電廠燃料和輸煤系統節能指標分析及提升對策

郭寶群

（國能寶清煤電化有限公司）

0 引言

目前，國家對于電廠運行中的燃料耗費和輸煤系統提出了新的建設性要求，特別指出各個電廠需要按照相關政策要求，進行相關產業的優化升級，加強對電廠燃料和輸煤系統的節能指標分析，根據各個電廠發展的形式和特點制定個性化的節能方案，深入貫徹落實電廠綠色節能發展的改革創新，積極響應國家號召，針對現有裝備進行改造升級。因此，本文對燃料和輸煤系統節能指標進行深入分析、制定提升系統節能指標的有效對策，為系統安全、穩定、高效運行提供保障。

1 燃料和輸煤系統節能指標

1.1 節煤水平

1.1.1 燃料平衡

燃料平衡顧名思義就是輸煤系統用到的各種燃料的數量和質量是否存在收支平衡的問題，比如燃煤、燃油、可燃生物垃圾與運行中燃料用量、燃料的購買量和儲存量等之間的平衡問題。通過在平衡期內的各項實際測量，查清入廠燃料量、生產用燃料量、非生產用燃料量、燃料貯存量及損失量，為燃料科學管理提供依據，促進電廠節能減排。

1.1.2 煤炭質量

煤炭質量是指煤炭的物理、化學特性及其適用性，其主要指標有灰分、水分、硫分、發熱量、揮發分以及結焦性、粘結性等。為了能夠保障電廠輸煤系統的有效運行，電廠應當選擇與鍋爐設備、系統要求高度匹配的煤炭類型和質量，需要對不同煤炭的質量參數進行對比，進而選擇最適宜的燃煤[1]。對電廠煤質的主要指標進行計算，將計算所得的入爐煤與入廠煤發熱量差值、入爐煤與入廠煤水份差值數據進行匯總，通過數據分析得出該電廠的燃料管理水平以及機組經濟性水平，進一步判斷出鍋爐能否高效且穩定地燃燒。如果煤炭質量不達標，煤炭的含水量過高，在系統運行的過程中，可能會造成輸煤的堵塞或者中止，影響正常的運煤，嚴重影響輸煤系統的穩定性和有效性，甚至會導致輸送帶脫落、輸送帶打滑等嚴重問題，進而造成嚴重的安全隱患。另外，由于燃煤的用量比較大，需要大量的存儲堆放，在長時間的自然堆放過程中，煤炭中的水分會揮發，煤堆中干燥的煤與空氣充分接觸，煤被氧化產生氧化反應，同時釋放出一定的熱量，使煤堆內部的溫度升高，當溫度超過煤的自燃點溫度時，就會發生自燃現象，導致煤炭的損失。

1.2 節電水平

輸煤系統的穩定、可靠、高效運行是影響電廠經濟性的關鍵因素，由于各個電廠的輸煤系統存在著技術差異，單純針對輸煤系統中的煤炭耗電量、單次消耗量進行對比分析時所采用的數據較少，對比結果沒有實際意義。由于輸煤系統的流程和操作較為復雜，為了更加準確地判斷電廠運行水平，可以在后續操作中加強電廠內部技術水平、機械設備、安全管理縱向對比分析，全方位系統化地分析輸煤系統的關鍵影響因素，具體流程如圖1 所示。

圖1 輸煤主要工藝流程

1.2.1 翻卸速度

翻卸機系統能夠實現自動穩定運行，通過對翻卸機的自主運行速度分析，發現運行中出現的時間冗余可以在后續的運營中進行壓縮。通過對相關流程的調整和改善，不僅能夠穩定翻卸速度，還能夠壓縮時間冗余，降低時間成本，達到節能環保的目的。

1.2.2 輸煤直供應用系統

如若電廠的直供系統無法正常應用，就會影響后續其他工作的正常運行，并且可能會增加耗電量。

1.2.3 鍋爐上煤方案

更改鍋爐煤斗的上煤方式會對上煤時間和耗電量產生影響，選擇合理的上煤方式，可以提高運行效率，節約上煤時間，減少耗電量。

1.3 安全運行水平

燃料輸煤系統作為電廠運行中的主要設備，在發電工作中起到重要的推動作用，其安全性直接決定電廠的經濟與社會效益。因此，燃料輸煤系統需要不斷進行更新和改進，科學地梳理電廠燃料輸煤系統運行中的安全問題，將節能減排的發展理念貫徹其中，將系統中存在的問題進行統一分析研究，并制定有效的解決方案，以此實現電廠燃料輸煤系統的安全、穩定、高效運行。

1.3.1 設備故障率

對電廠而言，燃料輸煤系統正常運行時，輸送帶安全與否至關重要。在系統長期運行過程中，輸送帶可能會產生偏向、打滑、斷裂等問題，進而影響燃料輸煤系統運行效率。

1）輸送帶偏向故障。通過對電廠燃料輸煤系統的研究可以發現，帶式輸送機使用頻率相對較高，在系統運行中發揮著重要作用。輸送帶作為帶式輸送機的重要樞紐，如果出現問題就會對輸送機的運轉產生影響，進而影響電廠燃料輸煤系統的正常運行[2]。造成輸送帶偏向的原因有很多方面，一是設計因素的影響。在設計過程中由于加料裝置的設置方向出現問題，導致相關的物料進入到輸送帶時可能會出現橫向沖擊力，進而造成輸送帶的偏向故障。二是輸送帶兩側所受張力不均。部分工人由于自身的操作技術水平落后，在安裝托輥的時候沒有按照要求將其進行對中，長此以往就會影響輸送帶兩側承受的張力，造成不對等的情況。因此系統在長期運行的過程中，由于輸送帶兩側張力的不對等，進而造成輸送帶的偏向。三是卸料裝置安裝方式錯誤。部分工人在安裝過程中沒有嚴格按照卸料裝置中的相關流程進行，導致輸送帶在運行過程中沒有發揮相應的作用，造成兩側的阻力水平有偏差、不對等。

2）輸送帶打滑故障。輸送帶作為系統運行的重要部件，一旦發生打滑現象就會造成嚴重影響，在系統運行過程中造成輸煤系統的嚴重磨損，造成機器設備的嚴重損壞，機器在摩擦中由于溫度過高可能會發生火災事故，對企業發展和人民生命財產安全造成嚴重影響。通過對輸送帶打滑故障的原因探究，能夠發現其是由于以下原因造成打滑現象[3]：第一，輸送帶與滾筒之間會發生相應的摩擦，如果兩者之間的摩擦過小就會造成輸送帶打滑。第二，如果滾筒在運行的時候沾上了其他的物質，其與輸送帶之間的摩擦也會由于物質的影響而減少，進而造成輸送帶的打滑現象。第三，輸送帶在安裝的過程中，由于工人技術水平的缺失，沒有將輸送帶的預緊力進行加強，輸送帶的韌性不足，進而容易發生打滑事故。

3）輸送帶斷裂故障。電廠燃料輸煤系統在運行過程中，會經常發生輸送帶斷裂的現象，通過對輸送帶斷裂故障的原因探究，能夠發現其是由于以下原因造成輸送帶斷裂現象：一是輸送帶在運輸煤料的過程中，由于煤料中摻雜了比較鋒利的物體，在運輸過程中將輸送帶劃穿，造成輸送帶斷裂；二是煤料中摻雜直徑較大的石塊，由于體積較大，容易卡在出料口，因此戳破輸送帶，導致輸送帶斷裂。

1.3.2 影響因素

1）環境因素。由于運行地點處于外界，受到的特定因素較多，比如天氣因素、氣溫因素、環境因素。如果外界環境比較穩定，那么燃料和輸煤系統就能夠發揮出良好的作用，一旦發生環境不穩定、天氣狀況惡劣的情況，相關電廠系統就會因環境因素而發生崩盤的現象，系統中的核心設備斗輪機就會失去工作能力。電廠設備的有效運行離不開煤炭，煤炭的自然堆放存在很多安全隱患，如果發生暴雨、暴雪等極端天氣，就會使堆積的煤炭發生坍塌，進而對電力配備造成相關損失。另外，斗輪機的操作需要在天氣晴好的環境下進行，使得操作人員能夠清楚地看到斗輪機的操作方向；然而在霧霾天氣、揚沙天氣等極端天氣中，由于操作人員無法看清楚斗輪機的操作流程，容易發生操作失誤、斗輪機打滑等問題。

2）人為因素。燃料輸煤系統比較復雜，由于系統的特殊性需要工人具備較高的技術水平和道德素養，需要工人嚴格按照設計流程進行工作。如果工人的技術水平不達標，安全意識低，違反相關規章制度，在操作過程中就會產生錯誤操作，嚴重影響系統的正常運行，進而增加發生安全事故的概率。

2 提升燃料和輸煤系統節能指標的對策

2.1 加強管理，避免能量損耗

做好煤場管理工作，為電廠運行管理提供完善的監控設施，利于電廠在燃料管理模式上進行突破和創新，從而在煤炭供應管理、在線計量、盤煤、統籌安排煤場庫存、了解來煤煤質煤量情況、配煤、制定最優燃料采購方案等方面達到節能降耗的目的。同時，減少場損，避免出現燃煤自燃的現象。在日常的工作中必須認真做好監測煤場存煤溫度的工作，運行人員還要認真記錄堆取煤的工作，從而將科學的依據提供給煤管人員制定翻場計劃的工作。各個單位在翻場期間必須做好積極的配合，使翻場周期得以盡可能的縮短，避免出現煤場自燃的情況，造成不必要的經濟損失。

2.2 優化系統，控制電能損耗

通過系統節能指標和安全性的分析，優化系統運行流程，能夠促使運行方式朝著靈活性、科學性方向發展，提高煤炭在接卸以及周轉方面的運行速度，減少電能損耗。

1）在輸送煤炭的過程中可能會出現堵煤、積煤、設備磨損的情況，為了減少此類事故的發生，可以在放置物料的沖擊面以及三通擋板中加固一層防止磨損的襯板，促使煤炭流暢運輸，順利落煤，采用這種方式能夠有效減少機械設備的損耗，提高系統運行效率。

2）提升燃料接卸效率。電廠可以依據煤炭損耗量，加強對煤炭卸貨的時間把控，提高單航次卸貨速度，做到及時、有效地對接相關系統，減少因接卸時間長而造成的電量損耗。

3）翻車機系統是輸煤系統中的主要分支，提高翻車機運行效率，提升系統的卸翻能力，能夠降低材料損耗，能夠較大程度地控制用電量，減少運行時間，降低時間成本。目前市面上流行的翻車機設備的運行速度大約在每小時13 翻，翻車機在運行中必須遵循相應的流程，相關流程如圖2 所示。

圖2 運行流程

通過對相關流程的研究，可以發現在完成一系列的工作后，大概會產生20s 左右的時間冗余。因此，可以采取有效措施去除時間冗余，減少時間成本。在卸煤過程中，應當合理控制列車的循環時間，每列車的循環時間可以控制在大約600s。卸煤裝置中的核心系統是單路卸煤系統，總功率大約為3400kW，通過科學的控制可以將總功率降低至1000kW。

4）輸煤直供系統是運行中的重要部分，部分電廠運行過程中，相關的直供系統可能存在相應的問題，例如無法正常使用、運行不流暢等。因此，在實際運行過程中需要加大對輸煤直供系統的調試力度，將其中的分流裝置調整為正常狀態，保證燃煤直供時轉運站分流裝置正常進行煤料分配，將燃煤分別輸運至圓形煤場與原煤倉，實現燃煤直供系統的高效穩定運行。

2.3 實時監控，減少安全隱患

1）設備在運行過程中受各方面因素的影響，隨時都有可能會出現故障，一旦設備出現故障，勢必會對設備的運行造成不良影響。相關工作人員在具體工作中，要對設備的運行情況做好實時監控，及時發現設備在運行期間出現的問題，并采取相應的措施對存在的問題進行檢修處理。

2）做好環境因素防范工作。全面了解和掌握天氣變化情況，一旦遭遇暴雨、冰凍、臺風等不良天氣時，要及時通知相關人員進行防范，盡量降低天氣原因誘發的不安全因素。按照要求在煤場構建應急預案，以便在遭遇不良環境影響時可以及時進行處置，如將機器壓實、蓋好等，以此來達到保護機械性能的目的；同時需要根據天氣變化情況對上煤量給予有效控制。如果遭遇下雨天時，輸煤系統的皮帶不可避免會出現濕滑現象，進而誘發皮帶跑偏或打滑，此時可以降低斗輪機上煤量，以免誘發不必要的安全事故。同時，在遭遇大霧天氣時，也要委派專人進行監督，以免因為視線不清而誘發安全事故。

3）提高工作人員綜合素質。積極推行節能技術的研究和推廣，加強對工作人員的技術培訓，提升員工的實踐操作水平[4]。電廠負責人應當深入貫徹落實綠色環保的節能理念，并積極在廠內進行宣傳教育，促使每位員工在保障正常工作的基礎上，將綠色發展的理念運用到實際工作當中，提高自身的思想道德素養。

3 結束語

火電廠燃料和輸煤系統要想實現節能降耗的目標，就必須采取有效的節能措施。在具體的工作中積極地對系統常見的問題及誘因給予全面、系統的分析，降低輸煤系統運行期間的能源消耗量，使輸煤設備的利用效率得以全面提升，同時加強監控，降低各類安全隱患發生的概率，保證系統穩定、安全、高效地運行，利用有效的資源創造最大的經濟效益。