火電廠儲(chǔ)煤場(chǎng)損耗控制措施探討

龔志恒，袁 勇

火電廠儲(chǔ)煤場(chǎng)損耗控制措施探討

龔志恒1，袁 勇2

（華能重慶珞璜發(fā)電有限責(zé)任公司，重慶402283）

以華能珞璜電廠的實(shí)際情況為例，分析燃煤儲(chǔ)存過(guò)程中的量、質(zhì)損耗問(wèn)題，重點(diǎn)對(duì)燃煤儲(chǔ)存過(guò)程中煤量的損耗情況、燃煤含水量變化對(duì)發(fā)熱量的影響、燃煤儲(chǔ)存過(guò)程中的熱值損耗趨勢(shì)、燃煤自燃的產(chǎn)生因素和控制措施等方面進(jìn)行分析，找出不同方面的燃煤量、質(zhì)損耗的產(chǎn)生原因，并提出降低損耗的措施。通過(guò)一系列措施的有效落實(shí)，達(dá)到降低損耗、提高經(jīng)濟(jì)性的目的，為提升電廠的經(jīng)營(yíng)效益服務(wù)。

煤場(chǎng)管理；損耗；措施

燃煤成本約占到火力發(fā)電廠生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)成本的2／3，因此，燃煤煤質(zhì)、煤量的損耗對(duì)電廠的經(jīng)濟(jì)效益有著重要影響。燃煤在儲(chǔ)存過(guò)程中，由于受到外部環(huán)境因素和自身特性的影響，會(huì)發(fā)生煤量流失、水分增加、發(fā)熱量降低、燃煤自燃等一系列變化。這些變化都是造成燃煤煤質(zhì)、煤量損耗的重要因素，也直接關(guān)系到火電廠的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)效益。因此，做好燃煤煤量、煤質(zhì)損耗分析，認(rèn)真執(zhí)行損耗控制措施，以降低燃煤煤量和煤質(zhì)的損耗，是火電廠煤場(chǎng)管理工作的主要課題。

1 燃煤煤量、煤質(zhì)損耗的原因分析

1.1 燃煤煤量損耗

引起煤量損耗的主要原因有以下幾個(gè)方面。一是雨水沖刷損耗。以珞璜電廠為例，因電廠位置處于南方多雨地區(qū)，且煤場(chǎng)存煤量大，煤堆高度高，多雨季節(jié)易發(fā)生因雨水沖刷造成煤堆垮塌，燃煤流失。二是運(yùn)輸損耗。運(yùn)輸損耗主要是指燃煤在汽車(chē)運(yùn)輸和皮帶運(yùn)輸過(guò)程中，因撒漏造成的損耗。三是風(fēng)吹揚(yáng)塵損耗。在燃煤干燥或是風(fēng)級(jí)較大的情況下，燃煤會(huì)因風(fēng)吹揚(yáng)塵造成煤量損耗。

1.2 燃煤煤質(zhì)損耗

1.2.1 燃煤水分對(duì)發(fā)熱量的影響

以珞璜電廠為例，2016年1～4月入爐煤低位發(fā)熱 量 Qnet，ar＝21 432 J／g，空干 基 水 分 Mad＝1.51%，全水分 Mt＝7.77%，空干基含氫量 Had＝2.1%，則收到基高位發(fā)熱量為：

同樣的煤，高位發(fā)熱量為23 510 J／g，若全水分增加1%，變?yōu)?.77%，則收到基低位發(fā)熱量為：

由此可知，按照上述情況計(jì)算，水分增加1%，燃煤低位發(fā)熱量降低約266 J／g。

1.2.2 燃煤熱值儲(chǔ)存損耗分析

以珞璜電廠常用的無(wú)煙煤熱值損耗試驗(yàn)數(shù)據(jù)為例。試驗(yàn)時(shí)，燃煤按照自然方式堆放，無(wú)碾壓，無(wú)覆蓋，每周采樣進(jìn)行化驗(yàn)，得出熱值數(shù)據(jù)，通過(guò)對(duì)數(shù)曲線(xiàn)得出熱值損失趨勢(shì)，如圖1所示。

圖1 熱值損失試驗(yàn)情況

由圖1所示的趨勢(shì)可知，無(wú)煙煤儲(chǔ)存3個(gè)月熱值損失約為0.38 MJ／kg，且在儲(chǔ)存期第1個(gè)月內(nèi)熱值下降幅度較大，1個(gè)月后，熱值下降幅度有所減緩，但仍在繼續(xù)下降。由此可知，燃煤存儲(chǔ)時(shí)間越長(zhǎng)，累計(jì)熱值損失便越大。所以，需加強(qiáng)燃煤換燒，控制燃煤儲(chǔ)存時(shí)間。

1.3 燃煤自燃因素分析

燃煤發(fā)生自燃，不僅會(huì)造成煤量的損失，同時(shí)也會(huì)造成煤質(zhì)損耗。因此，需要分析燃煤自燃原因，做好防控措施。

燃煤是一種在常溫下會(huì)緩慢氧化的物料［1］，與空氣接觸氧化的同時(shí)產(chǎn)生熱量，并聚集在煤堆內(nèi)，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，煤堆內(nèi)蓄熱增加，溫度會(huì)越來(lái)越高，而溫度升高又會(huì)加速煤的氧化作用。當(dāng)煤堆內(nèi)溫度逐步升高到60℃后，煤堆溫度會(huì)急劇升高，若不及時(shí)處理就會(huì)發(fā)生自燃。影響燃煤自燃進(jìn)程的因素具體有以下幾方面。

1）煤的特性影響：煤的水分、揮發(fā)分、硫分等都是影響燃煤自燃的主要因素。其中，煤的水分既有阻燃作用，也有助燃作用，具體由煤質(zhì)變化、儲(chǔ)存環(huán)境等具體條件而論。煤的揮發(fā)分有助燃作用，一般情況下，煤的揮發(fā)分含量越高，則燃點(diǎn)越低，燃煤越容易發(fā)生自燃。燃煤中所含的硫分，在一定溫度下生成三氧化硫，三氧化硫吸收水分生成稀硫酸，其反應(yīng)過(guò)程為放熱過(guò)程，可提高煤堆中的溫度，加速煤的自燃。

2）供氧條件影響：煤堆曝露于空氣中，表面與空氣充分接觸。隨著燃煤粒徑增大，煤塊之間的間隙越大，其供氧條件越好，越容易發(fā)生自燃。

3）氧化時(shí)間：燃煤從氧化發(fā)展到自燃有一個(gè)過(guò)程，氧化時(shí)間達(dá)到自燃發(fā)火期才能發(fā)生自燃。

另外，煤堆的形狀和高低、堆積條件、雜物情況、風(fēng)向和風(fēng)力等都對(duì)煤堆與空氣接觸情況及溫度升高有影響。

2 煤場(chǎng)煤量、煤質(zhì)損耗控制措施分析

2.1 燃煤煤量損耗的控制措施

造成燃煤煤量損耗的主要原因是雨水沖刷、運(yùn)輸損耗和風(fēng)吹揚(yáng)塵。為了減少煤量損耗，可主要采取以下防范措施。

1）合理控制煤堆高度：煤堆高度越高，煤堆被雨水沖刷的面積就越大，也就越容易發(fā)生煤堆垮塌。因此，在暴雨多發(fā)季節(jié)堆煤時(shí)，應(yīng)合理控制煤堆高度，一般情況下夏季煤堆高度不超過(guò)10 m，特殊情況需超過(guò)10 m堆煤的，應(yīng)優(yōu)先安排取用煤堆頂部燃煤，盡快降低煤堆高度，以此來(lái)減少雨水沖刷對(duì)煤堆造成的影響。

2）對(duì)高大煤堆進(jìn)行必要的覆蓋：L珞璜電廠戰(zhàn)略存煤區(qū)是通過(guò)汽車(chē)轉(zhuǎn)運(yùn)存煤，煤堆高度一般接近20 m，煤堆底部長(zhǎng)寬接近100 m。暴雨季節(jié)煤堆垮塌風(fēng)險(xiǎn)極大。對(duì)煤堆進(jìn)行覆蓋，減少雨水對(duì)煤堆的直接沖刷，可以有效地防止燃煤垮塌流失，減少燃煤煤量損失。同時(shí)也可控制燃煤水分，提高燃煤在鍋爐中的燃燒效率。

3）加強(qiáng)運(yùn)輸設(shè)備的維護(hù)檢查：燃煤運(yùn)輸設(shè)備包括電廠輸煤系統(tǒng)設(shè)備及運(yùn)煤車(chē)輛。運(yùn)煤設(shè)備的撒漏是造成燃煤損耗的重要原因。因此需加強(qiáng)運(yùn)煤設(shè)備的缺陷管理，及時(shí)消除輸煤設(shè)備或運(yùn)煤車(chē)輛的撒漏缺陷，減少燃煤在運(yùn)輸過(guò)程中的撒漏損耗。

4）做好揚(yáng)塵損耗防控措施：在燃煤接卸、輸送、儲(chǔ)存過(guò)程中，應(yīng)做好噴淋增濕措施，增加燃煤濕度，減少燃煤輸送、儲(chǔ)存過(guò)程中的風(fēng)吹揚(yáng)塵。對(duì)于長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存的煤堆，可使用篷布覆蓋，防止風(fēng)吹揚(yáng)塵造成燃煤損耗。

5）做好燃煤回收工作：對(duì)于雨水沖刷、煤炭撒漏、風(fēng)吹揚(yáng)塵造成的散落煤炭，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行清理回收，減少燃煤損失。

2.2 燃煤煤質(zhì)損耗控制措施

2.2.1 燃煤水分控制措施

控制煤場(chǎng)燃煤水分，對(duì)于入爐煤水分控制、減少燃煤熱值損耗有重要意義。根據(jù)珞璜電廠的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，控制燃煤水分的措施主要有以下幾方面。

1）提高干煤棚使用效率：煤場(chǎng)出入庫(kù)調(diào)度的靈活性，在雨季保持干煤棚內(nèi)較高的儲(chǔ)煤量，連續(xù)降雨天氣一律使用干煤棚內(nèi)存煤，控制燃煤入爐水分。

2）做好煤場(chǎng)排水設(shè)施清理：雨季來(lái)臨前或降雨后，應(yīng)及時(shí)對(duì)煤場(chǎng)排水溝、沉煤池進(jìn)行疏通清理，確保排水暢通，并對(duì)煤場(chǎng)內(nèi)部積水進(jìn)行疏導(dǎo)，避免場(chǎng)內(nèi)積水造成燃煤水分增加。

3）對(duì)煤堆進(jìn)行覆蓋：對(duì)于儲(chǔ)存量較大，儲(chǔ)存時(shí)間較長(zhǎng)的煤堆可以進(jìn)行覆蓋，一方面可以減少燃煤水分，另一方面也可減少雨水沖刷導(dǎo)致的燃煤損耗。

4）合理安排煤堆底層煤的使用：煤堆底層燃煤是煤場(chǎng)存煤中水分最高的，在連續(xù)降雨天氣，應(yīng)避免大量取用底層燃煤，造成入爐煤水分過(guò)高。當(dāng)?shù)讓尤济核指邥r(shí)，應(yīng)使用工程機(jī)械將底層燃煤收高瀝水，待水分下降后再取煤入爐。

2.2.2 煤場(chǎng)儲(chǔ)存熱損失控制措施

燃煤儲(chǔ)存熱值損失隨著時(shí)間的延長(zhǎng)而不斷增多，為控制燃煤儲(chǔ)存熱損失，需做好以下措施。

1）合理安排煤場(chǎng)調(diào)度，及時(shí)對(duì)庫(kù)存燃煤進(jìn)行換燒，原則上燃煤儲(chǔ)存不應(yīng)超過(guò)3個(gè)月。

2）根據(jù)機(jī)組耗用情況安排庫(kù)存，防止因庫(kù)存過(guò)高造成燃煤換燒滯后，使燃煤儲(chǔ)存時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，熱值損失增大。一般情況下，燃煤庫(kù)存量應(yīng)不超過(guò)機(jī)組耗用一個(gè)月燃煤量。

3）對(duì)儲(chǔ)存時(shí)間預(yù)計(jì)較長(zhǎng)煤堆進(jìn)行碾壓儲(chǔ)存，增加煤堆密度，降低煤堆內(nèi)部養(yǎng)分，延緩燃煤氧化進(jìn)程，減少熱值損失。

2.3 防止煤場(chǎng)自燃的措施

1）控制庫(kù)存，推進(jìn)換燒：燃煤存儲(chǔ)時(shí)間越長(zhǎng)，其自然氧化時(shí)間就越長(zhǎng)，積聚熱量越多，發(fā)生自燃的可能性就越大。因此，需合理控制庫(kù)存，防止脹庫(kù)，同時(shí)有序推進(jìn)存煤還燒，減少燃煤儲(chǔ)存時(shí)間。一般情況下，存煤時(shí)間以不超過(guò)3個(gè)月為宜，但對(duì)于碾壓緊實(shí)的煤堆儲(chǔ)存時(shí)間可以適當(dāng)延長(zhǎng)。

2）在煤場(chǎng)劃出戰(zhàn)略存煤區(qū)：對(duì)于為適應(yīng)煤場(chǎng)市場(chǎng)價(jià)格波動(dòng)而需要長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存的燃煤，專(zhuān)門(mén)劃出戰(zhàn)略存煤區(qū)來(lái)儲(chǔ)存。此區(qū)域燃煤采用分層壓實(shí)的辦法，減少燃煤內(nèi)部間隙，減少煤堆中含氧量，延緩燃煤氧化速度，降低燃煤自燃可能性。根據(jù)珞璜電廠戰(zhàn)略存煤區(qū)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，若煤堆用車(chē)輛碾壓緊實(shí)，存煤密度達(dá)到正常存煤密度的1.2倍以上時(shí)，由于燃煤內(nèi)部含氧量極少，燃煤氧化過(guò)程受到遏制，熱值損失極少，且可以有效地防止燃煤自燃。

3）定期測(cè)溫，及時(shí)處理［2］：煤的自燃過(guò)程分為潛伏期、高溫期和自燃期3個(gè)階段。在定期測(cè)溫過(guò)程中，當(dāng)溫度超過(guò)60℃時(shí)，應(yīng)將燃煤分離出煤堆并及時(shí)使用，同時(shí)增加煤堆的測(cè)溫頻次。在堆煤和燃煤轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中，一定做好煤堆監(jiān)測(cè)，嚴(yán)禁將有燃燒傾向的煤帶入新煤堆。不得已時(shí)，也使用灌水降溫，因?yàn)楣嗨蛔慊虿痪紩?huì)使熱量迅速蔓延到更多的部位而助長(zhǎng)自燃。

4）科學(xué)合理組堆：煤場(chǎng)存煤分類(lèi)堆放，并做好存煤檔案記錄。儲(chǔ)煤場(chǎng)的地面應(yīng)當(dāng)干燥，且有堅(jiān)固的地面，不應(yīng)該儲(chǔ)存爐渣、干煤粉或其他多孔物質(zhì)，地面應(yīng)該有一定的坡度，以利排水。煤堆不宜過(guò)高，組堆應(yīng)選擇合理的角度；煤堆的形狀依據(jù)儲(chǔ)煤量、燃煤質(zhì)量、可占用面積以及堆煤設(shè)備等因素決定；煤堆取向要設(shè)計(jì)合理。此外，對(duì)于筒倉(cāng)式存煤可向倉(cāng)內(nèi)送入惰性氣體以隔斷氧氣來(lái)源。

5）煤堆旁布置足夠的水噴淋裝置：以便煤堆自燃或表面溫度異常上升時(shí)降溫。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，采用水噴淋降溫是防止煤堆自燃的下策，如果噴水量不足，可能起到適得其反的作用。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著外部環(huán)境的不斷變化，電廠煤場(chǎng)管理工作要求日益提高，管理難度日益增大。在以往的管理經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，需要不斷開(kāi)放思維，探索新的管理模式和方法，確保燃煤作業(yè)安全、確保燃煤儲(chǔ)存安全、減少熱值損耗，為發(fā)電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益服務(wù)。

［1］ 李樹(shù)軍.淺談煤場(chǎng)管理［J］.煤質(zhì)技術(shù)，2010（1）：15－17.

［2］ 趙濤.3×650 MW火力發(fā)電廠煤場(chǎng)管理［J］.電力科學(xué)與工程，2008（9）：22－24.

A Study on the Measures of the Loss Control for Coal Storage Yards of Thermal Power Plants

GONG Zhiheng，YUAN Yong
（Chongqing Luohuang Power Generation Co.，Ltd.of HPI，Jiangjin Chongqing 402283，P.R.China）

Taking Chongqing Luohuang Power Generation Co.，Ltd.for example，this paper analyzes the quantity and quality losses during the storage process of the coal，in particular such issues as the loss of the quantity of the coal during its storage process，the influence of the variation of the water content of the coal on its calorific capacity，the trend of the loss of the calorific value during the storage process and factors causing spontaneous combustion of the coal and relevant control measures.Causes of the quantity and quality losses of the coal in different aspects can be found out through the analyses and relevant measures of reducing the losses can be presented.The implementation of the measures can decrease the losses，enhance the economy efficiency and improve the benefits of power plants.

management of coal yards；losses；measures

TK16

A

1008-8032（2017）04-0038-03

2016－11－03

龔志恒（1982－），工程師，研究方向?yàn)榛痣姀S燃料管理。