提升火電廠配煤的策略探究

焦涵宇,焦嵩鳴

（華北電力大學(xué),河北 保定 071003）

提升火電廠配煤的策略探究

焦涵宇,焦嵩鳴

（華北電力大學(xué),河北 保定 071003）

摘要：近年來(lái)，我國(guó)用電量大幅上漲，發(fā)電燃煤量越來(lái)越多，但是由于各個(gè)地區(qū)的煤炭資源分布不均衡，很多火電廠都面臨著缺煤停機(jī)的風(fēng)險(xiǎn)，因此應(yīng)積極采取有效策略，優(yōu)化火電廠配煤，提高火電廠的經(jīng)濟(jì)性和安全性。本文分析了單一劣質(zhì)煤對(duì)火電廠運(yùn)行的影響，闡述了提升火電廠配煤的有效策略。

關(guān)鍵詞：提升火電廠；配煤；策略

當(dāng)前，我國(guó)火電廠多采用多種煤配合摻燒方式，不僅可降低配煤成本，而且可保障火電廠鍋爐的安全運(yùn)行。火電廠配煤是結(jié)合鍋爐設(shè)備運(yùn)行的煤質(zhì)指標(biāo)，按照一定比例將各種性質(zhì)的煤混合搭配在一起，通過(guò)各種煤質(zhì)之間的互補(bǔ)，滿足火電廠鍋爐燃燒要求。為了進(jìn)一步提高火電廠發(fā)電的經(jīng)濟(jì)效益，應(yīng)優(yōu)化配煤配比，合理選擇煤種，保障火電廠的安全、穩(wěn)定發(fā)電。

1　單一劣質(zhì)煤對(duì)火電廠運(yùn)行的影響

1.1磨損系統(tǒng)設(shè)備

火電廠鍋爐如果單一劣質(zhì)煤，如果煤質(zhì)揮發(fā)分較高，鍋爐調(diào)整不及時(shí)，易燒壞粉管，易引發(fā)鍋爐爆燃；如果揮發(fā)分較低，會(huì)由于著火延遲出現(xiàn)滅火事故，并且劣質(zhì)煤會(huì)嚴(yán)重磨損輸煤系統(tǒng)和制粉系統(tǒng)的機(jī)械設(shè)備，導(dǎo)致火電廠鍋爐運(yùn)行異常，嚴(yán)重影響火電廠的正常發(fā)電。

1.2影響鍋爐出力

單一劣質(zhì)煤灰熔點(diǎn)相對(duì)較低，在1500攝氏度爐膛火焰中心的溫度中，煤粉易發(fā)生軟化產(chǎn)生結(jié)渣，而渣塊掉落時(shí)有可能會(huì)堵塞鍋爐的排渣口，造成火電廠鍋爐被迫停運(yùn)進(jìn)行除焦處理[1]。另外，鍋爐運(yùn)行中結(jié)渣會(huì)直接影響煤炭燃燒過(guò)程和鍋爐內(nèi)其流動(dòng)的流動(dòng)狀態(tài)，經(jīng)常造成爐膛熄火，并且鍋爐中不均勻的結(jié)渣，增加了鍋爐水冷壁的傳熱熱阻，使得水冷壁難以吸收充足的熱量，影響鍋爐出力。

1.3熱能利用率較低

火電廠鍋爐燃燒高灰分、燃燒熱值低的劣質(zhì)煤，造成鍋爐爐膛溫度較低。火電廠鍋爐燃煤灰分大于35％時(shí)，灰分每增加1％，鍋爐爐膛溫度會(huì)降低6攝氏度，會(huì)導(dǎo)致失去火檢，使得鍋爐燃燒快速惡化，火焰檢測(cè)系統(tǒng)發(fā)生保護(hù)動(dòng)作，造成爐膛滅火。并且這種劣質(zhì)煤會(huì)導(dǎo)致鍋爐內(nèi)部大量積灰，在燃燒過(guò)程中大量落灰而導(dǎo)致滅火，并且受熱面積灰影響鍋爐的傳熱性，降低鍋爐的熱能利用率，排灰負(fù)荷和灰渣帶走的熱損失不斷增加。

1.4機(jī)組負(fù)荷受限

如果火電廠鍋爐燃燒單一劣質(zhì)煤，受煤質(zhì)影響，一個(gè)季度的鍋爐負(fù)荷產(chǎn)生的考核電量達(dá)5GW/h，由于鍋爐出力降低，減少發(fā)電量約10GW/h。

2　提升火電廠配煤的有效策略

2.1合理配比

火電廠工作人員應(yīng)根據(jù)不同煤質(zhì)，選擇干燥通風(fēng)的位置分類存放一、二級(jí)煤，依據(jù)不同煤質(zhì)的燃燒特性，結(jié)合煤炭熱值范圍，合理確定配煤摻燒的燃燒方式和配比方案。例如，根據(jù)鍋爐燃燒的運(yùn)行情況，在19MJ/kg～22 MJ/kg熱值范圍內(nèi)，鍋爐燃燒效率最高、燃燒最穩(wěn)定，因此可依次為依據(jù)，確定煤質(zhì)考核指標(biāo)：發(fā)熱量在15 MJ/kg～18 MJ/kg的小窯煤，煤質(zhì)不穩(wěn)定，含硫量較高，設(shè)定為二級(jí)煤[2]；將可長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定供應(yīng)的發(fā)熱量超過(guò)22 MJ/kg、含硫量低的磁窯堡礦煤定位一級(jí)煤。按照1.2：1的配比將一級(jí)和二級(jí)煤摻配，鍋爐熱值可達(dá)20 MJ/kg左右，鍋爐負(fù)荷穩(wěn)定，適合鍋爐長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定燃燒。

2.2增加火電廠存煤

火電廠應(yīng)不斷增加存煤量，按照揮發(fā)分、熱值等指標(biāo)存儲(chǔ)優(yōu)質(zhì)煤，摻配各種低揮發(fā)分、低熱量的劣質(zhì)煤，增加不同煤質(zhì)摻配的可選擇性，從而更加合理的摻配不同煤種，雖然高揮發(fā)煤難以滿足鍋爐燃燒要求，但是充足的儲(chǔ)煤量，有利于及時(shí)消化低揮發(fā)分的煤種，對(duì)于穩(wěn)定鍋爐燃燒有著積極作用。另外，考慮到火電廠鍋爐設(shè)備突發(fā)故障必須停運(yùn)檢修，火電廠的各個(gè)上煤點(diǎn)應(yīng)多元化儲(chǔ)煤，即使其中某臺(tái)配煤設(shè)備停運(yùn)后，也能夠確保火電廠不受配煤方式的限制，保障煤質(zhì)安全，因此火電廠靜應(yīng)保持多元化平衡，使每一種配煤方式都能夠供給鍋爐超過(guò)三天的安全、穩(wěn)定的煤質(zhì)。

2.3嚴(yán)格控制入場(chǎng)煤質(zhì)量

火電廠工作人員應(yīng)嚴(yán)格把關(guān)入場(chǎng)煤的煤質(zhì)，選用煤質(zhì)和煤源都比較穩(wěn)定的礦煤，確保入廠煤的煤質(zhì)穩(wěn)定。同時(shí)，工作人員要全面掌握所有入廠煤的煤質(zhì)情況，結(jié)合不同的煤種和煤質(zhì)，按照揮發(fā)分低和高，在火電廠指定區(qū)域，有計(jì)劃地分類堆放，建立入廠煤的存量和堆量臺(tái)賬，便于火電廠的規(guī)范管理。

2.4優(yōu)化配煤方式

一些火電廠的配煤方式單一，只是在兩塊面積不大的煤場(chǎng)通過(guò)斗輪機(jī)和翻車(chē)機(jī)進(jìn)行配煤，為了進(jìn)一步提升火電廠配煤效率，應(yīng)優(yōu)化配煤方式，并且積極改造給煤機(jī)，增加其給煤量，在堆取料設(shè)備和卸煤設(shè)備之間也進(jìn)行配煤，提高斗輪機(jī)和翻車(chē)機(jī)的運(yùn)行效率，并且做好火電廠設(shè)備的維護(hù)檢修，工作人員要定期或者不定期的進(jìn)行設(shè)備巡檢，使設(shè)備始終處于良好的運(yùn)行狀態(tài)，避免影響火電廠正常配煤。另外，火電廠應(yīng)盡量擴(kuò)建儲(chǔ)煤場(chǎng)，擴(kuò)大煤場(chǎng)空間，使不同煤種可以存放在合適的位置，便于不同煤質(zhì)摻配。

2.5優(yōu)化鋪底煤煤質(zhì)

火電廠要考慮到高頻率、長(zhǎng)周期的缺煤情況，應(yīng)優(yōu)化鋪底煤煤質(zhì)。一些火電廠習(xí)慣將儲(chǔ)存的劣質(zhì)煤鋪底，鍋爐缺煤時(shí)，鋪底煤由于煤質(zhì)不佳不能直接入爐燃燒，在煤質(zhì)摻配不好的情況下，鋪底劣質(zhì)煤會(huì)極大地增加鍋爐燃燒風(fēng)險(xiǎn)，引發(fā)各種安全事故。因此火電廠應(yīng)選擇優(yōu)質(zhì)煤進(jìn)行鋪底，在壓實(shí)優(yōu)質(zhì)煤鋪底后，作為應(yīng)急儲(chǔ)備，可減小熱值損耗。

2.6合理匹配煤質(zhì)負(fù)荷

按照火電廠給定負(fù)荷和煤質(zhì)負(fù)荷變化曲線，通過(guò)便攜式煤質(zhì)分析儀[3]，分析煤質(zhì)數(shù)據(jù)，根據(jù)不同煤種的特性，合理確定煤質(zhì)配比，正確摻配煤質(zhì)。低負(fù)荷時(shí)應(yīng)注意控制煤質(zhì)揮發(fā)分，確保鍋爐穩(wěn)定燃燒；高負(fù)荷時(shí)應(yīng)摻配低位熱值的煤質(zhì)，提高鍋爐帶負(fù)荷能力。火電廠應(yīng)結(jié)合有限的優(yōu)質(zhì)煤炭，將單一劣質(zhì)煤轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)高效的煤質(zhì)，提高火電廠的經(jīng)濟(jì)效益。

3　結(jié)束語(yǔ)

為了確保火電廠的正常發(fā)電，控制劣質(zhì)煤風(fēng)險(xiǎn)，火電廠應(yīng)積極采取有效的配煤技術(shù)措施，做好設(shè)備改造，并且通過(guò)合理配比、控制入廠煤質(zhì)量等措施，降低劣質(zhì)煤風(fēng)險(xiǎn)，結(jié)合煤質(zhì)反饋信息，及時(shí)調(diào)整配煤摻燒的比例和煤種，充分發(fā)揮火電廠配煤的重要意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]崔余平.火電廠配煤摻燒運(yùn)行管理及技術(shù)措施[J].電力安全技術(shù),2012（03）：13-16.

[2]吳克河,姚佳慧.火電廠配煤優(yōu)化模型的研究與實(shí)現(xiàn)[J].電力信息化,2009（04）：52-54.

[3]王亞生,李慶義.新增筒倉(cāng)對(duì)火電廠配煤系統(tǒng)的改進(jìn)[J].電力建設(shè),2004（03）：19-27.

作者簡(jiǎn)介：焦涵宇（1986—），男，河北石家莊人，工學(xué)學(xué)士，研究方向：發(fā)電系統(tǒng)建模、仿真與優(yōu)化控制。