鍋爐配煤摻燒技術(shù)管理及效益分析

王術(shù)力

摘 要：本文介紹了大板電廠可行的配煤摻燒方案，從接卸、儲存、摻配、上倉入爐、效果評估等各個環(huán)節(jié)進(jìn)行技術(shù)管理的經(jīng)驗。在燃用褐煤摻燒一定比例的低熱值高硫褐煤，使正常熱值褐煤和低熱值高硫褐煤摻燒后成為鍋爐的適燒煤種，保證了鍋爐安全、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保地運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：鍋爐;配煤摻燒;經(jīng)濟(jì)效益

近兩年來，隨著燃煤價格的不斷上漲，燃料成本已經(jīng)占到發(fā)電成本的60﹪以上，發(fā)電企業(yè)經(jīng)濟(jì)開始下滑。為了緩解電廠的經(jīng)濟(jì)壓力，最大限度地降低燃煤價格，提高電廠的盈利能力，在保證鍋爐安全生產(chǎn)的前提下，通過制定科學(xué)、可行的配煤摻燒方案，在燃用正常熱值褐煤中摻燒一定比例的低熱值高硫褐煤，使兩種質(zhì)量的褐煤摻燒后成為鍋爐的適燒煤種，也保證了鍋爐安全、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保地運(yùn)行，提高了電廠的經(jīng)濟(jì)效益。

1 設(shè)備及入廠煤概況

大板發(fā)電有限責(zé)任公司2×600MW燃煤空冷發(fā)電機(jī)組鍋爐為北京B&W公司結(jié)合本機(jī)組燃用的煤質(zhì)特性和自然條件，進(jìn)行性能、結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的亞臨界壓力，一次再熱，單爐膛平衡通風(fēng)，自然循環(huán)，單汽包鍋爐。

本鍋爐設(shè)計燃料為白音華煤礦的老年褐煤。采用中速磨正壓直吹制粉系統(tǒng)，前后墻對沖燃燒方式，并配置42只B&W標(biāo)準(zhǔn)的XCL低NOx雙調(diào)風(fēng)旋流燃燒器。

大板電廠有兩個能存儲4萬噸的A、B煤場，兩個煤場分別設(shè)有斗輪堆取料機(jī)，還有一擴(kuò)建煤場為C煤場，可存煤8萬噸。

2 配煤摻燒原則

大板電廠規(guī)定Qnet.ar小于10.3MJ/kg、W（Sar）高于0.95﹪的褐煤不得入廠，在保證機(jī)組日負(fù)荷曲線和環(huán)保參數(shù)達(dá)標(biāo)排放的基礎(chǔ)上合理摻燒，根據(jù)發(fā)電量計劃控制入廠低熱值高硫褐煤量，根據(jù)實時負(fù)荷和脫硫系統(tǒng)運(yùn)行狀況調(diào)整制粉系統(tǒng)運(yùn)行方式。

根據(jù)大板電廠2015年入廠及入爐煤質(zhì)情況、機(jī)組負(fù)荷、脫硫排放超標(biāo)情況、汽溫特性、鍋爐效率等方面進(jìn)行綜合評價，提出機(jī)組負(fù)荷率對應(yīng)下的摻燒比例，要求每月必須完成相應(yīng)的摻燒率。

3 摻配煤種對鍋爐運(yùn)行的影響

燃用低熱值高硫褐煤時易造成鍋爐燃燒不穩(wěn)，助燃油量增大，輔機(jī)超負(fù)荷運(yùn)行，環(huán)保參數(shù)超標(biāo)，制粉系統(tǒng)及鍋爐受熱面磨損嚴(yán)重。大板電廠燃用低熱值高硫褐煤時Qnet.ar為10.3MJ/kg左右，較校核熱值12.5MJ/kg低2.2MJ/kg，假如僅燃燒低熱值高硫褐煤煤質(zhì)，勢必造成煤粉著火及燃燒困難，環(huán)保參數(shù)超標(biāo);鍋爐同樣負(fù)荷下所需的實際煤量增大，對于直吹式制粉系統(tǒng)，導(dǎo)致理論燃燒溫度和爐內(nèi)的溫度水平下降，使煤粉氣流的著火延遲，燃燒穩(wěn)定性變差，影響煤粉的燃盡程度，造成機(jī)械不完全燃燒和排煙損失增大，制粉系統(tǒng)單耗增大，同時使鍋爐受熱面泄露次數(shù)增多，造成電量損失。

燃用低熱值高硫褐煤時煙氣脫硫裝置運(yùn)行費(fèi)用增加，脫硫排放超標(biāo)，環(huán)保壓力增大。該電廠燃用低熱值高硫褐煤的W（St）為0.95﹪左右，較校核W（St）0.68﹪高0.27﹪，造成脫硫漿液循環(huán)泵運(yùn)行臺數(shù)增加，環(huán)保消耗材料費(fèi)用也增大。

4 配煤摻燒管理

4.1 ?配煤摻燒管理程序

運(yùn)行部根據(jù)年度、月度發(fā)電計劃制定對應(yīng)的摻燒比例，結(jié)合煤場的庫存情況向計劃部提出入廠煤的采購要求，計劃部嚴(yán)格執(zhí)行采購計劃;運(yùn)行部將入廠煤按配煤摻燒的要求進(jìn)行分堆存放、管理;運(yùn)行部根據(jù)每月、每日負(fù)荷曲線制定每月、每日配煤摻燒煤質(zhì)要求表并及時發(fā)送給輸煤班長;輸煤班長接到運(yùn)行部每月、每日配煤摻燒煤質(zhì)表后，及時對煤場進(jìn)行盤點(diǎn)，根據(jù)盤點(diǎn)情況對計劃部提出采購要求，滿足月度配煤摻燒要求，并填寫每日配煤摻燒計劃表下發(fā)輸煤運(yùn)行班組;輸煤運(yùn)行班組接到配煤摻燒計劃表后嚴(yán)格按要求執(zhí)行，在具體執(zhí)行配煤摻燒過程中發(fā)現(xiàn)煤質(zhì)偏離時，應(yīng)及時匯報輸煤專責(zé)，提出相關(guān)合理化建議。輸煤專責(zé)進(jìn)行配煤方案的糾偏及優(yōu)化。

4.2 ?兩堆煤管理

輸煤專責(zé)負(fù)責(zé)煤場管理，合理規(guī)劃兩堆煤，即低熱值高硫褐煤、正常熱值褐煤堆放，以滿足配煤摻燒的要求。根據(jù)煤場實際情況，在A、B煤場西部存儲低熱值高硫褐煤，在A、B煤場東部存儲正常熱值褐煤，輸煤班組嚴(yán)格按著輸煤專責(zé)給出的比例摻配，將C煤場作為正常熱值煤場，為雙機(jī)運(yùn)行時使用。

4.3 ?配煤摻燒方案制定

根據(jù)公司配煤摻燒的要求，每日制定詳細(xì)的配煤摻燒方案，主要以入廠低熱值高硫褐煤接卸和存放，滿足配煤摻燒的要求。當(dāng)班值長對下一班負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測，結(jié)合熱值、硫分要求及磨組方式、分倉方式，將煤質(zhì)要求信息發(fā)送至輸煤專責(zé)。煤質(zhì)核算步序如下：第一步，根據(jù)負(fù)荷時段、最大燃煤量運(yùn)行，確定各運(yùn)行的摻配倉和非摻配倉的熱值;第二步，根據(jù)熱值、負(fù)荷段脫硫入口硫濃度，確定入爐煤硫分;第三步，根據(jù)煤場接卸及輸煤運(yùn)行情況確定各煤倉上煤方式;第四步，輸煤專責(zé)根據(jù)值長的煤質(zhì)要求，結(jié)合計劃部每日的來煤計劃，做好入廠煤接卸方式、供煤方式的安排，以及上煤的熱值、硫分匹配核算及摻燒比例，并下發(fā)至輸煤運(yùn)行班組執(zhí)行。

4.4 ?配煤摻燒方案的效果評估及調(diào)整

每日分析評估各時段配煤摻燒方案的效果，主要包括實時脫硫排放情況，即脫硫系統(tǒng)入口SO2濃度、出口SO2濃度、脫硫效率、投油助燃情況、各制粉系統(tǒng)煤量調(diào)整情況及入爐煤煤質(zhì)化驗報告等;嚴(yán)格統(tǒng)計每日入廠兩堆煤的情況，計算當(dāng)日摻燒率，對比摻燒率完成情況，及時分析配煤摻燒各個環(huán)節(jié)存在的問題，及時優(yōu)化調(diào)整配煤摻燒方案。如遇負(fù)荷預(yù)測偏差較大、入廠來煤結(jié)構(gòu)不合理，天氣下雨、上煤設(shè)備故障、制粉系統(tǒng)設(shè)備定檢情況、脫硫超標(biāo)手段用盡等特殊情況下，及時更改配煤方案。

4.5 ?配煤摻燒存在的主要問題及應(yīng)對措施

實施配煤摻燒存在兩大問題：

（1）制粉系統(tǒng)設(shè)備及鍋爐受熱面磨損嚴(yán)重的難題，主要采取的措施有：1、運(yùn)行人員嚴(yán)格記錄各制粉系統(tǒng)運(yùn)行時間，并根據(jù)各制粉系統(tǒng)運(yùn)行時間，及時通知設(shè)備部進(jìn)行制粉系統(tǒng)定檢工作，規(guī)定制粉系統(tǒng)設(shè)備每運(yùn)行350小時就對各制粉系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行定檢，將制粉系統(tǒng)設(shè)備磨損部位及時修復(fù)，保證各制粉系統(tǒng)運(yùn)行正常;2、利用機(jī)組停機(jī)時間，對鍋爐受熱面進(jìn)行全面檢查，將磨損嚴(yán)重部位及時補(bǔ)增防磨瓦，對原有的防磨瓦磨損嚴(yán)重的及時進(jìn)行更換。以上措施就能很好地解決制粉系統(tǒng)設(shè)備及鍋爐受熱面磨損嚴(yán)重的難題。

（2）脫硫排放超標(biāo)也是配煤摻燒面臨的難題，主要采取的措施有：1、在配煤摻燒時要充分考慮入廠低熱值高硫褐煤對脫硫排放超標(biāo)的影響，因此每日嚴(yán)密關(guān)注入廠煤質(zhì)變化情況，利用鍋爐負(fù)荷、耗煤量、入廠煤硫分及熱值情況進(jìn)行合理摻燒，確定脫硫入口SO2質(zhì)量濃度的上限，確保不超限;2、明確摻燒低熱值高硫褐煤和正常熱值褐煤混配的煤倉，一旦脫硫超標(biāo)，要及時減小低熱值高硫褐煤和正常熱值褐煤混配的煤倉對應(yīng)的給煤機(jī)給煤量，增加正常熱值褐煤對應(yīng)的給煤機(jī)給煤量或進(jìn)行制粉系統(tǒng)的切換;3、加強(qiáng)脫硫裝置的治理，加強(qiáng)除霧器沖洗及脫硫漿液的品質(zhì)，提高脫硫效率;4、特別在高負(fù)荷及降低SO2排放手段受限的情況下，適當(dāng)增加脫硫添加劑。

5 配煤摻燒經(jīng)濟(jì)效益

5.1 ?采用高硫煤的經(jīng)濟(jì)性

如果采購正常熱值褐煤為340萬噸，平均W（Sar）為0.47﹪，標(biāo)價約為140元/t，采購燃料費(fèi)4760萬元，其中采購W（Sar）為0.85﹪以上的低熱值高硫褐煤200萬噸，標(biāo)價70元/t，采購燃料費(fèi)1400萬元，節(jié)約燃料費(fèi)用1400萬元，采購W（Sar）為0.85﹪以上的低熱值高硫褐煤增加脫硫費(fèi)用約34萬元、排污費(fèi)約22萬元，合計增加成本支出56萬元;因此采購低熱值高硫褐煤合計產(chǎn)生1344萬元。

5.2 ?采用低熱值高硫褐煤的經(jīng)濟(jì)性

大板電廠累計采購低熱值高硫褐煤約200萬噸，節(jié)約燃料費(fèi)用1344萬元，引起輔機(jī)增加的耗電費(fèi)用及鍋爐制粉系統(tǒng)設(shè)備及鍋受熱面磨損增加的費(fèi)用約為600萬元，因此采購低熱值高硫褐煤合計產(chǎn)生效益744萬元。

由此可見，通過科學(xué)合理地配煤摻燒，在保證機(jī)組燃燒穩(wěn)定、穩(wěn)發(fā)、滿發(fā)和滿足環(huán)保的要求下，大大節(jié)約了發(fā)電燃料成本。

6 結(jié)束語

在電煤市場日益緊張、燃煤價格不斷上漲的情況下，為了節(jié)約燃料成本，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，結(jié)合大板電廠的實際情況，通過科學(xué)合理的配煤摻燒工作，從入廠煤接卸、儲存、摻燒、上倉入爐、效果評估、優(yōu)化調(diào)整、經(jīng)驗固化等各個環(huán)節(jié)進(jìn)行深入細(xì)致的工作，收效顯著。并且在保證機(jī)組安全、穩(wěn)定、環(huán)保參數(shù)滿足排放要求的基礎(chǔ)上，配煤摻燒帶來的經(jīng)濟(jì)效益是顯而易見的，可以最大限度地降低電廠的發(fā)電成本，對提高火電廠的經(jīng)濟(jì)效益具有一定的參考意義。

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