基于煤質(zhì)工程分析法優(yōu)化配煤方案的研究

何金珠

1 太原理工大學(xué)研究生院礦業(yè)工程學(xué)院；2 神華銷售集團(tuán)西北能源貿(mào)易有限公司

一、簡析煤質(zhì)特性和煤質(zhì)指標(biāo)

1.煤質(zhì)特性及對電廠工作的影響

煤是人們生產(chǎn)生活的主要能源之一，是經(jīng)歷了億萬年的演變而形成的不可再生資源。煤的主要成分有氫（H）、氧（O）、碳（C）、氮（N）、硫（S）、磷（P）等。碳是煤中的主要有機(jī)物質(zhì)和可燃物，煤的發(fā)熱量與碳的含量是成正比的，煤的變質(zhì)程度加深煤中的碳含量也隨之加深。相反，煤中的氧、氫含量是隨煤變質(zhì)程度的加深而減少的。煤質(zhì)的特性不僅影響鍋爐的工作狀況，還對整個電廠工作過程的產(chǎn)生眾多影響。煤質(zhì)特性對電廠工作的影響大致有以下幾個方面：一、揮發(fā)分的高低影響到爐膛的燃燒狀況和出口溫度，同時也影響送粉的溫度和方式。二、煤中可燃物的燃燒狀況受煤灰的影響，爐膛出口溫度和排煙溫度都是以灰的軟化溫度為基準(zhǔn)，它是除煤水分、可磨性系數(shù)之外確定磨煤機(jī)的負(fù)荷的重要系數(shù)之一。三、硫分也對電廠工作有一定的影響，煤中含硫量過高時，電除塵能力會相應(yīng)降低，加大了脫硫工作的投資，也增加了脫硫設(shè)備的維護(hù)費(fèi)用。

2.動力配煤技術(shù)的煤質(zhì)指標(biāo)

動力配煤的程序一般比較簡單，就是將多種不同性質(zhì)的動力用煤按一定的比例進(jìn)行均勻混合。動力配煤技術(shù)的煤質(zhì)指標(biāo)層次有：第一層指標(biāo)基本上具有線性加和性，配煤前，對單煤進(jìn)行采樣、化驗(yàn)，得到各項(xiàng)指標(biāo)值，在通過對各項(xiàng)指標(biāo)值計(jì)量分析，完成動力配煤的工藝。第二層次指標(biāo)為非加和性指標(biāo)，如灰熔融溫度、可磨性HGI(哈氏可磨性)、粒度組成等，所以要通過具體試驗(yàn)來預(yù)測配煤的指標(biāo)值。

在實(shí)際操作中，要根據(jù)煤質(zhì)的不同、鍋爐的燃燒、電廠的運(yùn)行、以及不同類型的鍋爐和電廠對煤質(zhì)的不同技術(shù)要求來確定動力配煤的指標(biāo)，完成動力配煤方案的優(yōu)化設(shè)計(jì)。方案的選擇關(guān)乎配煤技術(shù)的高低和電廠工作的正常運(yùn)行，為了更好的達(dá)到配煤的目的，要根據(jù)燃煤設(shè)備和電廠具體技術(shù)狀況,確定動力配煤技術(shù)的指標(biāo)，選擇適宜的配煤方案來完成配煤工作。

二、煤質(zhì)工程分析系統(tǒng)

1.煤質(zhì)工程分析系統(tǒng)的關(guān)系圖

煤質(zhì)工程分析系統(tǒng)是一個龐大而復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包含了對煤質(zhì)的分析設(shè)計(jì)、生產(chǎn)安全、經(jīng)濟(jì)效益、設(shè)備使用等諸多方面的問題。煤質(zhì)參數(shù)的變化影響著火力發(fā)電廠的整體運(yùn)行狀況，對電廠設(shè)備的工作效率和維護(hù)費(fèi)用都有一定的影響。煤質(zhì)工程分析系統(tǒng)的邏輯圖具體如圖（1-1）所示。

2.煤質(zhì)工程分析系統(tǒng)的建立

根據(jù)火電廠電力生產(chǎn)的整體過程把煤質(zhì)工程分析系統(tǒng)劃分為：輸煤、制粉、燃燒、除灰等幾個子系統(tǒng)。綜合各子系統(tǒng)的最優(yōu)結(jié)果，使其有機(jī)結(jié)合，才能使整個系統(tǒng)達(dá)到最佳的運(yùn)行狀態(tài)。煤質(zhì)工程分析系統(tǒng)一般由數(shù)據(jù)輸入輸出、計(jì)算和輸出、經(jīng)濟(jì)分析等獨(dú)立性小模塊組成。

在生產(chǎn)時間中根據(jù)用戶的不同需求對這些模塊進(jìn)行組合、評估、計(jì)算分析。煤質(zhì)工程分析系統(tǒng)的作用主要表現(xiàn)在對同一機(jī)組使用不同煤種時所產(chǎn)生的不同發(fā)電成本進(jìn)行評估，同時，對調(diào)峰時機(jī)組的經(jīng)濟(jì)效益、系統(tǒng)的運(yùn)行和日常維修進(jìn)行計(jì)算和評估。

3.基于煤質(zhì)工程分析的優(yōu)化配煤系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用

考慮了煤質(zhì)特性對鍋爐燃燒過程和電廠生產(chǎn)運(yùn)行的影響，依據(jù)煤質(zhì)工程分析來進(jìn)行配煤優(yōu)化是值得進(jìn)一步探索、實(shí)行的。配煤的目標(biāo)實(shí)現(xiàn)燃料的最低成本，基于煤質(zhì)工程分析優(yōu)化得到的配煤，是通過對當(dāng)前設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行的優(yōu)化，以實(shí)現(xiàn)降低燃料成本和電廠總費(fèi)用的目的。煤質(zhì)工程分析系統(tǒng)是從小環(huán)節(jié)入手，旨在從整體上研究整個電廠的運(yùn)行狀況的工作程序，所以要求熟悉操作中的各個環(huán)節(jié)，熟悉各個環(huán)節(jié)中的設(shè)備運(yùn)行情況，對煤質(zhì)及煤質(zhì)變化進(jìn)行綜合評估。為了達(dá)到最優(yōu)的配煤效果，煤質(zhì)工程分析系統(tǒng)會依據(jù)煤質(zhì)的變化制定出科學(xué)的控制方案，對輸煤系統(tǒng)、制粉系統(tǒng)、除灰系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)等的運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用和發(fā)電成本進(jìn)行計(jì)算，減少了磨煤機(jī)的工作量，提高了輸煤設(shè)備的工作效率。

圖1-1 煤質(zhì)工程分析系統(tǒng)的邏輯圖

三、結(jié)論

煤是人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)、生活中必不可少的非可再生能源，隨著工業(yè)的發(fā)展，一度出現(xiàn)供應(yīng)緊張的局面，為了提高能源的利用率、減少投資、提高經(jīng)濟(jì)效益，不少火電廠開始使用混配煤。配煤是一項(xiàng)要求嚴(yán)格、意義重大的項(xiàng)目，基于煤質(zhì)工程分析法優(yōu)化配煤的方案尚處于初步發(fā)展階段，還需業(yè)內(nèi)專業(yè)技術(shù)人員對其改革創(chuàng)新，以便在實(shí)際運(yùn)用中發(fā)揮出它最大的優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)最佳的經(jīng)濟(jì)效益。

[1]陳有根.優(yōu)化動力配煤是符合中國燃煤特點(diǎn)的純凈煤技術(shù)[J].潔凈煤技術(shù)，1997.01

[2]陳懷珍，陳問敏.動力配煤綜合效益評述[J].煤炭加工與綜合利用，1999.04

[3]梁景坤.基于煤質(zhì)工程分析的動力配煤優(yōu)化研究[D].華北電力大學(xué)，2004.01