點火前5h通知運行二部,以及時安排點火用煤;機組有停機計劃時,上煤人員嚴格按照值長指令上煤,盡量保證啟動用煤煤倉燒空,為下次機組啟動做好準備。
以2023年與2022年上半年進行對比。該公司2023年1~6月份入爐煤均值為3860kcal;總發(fā)電量為2.912×109kW·h;總耗煤量為156.28萬t。根據(jù)當前熱值每發(fā)1×108kW·h電量耗煤量為:156.28/29.12=5.37×104t/(kW·h) (1×104t煤可發(fā)電1.86×107kW·h)。2022年1~6月份入爐煤均值為4182kcal;總發(fā)電量為1.987×109kW·h,總耗煤量為9.886×105t,根據(jù)當前熱值每發(fā)1×108kW·h電量耗煤量為:98.86/19.87=4.97×104t/(1×108kW·h)(1萬噸煤可發(fā)電2×107kW·h)。
折算為同期發(fā)電量(2.912×109kW·h)不同熱值節(jié)約成本(按2023年煤炭長協(xié)價格計算)計算如下:
2023年1~6月份平均熱值3860kcal成本為:156.28×463.2=72388.9萬元;
2022年1~6月份平均熱值4182kcal成本為:29.12×4.97×543.6=78673.27萬元;
摻配煤節(jié)約成本為:78673.27-72388.9=6284.3萬元。
該公司自實行精準摻配摻燒技術以來,2023年1~9月份均未出現(xiàn)因摻配煤原因引起的機組限負荷事件、未發(fā)生因摻配煤引起的環(huán)保參數(shù)(二氧化硫、氮氧化物)超排事件、未發(fā)生過因摻配煤原因引起的鍋爐燃燒不安全事件。
燃煤的摻配摻燒是一項長期不懈、不斷摸索和經(jīng)驗積累的系統(tǒng)性工作,該公司摻配煤方案是基于廠內(nèi)現(xiàn)有設備設施,無新增額外投資,重在加強過程管控,利用QQ、微信、在線表格等信息工具實現(xiàn)信息共享,使得燃煤的摻、卸、燒、上全過程做到網(wǎng)上有案可查、實時跟蹤。此方案實施后該公司入爐煤熱值得到有效控制,燃料成本明顯降低,經(jīng)濟性可觀,可對依靠汽車轉(zhuǎn)運摻配煤的電廠給予參考、借鑒。