600 MW機組應用鍋爐燃煤混配摻燒技術的管理實踐研究

金 華，李照忠，蘇鵬宇

(1.華電能源哈爾濱第三發電廠，黑龍江 哈爾濱150024;2.哈爾濱工業大學能源科學與工程學院，黑龍江 哈爾濱150001)

0 引言

目前，隨著我國火電行業“節能減排”政策的貫徹實施［1］，600 MW級別機組將長期占有很大的比重;因此，許多研究者都針對600 MW級別機組生產運行的經濟性和安全性等問題從理論和實踐等方面開展了一些相應的研究工作，如機組整體運行狀況的相關調研分析［2－3］、供電煤耗影響因素的分析和控制［4］、汽輪機運行方式優化和改造實踐［5－7］以及鍋爐系統的運行優化及設計改造［8－11］。近幾年，由于電煤供應緊張、價格居高不下的現狀，燃煤電廠為降低發電成本，開始應用鍋爐燃煤混配摻燒技術［12－14］，即根據機組鍋爐的實際運行特點，在確保鍋爐安全穩定運行的條件下，通過針對現場燃燒調整試驗所得的經濟性數據的對比分析，得到鍋爐摻燒配煤的最佳經濟運行方式。然而，對于整個鍋爐燃煤系統穩定經濟運行至關重要的是安全性［15］，因此，能夠保證鍋爐燃煤混配摻燒技術安全經濟實施的管理實踐經驗都是非常寶貴的。

本文根據華電能源哈爾濱第三發電廠(以下簡稱哈三電廠)600 MW機組鍋爐的性能特點，針對鍋爐燃煤應用混配摻燒技術的實踐進行了一些相關的探討性研究，希望能夠為600 MW級別機組的鍋爐燃煤混配摻燒技術提供一些可借鑒的實際經驗。

1 機組鍋爐燃煤采用混配摻燒方式的必要性分析

哈三電廠目前配備兩臺600 MW機組，鍋爐系統采用正壓直吹式制粉系統配套六臺RP－1003型中速碗式磨煤機，五運一備，單臺最大制粉出力78.1 t/h，額定工況下機組耗煤量253 t/h，排渣系統為全封閉水力排渣。設計煤種發熱量1 8840 kJ/kg以上，否則機組出力和主要技術參數受到影響。然而，隨著煤炭市場供應形勢的日趨嚴峻，煤炭價格攀升而煤質下滑，企業生產經營壓力加大。按照華電集團公司的戰略部署，在保證安全生產基礎上，拓寬燃煤機組燃用煤種的適應性，積極調整燃煤結構，創造條件實現褐煤摻燒，是解決當前電煤供求矛盾拓展盈利空間的積極策略。

目前，在哈三電廠燃煤混配摻燒技術中，所摻燒選用的是內蒙古寶日希勒礦的褐煤，在混配摻燒前需要對煤質進行分析，結果如表1所示。

表1 哈三電廠摻燒褐煤的煤質分析結果

通過對所摻燒的煤質分析結果可以看出:其折算水分為8.01%～11.81%，折算灰分為5.8%～12.81%，屬于高水分、高灰分、灰熔點低、易結渣、易沾污且易爆炸的煤種。經相關的試驗證明，機組在對鍋爐本體不進行改動的情況下，所摻燒褐煤最大比例為15%;但是，需要對輸煤系統、制粉系統、除灰系統、鍋爐吹灰系統等設備進行一定安全技術改造，才能滿足褐煤摻燒的安全需要。

2 機組鍋爐燃煤應用混配摻燒技術的實踐

2.1 實施混配摻燒的科學管理體制和工作機制

2011年初，哈三電廠結合自身的摻燒褐煤生產實際情況，明確機組目標后迅速成立燃煤混配摻燒技術領導工作小組，制定相關管理考核制度，明確各管理層面和崗位的工作職責。首先，根據前一天來煤情況、機組運行狀況及當日機組負荷預測情況，及時研究擬定當日摻配方式，積極探索不同季節、不同運行方式、不同負荷率情況下相對最安全、最經濟的摻燒方式;并且，能夠及時對摻燒工作進行動態調整，及相應的設備維護以及參數采集分析等保證工作。同時，通過摻配過程中不斷優化摻配方式，形成了幾種最佳混配路徑，克服目前的輸煤系統不能保證混配精度的困難。然后，組織各專業管理及技術人員，加強煤炭分類管理工作，以及對電除塵效率的控制、調整及檢查等工作，保證了混配摻燒工作的安全順利進行。

2.2 鍋爐燃煤實施混配摻燒的設備治理措施

在硬件設施保障方面，針對600 MW機組存在的制約褐煤摻燒因素，進行了相關設備的治理:如對輸煤系統內電纜噴涂防火涂料、封堵防火堵泥、電纜橋架配置上蓋板、在皮帶頭部室內皮帶上方安裝水噴淋系統等防火設施，消除了皮帶著火的隱患;對600 MW機組磨煤機加裝CO防爆監測系統，及時發現著火隱患;進行了空氣預熱器反轉工作，提高一次風熱風溫度20～25℃，提高了磨煤機干燥出力等。

2.3 鍋爐燃煤實施混配摻燒比例的優化

通過以上在摻燒技術完善和硬件設備治理方面的科學管理體制和工作機制的實施，哈三針對600 MW機組鍋爐燃煤混配摻燒技術探索出了一條適合電廠自身特點的路線。通過不斷優化工作，目前，褐煤的摻燒比例如表2所示。按此方式摻燒褐煤，不僅有效緩解了國礦煤到貨不足的壓力，保證了發電用煤，降低了燃料成本。

表2 目前600 MW機組的褐煤摻混比例

3 機組鍋爐燃煤實施混配摻燒的性能試驗及經濟性分析

3.1 混配摻燒的機組性能試驗及經濟性分析

此外，哈三電廠在摻燒過程中，還進行了機組性能試驗，對比試驗分析數據，600 MW機組摻燒40%褐煤后，單臺機組由于摻燒褐煤量增加，煤質下降，使輔機單耗升高，影響廠用電率升高，影響供電煤耗升高0.86 g/kWh;由于摻燒褐煤影響鍋爐排煙溫度升高，汽溫、汽壓等運行參數下降，影響供電煤耗升高1.66 g/kWh。累計影響單機供電煤耗升高2.52 g/kWh，詳細經濟性指標數據如表3所示。

表3 褐煤摻燒對鍋爐運行參數和供電煤耗的影響

摻燒標煤單價低的褐煤，控制了燃料成本的增加，根據哈三電廠的入廠煤情況，摻燒褐煤10萬噸后節省燃成本約800萬元，相應增加材料費90萬元，修理費增加70萬元，按照全年摻燒褐煤130萬噸計算，全年可節約燃煤成本約8 300萬元。

3.2 混配摻燒存在問題分析

然而，從上面的經濟效益分析和試驗數據也可以看出，雖然褐煤與煙煤折算標煤單價相比創造經濟效益十分可觀，但是從實際運行中也造成運行成本增加。通過分析發現，主要原因大概有以下幾方面:煤量增加，上煤電耗增高;磨煤機出力降低，磨煤機的制粉單耗上升;煙氣量增大，風機電耗，脫硫單耗都要增加;受熱面磨損維護費用增加等。同時，目前的混配摻燒的綜合技術方面還不夠完善，后期還需要通過長時間摻燒實踐進行逐步的完善和驗證。

4 結論及展望

哈三電廠在實施鍋爐燃煤混配摻燒的生產實踐過程中，探索出了一條適合電廠自身特點的路線。在不斷進行硬件設備治理和摻燒技術完善優化以確保機組的安全穩定運行的前提下，以提高機組經濟性為主要目標，根據每天不同時間段內負荷和來煤的情況來確定褐煤摻混原則，并在進行相關的摻混試驗后再修正褐煤的摻混比例，最終實現機組最佳的混配摻燒方案，實現了600 MW機組保證安全性條件下長期摻燒50%褐煤的目標，從而最大限度地挖掘經濟運行的優化潛力，其經濟性和安全性都十分可觀，真正實現節能增效。最后，在對混配摻燒技術進行經濟性綜合分析的基礎上，提出后期進一步優化的工作方向。這對集團公司以及其他電廠的節能減排的優化工作，具有實用性和示范性的作用，其管理實踐經驗是十分寶貴的。

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