云岡熱電配煤摻燒經濟性研究

鄧香艷，趙艷飛

（山西大唐國際云岡熱電有限責任公司，山西 大同 037039）

云岡熱電配煤摻燒經濟性研究

鄧香艷，趙艷飛

（山西大唐國際云岡熱電有限責任公司，山西 大同 037039）

隨著燃煤價格的不斷上揚，發電企業經營壓力空前增加。為了減緩生產、經營壓力，降低單位燃料成本，需要在保證安全生產的前提下，尋找替代煤源、摻燒低熱值煤種，本文重點是對云岡熱電配煤摻燒經濟性進行研究，通過對煤質特性分析及比質比價分析，公司通過在生產中不斷摸索，初步確定了摻燒方案，提高了企業的經濟效益。

配煤；摻燒；經濟性研究

云岡熱電二期2×300MW機組于2009年2月份投產，選用的為武漢鍋爐股份有限責任公司生產的為WGZ1100/17.5－1型鍋爐，制粉系統為ZGM95QC型中速磨煤機，正壓直吹制粉系統，鍋爐設計煤種為熱值為4 600 kcal/kg千克的煙煤。［1］［2］近幾年隨著燃煤價格的不斷上揚，燃料成本已經占發電成本的77%，發電企業經營壓力空前增加。為了減緩生產、經營壓力，降低單位燃料成本，云岡熱電公司積極謀劃，尋找替代煤源、摻燒低熱值煤種，在保證安全生產的前提下，在燃用的主流煤種中摻燒一定比例的褐煤或高硫煤，通過安全性分析及比質比價分析，初步確定了摻燒方案，提高了企業的經濟效益。

1 國內外配煤方法［3］

1.1 國外配煤方法

國外配煤一般采用倉混式、帶混式或采用爐內直接混合等形式，并且已經發展到依靠配煤理論、運用計算機指導煤場和電廠的動力配煤。計算機優化配煤運行是一種應付當今火電廠燃煤頻繁變更，控制入爐煤質的重要手段，可以有效地控制入爐煤質，保證鍋爐的穩定運行，減輕鍋爐受熱面結渣、積灰、腐蝕和磨損。

例如：美國Praxic公司于20世紀90年代中期開發的電廠優化配煤專家系統（CBAS）已經用于美國和加拿大的部分電廠，［3］［4］根據Praxic公司的最新統計分析顯示：美國Pennsylvania電廠在使用了CBAS系統后，一改往日只使用固定煤種的情況，采用多煤種的配煤摻燒，僅此一項每年可節約達2 000 000美元。肯塔基州電廠在使用了CBAS系統后，通過配煤燃燒，增加了廉價煤的使用量，降低了發電成本，同時降低SO2和NOx的排放，全年總計節約1 000 000 美元。

1.2 國內配煤途徑

我國按鍋爐臺數或容量統計，實際燃煤與設計煤種不符的占60%以上，許多燃煤鍋爐主動或被動地燃用混煤。由此引起許多鍋爐燃燒方面的問題，甚至出現由于混煤不當而造成的燃燒不穩、結渣停爐等現象，嚴重影響電廠的安全與經濟性。根據我國的國情，要從根本上解決煤質變差的問題，燃用設計煤種不可能，而采用不同煤種摻燒是解決鍋爐煤質適應性的一個有效的辦法。

2 云岡熱電公司煤種特性參數對比及配煤摻燒可能帶來的危害

公司目前主要摻燒為褐煤，從主流煤種及摻燒煤種對比表可以看出摻燒褐煤可能帶來的危害。［4］

（1）水分大，是主流煤種的6倍左右。導致引燃和著火較困難，且延長燃燒過程，降低燃燒室溫度，增加不完全燃燒損失和排煙熱損失；同時還會增加引風機的耗電量，影響制粉系統的煤粉細度，降低磨煤機出力，增加制粉電耗，使磨煤機出口溫度降低，甚至堵塞制粉管道，使煤粉倉、給粉機下粉不均勻，造成燃燒失常。

（2）發熱量低，發熱量低于設計煤種熱值37%；低于主流煤種27.5%。易導致爐內溫度水平下降，不利于煤的著火與燃盡，導致機械不完全燃燒及排煙熱損失增加，鍋爐效率下降；有時會出現燃燒不穩、滅火等現象，需要投助燃油，增加燃料成本。

（3）硫份較大。較張家溝主流煤種硫份高1.33倍，為了使煙氣達標排放，煙氣脫硫裝置運行費用增加，且易引起鍋爐高、低溫受熱面的腐蝕、堵灰。特別是高、低溫段空氣預熱器的使用壽命大大縮短，同時，含硫量增高，促使灰熔溫度降低，導致鍋爐結渣或加重結渣。

（4）揮發份高。燃用揮發分Vdaf＞25%，很容量發生制粉系統自燃和爆炸事故。

3 摻燒褐煤存在的問題及摻燒過程中面對問題的應對措施

（1）褐煤的水分含量較高，不可避免的會降低磨煤機的干燥出力，隨著褐煤比例的增加，混煤水分呈線性提高的趨勢，磨煤機的干燥出力則逐漸下降，造成磨制褐煤的磨煤機出力受限。這樣鍋爐給煤量會受限，機組帶負荷能力受限。因此為防止煤粉管堵塞，加之還須保證煤粉氣流的最低著火溫度，規定了磨出口溫度不低于57 ℃。

（2）針對褐煤的發熱量偏低，摻燒褐煤會致使機組帶負荷和變負荷能力下降。理論計算鍋爐帶滿負荷需要輸入的總熱量為2 984.01 GJ/h，如果按每小時單臺爐消耗185 t燃煤計算，則須保證摻配后混煤的發熱量16.13 GJ/t（3 857 kcal/kg）。

（3）因褐煤的灰熔點低（一般在1 200 ℃左右），較我廠二期鍋爐的爐膛溫度1 300 ℃以上要低。因此，摻入褐煤后必會導致爐內結焦加劇，針對摻燒褐煤容易結焦的特性，具體預控措施如下：①運行中要適當增加吹灰次數；②根據燃煤灰熔點的高低及時調整混配比例；③加強燃燒調整，在滿足環保要求的前提下，適當提高爐膛出口氧量到3.5%～5%，并加強一、二次風配比，適當增加一次風速推遲著火點，盡量利用下層燃燒器，開大上層二次風，關小下層二次風，使火焰中心適當降低，以免爐內溫度場偏斜造成結焦；④嚴格限制鍋爐超負荷運行，在混燒褐煤時鍋爐蒸發量不超過1 045 t/h；⑤加強運行監視，每班應對爐膛進行兩次防焦檢查，噴燃器、干渣機上部看火孔、渣井為檢查重點，并及時清除燃燒器結焦。

（4）由于芒萊褐煤礦化程度淺，部分煤質還存在明顯的木腐質纖維，這對煤的可磨性有很大的影響，會造成磨煤機的振動增大及磨煤機的磨制出力下降。應對方案是放大煤粉細度，提高出力，但這樣做又會加劇不完全燃燒損失，使得飛灰和大渣含碳量增加，需經長期摸索和進一步調整來進行緩減。

4 燃煤摻燒混配比質比價分析［3］［5］

由于配煤條件的限制，公司一般用二種主流煤與褐煤或高硫煤進行摻燒。計劃采購燃煤產地分別為：張家溝（Z），安太堡（A），串草（C），芒萊（M），因各種燃煤都達不到設計煤種要求，根據目前鍋爐燃燒、帶負荷要求及脫硫系統需要，摻配后的水分應控制在17%之內，硫分應控制在1%之內，滿負荷時低位發熱量高于3857 kcal/kg。以張家溝（Z），串草（C）及芒萊褐煤（M）為例，求其混配比。

5 結束語

在摻燒過程中，在高負荷時，可通過串草圪旦煤與安太堡高硫煤摻燒，在低峰負荷時可通過串草圪旦煤與褐煤進行摻燒，張家溝煤可作為主流煤補充。

1 云岡熱電300MW汽輪發電機組集控主機運行規程［S］

2 云岡熱電擴建工程可行性研究報告［S］

3 李 青、公維平.火力發電廠節能和指標管理技術［M］.北京：中國電力出版社，2006：274～275

4 白 巖、林詒青.330MW鍋爐褐煤摻配摻燒的情況分析［J］.赤子，2009（12）

5 李 青、張興營、徐光照等.火力發電廠生產指標管理手冊［M］.北京：中國電力出版社，2007.3

The Yungang Thermoelectricity Coal Blending Mixes Burns the Efficient Research

Deng Xiangyan，Zhao Yanfei

Along with coal－burning price’s unceasing rising, the electricity generation enterprise manages the pressure to increase unprecedentedly. In order to slow down the production, the management pressure, falls the low unit fuel cost, needs under the guarantee safety in production premise, to seek for the substitution source of coal, to mix burns the low heat value coal to plant, this article key point is mixes to the Yungang thermoelectricity coal blending burns the efficiency to conduct the research, through to the anthrax characteristic analysis and compared to the nature price ratio analysis, the company through tried to find out unceasingly in the production, had determined initially mixes burns the plan, raised enterprise’s economic efficiency.

coal blending; mixes the fever; efficient research

TM621

A

1000－8136（2011）03－0137－02