火電廠復雜煤種配煤摻燒工作的相關探討

張敬國

【摘 要】隨著我國能源事業的不斷發展與進步，火電廠的復雜煤種配煤摻燒工作成為火電廠提高工作效率與工作質量的重點內容之一。但是，由于火電廠中的煤種較為復雜，做好配煤摻燒工作涉及許多方面，因此只有針對當前火電廠復雜配煤摻燒過程中常見的問題，采取有效的措施，明確發展方向，才能高質量地做好配煤摻燒工作，進而推動我國火電廠工作效率與工作質量的提升。

【關鍵詞】火電廠;復雜煤種;配煤摻燒;煤種摻燒

【中圖分類號】TM621 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2020）08-0103-02

1 火電廠復雜煤種配煤摻燒過程中常見的問題分析

1.1 煤種在燃煤電廠中的困境

一是供應商過多，許多火電廠的供應商數量超過20家，沒有可靠、穩定的碳源作為支撐。二是煤的質量參差不齊，主要來源是粗煤、劣質原煤，常用的煤泥產品具有高灰、高黏度、高濕等特點，燃燒從源頭上有其局限性。三是單位能源消耗很高，購置煤炭的市場價格沒有競爭力。四是購買的原煤硫含量約4%。如果煤炭不足，則需要購買無煙煤和褐煤進行摻配，使得摻配工作非常困難。

1.2 未建立煤炭結構管理體系

一是露天摻配時，著陸溝的頂篷只能覆蓋煤斗的空間，摻配后堆積在煤溝一側的煤在雨天時很容易變濕，尤其是在使用大量副產品（例如泥漿）的燃煤發電廠中。這導致煤炭運輸系統嚴重受阻。二是前期數據的證實工作不嚴謹，針對現場經驗情況對煤炭質量狀況進行有效處理。三是摻配效果沒有受到監控，容易影響設備的正常負載連接。四是沒有嚴格按照煤炭質量狀況堆放存儲，沒有動態管理煤田，并且相關的輸入、獲取和存儲數據賬戶也不規范和嚴謹。整個煤炭結構管理體系尚未建立，職責不清，政府制定的法規不健全，企業的激勵機制還不完善。

2 火電廠復雜煤種配煤摻燒的目標與原則

最大的摻配效益需要科學的摻配方案、完善的主數據，以及實時監控不同負載下的工作條件，通過統計數據分析購買準則及從源頭控制煤摻配以實現最佳循環過程。在科學和數據驅動的數字燃料平臺的基礎上，開發了用于煤炭摻配的數學模型，實現“安全，環保和經濟”的共同目標。

2.1 安全性原則

在設計和執行燃料摻配計劃時，應確保配煤的質量及相關指標參數符合標準，建立具有較強穩定性、安全性的運輸系統，尤其是對噴霧、粉體存儲、燃燒等系統要著重檢查，消除安全隱患。

2.2 環保性原則

做好對排放指標的控制，粉塵、灰塵、反硝化等數據指標一定要嚴格按照國家的規定進行控制，達到環保要求，企業要積極承擔社會責任，確保產品的安全性和成本效益。

2.3 經濟性原則

煤炭的摻配方案必須基于公司經濟采購中煤炭來源的數量、質量和價格的比較。按照最佳價值原則進行購買，減少碳成本，最大化收益。

3 做好火電廠復雜煤種的配煤摻燒工作的經驗方法探究

3.1 借助信息數字化手段，創新煤炭存放方式

鑒于目前中國大多數火力發電廠的煤炭供應情況，煤炭供應地很多，礦區的煤炭供應質量不穩定，煤種更加復雜，將各煤種單獨存放某一區域對場地要求及調運摻配都有極大的影響。為此，火力發電廠正在使用數字平臺創建詳細的煤場數據，逐步改善煤的摻配和摻配系統，并采用先摻配、后堆放的方法。存儲分堆依據以熱值為主，兼顧含硫量，由于揮發分基本滿足要求，因此除了對長期存放的煤有要求不考慮外，要將摻配的煤分堆存放：卸煤溝的AB#1～#3在原煤倉的兩側以高負荷存儲煤，3 300 kcal/kg<發熱量<3 500 kcal/kg;#4～#9原煤倉在平坦的部分存儲碳，3 100 kcal/kg<發熱量<3 300 kcal/kg;在原來的煤炭倉庫中，煤以低負荷存儲，2 800 kcal/kg<發熱量<3 100 kcal/kg。其他區域也根據需要進行堆放，應急煤堆以3 500 kcal/kg<熱值<3 800 kcal/kg的干燥煤倉存儲。特殊煤種臨時堆放區用于堆放未能及時摻配的特殊煤種，如高硫煤、煤泥、褐煤等。

基于發熱量的摻配存儲的優勢在于，摻配方法是在爐前預先摻配的，這保證了煤的碳質量指數穩定，并且可以在每個負載周期進行精確摻配，確保機組穩定運行。

3.2 建立火電廠復雜煤種的配煤摻燒工作體系

火電廠的煤種摻配工作應隨著技術的進步而發展，可以引入數字化與科學化的發展內容，同時基于指標的跟蹤效果，形成準確的配煤摻燒體系，促進采購效果經濟合理。基于單位負荷，及煤炭質量和碳價之間的適當關系，建立摻配煤比例模型，有效地進行摻配煤的摻配和燃燒。根據煤的數量和質量，發電廠的核心單元執行各種任務，包括采購、管理、安裝、選擇煤種和配煤。

3.3 合理地摻燒劣質煤、煤泥、高硫煤等經濟煤種

為了降低燃料購買成本并提高摻配效率，要重視摻配經濟煤。爐渣石灰是洗煤和循環利用的副產品，發熱量低（約2 000 kcal/kg）、含水量高（約26%）、小粒徑、高黏度、含硫量低（小于1%）。完全干燥或干燥后，適合與高硫和高熱量的木炭摻配使用，可滿足生產需求。

3.4 做好對配煤摻燒的管控工作

首先，要做好控制摻配過程的工作，確保摻配結果的準確性和代表性。有必要對摻配結果進行進一步研究，并每周分析摻配結果數據。為確保配煤工作安全可靠，必須確保摻配煤的質量滿足最低標準排放要求。要考慮碳質、強烈的鍋爐結焦、著火和粉末系統爆炸、煤炭運輸堵塞等原因，因此應避免在配煤摻燒過程中出現摻燒的影響與阻礙情況。

其次，要加強煤場的管理工作。做好區域化管理，實時掌握煤場中的動態情況，保證煤場數據的準確性與煤炭質量，有效優化煤泥與經濟媒的摻配比例，保證整個煤場的結構平衡。設計并執行配煤和混煉測試，并對不同配煤和不同摻配比進行混煉測試，科學、準確地了解配煤的各項指標。摻配時，應嚴格遵循月度計劃、每周摘要和每日分析，不斷完善摻配方案。此外，所有部門應加強信息流，并及時接收和處理反饋信息，形成協同效應。

3.5 綜合考慮各方面指標的影響情況

進一步加強對鍋爐設備的磨損指數、炭灰滲透性指數、環境指數（包括灰、硫、氮、氟、氯，以及其他重金屬元素）及其他性能的測試工作，基于測試結果綜合考慮各方面的熱值指標情況，保證排放標準的穩定合理，確保排放質量。此外，要確保進入爐內的煤不會對鍋爐設備造成過度磨損。制訂最佳的摻配計劃，遵循購買計劃。

3.6 提高配煤摻燒工藝

增加污垢和劣質煤的摻配比例，要確保均勻摻配，并制定摻配過程指南以保持摻配過程的科學合理。

3.7 加強人員培訓工作

要加強對人員的培訓工作，明確有效的配煤方案，組織相關人員學習配煤工藝，定期開展相關教學會議，保障工作人員的專業素養與專業能力。

3.8 實現配煤與控價的有效結合

加強市場研究，對周圍市場狀況進行準確分析，了解碳價格趨勢。改進的煤炭摻配和市場競爭互補，使煤炭摻配和電廠摻配獲得最佳的煤炭價格收益和摻配收益。

4 對火電廠復雜煤種配煤摻燒的發展方向探究

4.1 建構數字化煤場，提高燃料利用效率

在設計數字煤場時，使用3D圖形以詳盡、直觀的方式顯示碳場數據。在動態屏幕顯示每個煤場燃煤的信息，包括數量、質量、價格構成和分布及煤場溫度。在實踐中檢測碳質量指標的變化，選擇特定區域并提高燃油效率。

4.2 開展自動配煤控制系統的設計工作

配煤的發展方向是科學化、精細化和數字化。配煤系統應能夠實現自動供碳鏈的啟動和停止、供碳器碳監測、自動切換、自動計算碳質量參數（灰分、硫、揮發性物質等）、比例確定等，以及釋放說明、顯示工作流程屏幕、提供值、反饋值、調整量參數，并逐漸切換到智能摻配。

4.3 深度測算摻燒的經濟效益情況

對摻配經濟效益進行詳細計算。煤炭成本的降低是可以量化的，但是單位效率、工廠能耗、設備損失的負面影響將花費長時間消除。比較、計算、數據建模可相對精確地計算摻配的經濟效益。

5 結語

總之，隨著電力市場的不斷發展，市場競爭的激烈程度越來越高，發電企業的利潤空間受到了較大的影響與壓縮，火電廠應考慮如何提高經濟效益。對此，基于火電廠復雜配煤摻燒工作，采取相關措施成為火電廠重要的發展方向，影響并推動著火電廠的技術革新與進一步發展。

參 考 文 獻

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