淺談火力發(fā)電廠燃煤配煤摻燒技術

（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

郭娟

（鄭州市熱力總公司，河南 鄭州 450000）

以低揮發(fā)份劣質煤、高硫煤為例，針對困擾火力發(fā)電廠煤源雜、煤種多、煤質穩(wěn)定性差、偏離設計值問題，從加強入爐煤管控入手，探討燃煤配煤摻燒技術，以改善鍋爐入爐煤質，優(yōu)化運行燃燒調整，確保安全、經(jīng)濟運行，力保各項環(huán)保指標達標。通過燃煤配煤摻燒，取得良好效果。

發(fā)電廠；揮發(fā)份；劣質煤；高硫煤；配煤摻燒

1 概況

受近年來國際能源價格攀升、煤炭價格市場化等各方因素影響，全國各省份電煤匱乏，各電廠都在多措并舉確保電煤采購量，力保機組長周期安全運行。如某2×200MW供熱機組電廠，2015年累計消耗電煤約126萬噸。該年該廠煤炭供貨商達到20多家，進廠煤種達16種，散戶煤占25%，且主要煤質指標參數(shù)偏離設計值的入廠煤達到總量的74%。由于購煤渠道多、煤源雜、煤種多、煤質穩(wěn)定性差，特別是揮發(fā)份低、硫份高的各煤質，不僅加劇鍋爐燃燒調整困難，而且極易導致無法滿足節(jié)能減排的環(huán)保要求。針對困擾火力發(fā)電廠煤源雜、煤種多、煤質穩(wěn)定性差、偏離設計值問題，各廠都在探索燃煤配煤摻燒技術，以優(yōu)化、穩(wěn)定鍋爐入爐煤質，確保鍋爐燃燒調整穩(wěn)定性及運行安全，力保達標排放。

某2×200MW供熱機組電廠，兩臺機組分別于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，每臺鍋爐配兩套雙進雙出中速直吹式制粉系統(tǒng)。鍋爐設計煤質為河南平煤，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21億千瓦時發(fā)電量和15.88MJ/kg的入爐煤平均低位發(fā)熱量計算，年耗煤量約125萬噸。為了降低和控制燃料采購成本，積極消化長期積壓劣質煤，面對揮發(fā)份低、硫份高的各種煤質，從2009年開始探索燃煤配煤摻燒技術，針對如硫份高等具有獨特煤質特性而又不能單獨直接燃燒的煤質進行了配煤摻燒實踐，在穩(wěn)定燃燒、消化高硫煤、保證達標排放等方面下功夫，取得了良好效果，2015年全年成功摻燒揮發(fā)份低的劣質煤65萬噸，摻燒比例達到51.90%；摻燒高硫煤11萬噸，摻燒比例達到9.3%。本文結合該廠實例，重點探討低揮發(fā)份、高硫份的燃煤配煤摻燒技術。

2 煤場劃區(qū)分堆擺放入廠煤，創(chuàng)造燃煤配煤摻燒條件

將煤場進行區(qū)域劃分，根據(jù)入廠煤煤質特點和數(shù)量大小，將來煤按照發(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)質煤，作為斗輪堆取料機故障時緊急備用。煤場劃區(qū)分堆擺放優(yōu)化調整，煤場堆放過程和存煤信息一目了然，并且根據(jù)季節(jié)和來煤信息等對存煤和煤質進行動態(tài)管理，實現(xiàn)了標準化的堆取煤操作功能，減少了人為錯誤，解決了無序堆放和盲目存取的混亂局面，為下一步的燃煤配煤摻燒，分倉上煤打下堅實基礎。

3 建立高效的入爐煤配煤摻燒管理機構，落實配煤摻燒

為確保機組穩(wěn)定、經(jīng)濟運行，落實配煤摻燒是關鍵，電廠各部門需要精誠團結，統(tǒng)一指揮，協(xié)同作戰(zhàn)，建立高效的配煤摻燒管理機構：配煤摻燒責任部門發(fā)電運行部，指定專人負責燃煤配煤摻燒工作。每日根據(jù)煤場儲煤情況和來煤情況，針對機組的設備狀況，對配煤指標進行控制并提出每天的配煤計劃，由當值值長負責監(jiān)督落實，以合適比例摻混后，再分倉上煤。燃料質檢部負責協(xié)助發(fā)電運行部對入廠煤堆放管理，且必須對入廠煤質、數(shù)量有效檢驗，確保入廠煤質的真實性。同時入爐煤的煤樣也加強了人工定期取樣，確保入爐煤各項指標可控在控。實踐表明，通過建立有效的入爐煤配煤管理機構，為降低發(fā)電成本，拓寬煤源，最大限度摻燒劣質煤、消化高硫煤，為緩解電煤供應的嚴峻局面，提高鍋爐的燃燒安全性和經(jīng)濟運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)份劣質煤情況

該廠2015年入廠煤結構中，揮發(fā)份低的劣質煤為10萬噸，占全年耗煤量的比例達7.90%。該煤加權平均熱值19.58MJ/Kg，熱值相對較高。硫份0.56%，全水8.02%，相對適宜，但是揮發(fā)份最高僅11.78%，最低達9.40%，加權平均值僅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，無任何顆粒，且較為干燥。這樣帶來的后果就是易粘倉堵倉斷煤。同時因煤干且較輕，易污染環(huán)境，自然損耗較大。

4.2 低揮發(fā)份劣質煤的配煤摻燒方案

根據(jù)近年來摻燒低揮發(fā)份劣質煤的經(jīng)驗，其關鍵就是“三防”：防鍋爐滅火；防粘倉斷煤；防自然損耗。（1）對于純面煤，非常易粘倉，所以最好上煤到帶有防堵裝置的原煤倉，上煤方式應遵循一臺爐只上一個倉，確保在較高負荷、穩(wěn)定負荷運行期間上煤摻燒。（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候）。（3）揮發(fā)份太低，著火點靠后，同時熱值又高，若對應噴口太靠上，勢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)份劣質煤上在B、C層（共四層噴口）更為安全經(jīng)濟。在煤場進行“分堆擺放”后，上在B、C層噴口對應的原煤倉，然后根據(jù)負荷情況、鍋爐燃燒情況等綜合因素控制給煤機下煤量，來控制優(yōu)、劣質煤的摻燒必例，實現(xiàn)動態(tài)跟蹤，最終達到安全、經(jīng)濟共贏。

4.3 低揮發(fā)份劣質煤的配煤摻燒調整注意事項

（1）盡量提高磨煤機出口溫度，提高煤粉的著火熱。可采用開一次風熱風再循環(huán)、減少密封風量等方法來實現(xiàn)，磨煤機出口溫度控制在100℃左右。（2）盡量多投噴口，保持較低的一次風速，使煤粉充分預熱，提前燃燒。（3）維持相對較低的爐膛負壓，增加煤粉的燃燒時間，使其盡可能燃盡。（4）低揮發(fā)份煤的摻燒，要放在較高負荷、穩(wěn)定負荷運行。高負荷時爐膛煙溫較高，有利于煤粉的燃燒，穩(wěn)定負荷，減少外因的影響，保證機組穩(wěn)定經(jīng)濟運行。（5）堆放在煤場的低揮發(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年全年高硫煤來煤加權平均熱值為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)設計為兩爐一塔濕式脫硫法，設計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標排放。

5.2 高硫煤的配煤摻燒方案

根據(jù)近年來摻燒高硫煤的經(jīng)驗，我們總結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爐的一個原煤倉，為了確保調整過程中對燃燒穩(wěn)定影響小，必須上煤至上層噴口對應的原煤倉；第二步，通過控制給煤機給煤量的方法控制入爐煤硫份，確保脫硫率合格。經(jīng)過不斷努力，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0.05萬噸/天，并且通過了機組滿負荷工況的檢驗。

5.3 高硫煤的配煤摻燒后，脫硫調整注意事項

（1）該廠脫硫系統(tǒng)設計為兩爐一塔，合理控制高硫煤摻混量，保證#1、2爐入口硫含量適當，且控制兩爐偏差小于300mg/NM3，有利于保證#1、2爐脫硫同時合格。（2）關注電除塵運行情況，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。通過看石膏顏色，可驗證除塵效果。（3）加強脫硫系統(tǒng)運行控制，提高脫硫效率等。

5.4 高硫煤的配煤摻燒存在問題及建議

摻燒高硫煤會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。建議利用檢修機會，對鍋爐尾部受熱面割管檢查，尤其是發(fā)生過爆管的受熱面，必須認真檢查。通過對受熱面的金屬金相分析結果來指導優(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)份劣質煤65萬噸，摻燒比例達到51.90%；摻燒高硫煤11萬噸，摻燒比例達到9.3%，大大降低了電煤采購成本。

拓寬煤源，最大限度摻燒劣質煤、消化高硫煤，較好的緩解了電煤供應緊張的嚴峻局面。

不斷總結優(yōu)化燃煤配煤摻燒，目前各種入廠煤均可進行摻燒，從燃燒的情況和經(jīng)濟參數(shù)分析，情況良好，供電煤耗與設計值僅相差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。同時徹底改變了因煤質變化而限負荷的現(xiàn)象，脫硫率等環(huán)保指標全部達標。

7 結語

以低揮發(fā)份劣質煤、高硫煤為例，針對困擾火力發(fā)電廠煤源雜，煤種多，煤質穩(wěn)定性差、偏離設計值問題，從加強入爐煤管控入手，深入探討燃煤配煤摻燒技術，以改善鍋爐入爐煤質，優(yōu)化運行燃燒調整，2015年以來未發(fā)生過一起因燃煤摻燒造成的鍋爐滅火事故，確保了安全、經(jīng)濟運行，保證了各項環(huán)保指標達標，通過燃煤配煤摻燒，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研究[J].電站系統(tǒng)工程，1995，11(2)：30-34.

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1671-0711（2017）04（上）-0090-02