煤質(zhì)變化對機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行影響的分析

梁正華

（大唐貴州野馬寨發(fā)電有限公司，貴州六盤水 553011）

煤質(zhì)變化對機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行影響的分析

梁正華

（大唐貴州野馬寨發(fā)電有限公司，貴州六盤水 553011）

本文針對我公司燃煤成本高，特別是近年來煤炭實(shí)行市場化后，燃煤電廠的生產(chǎn)經(jīng)營壓力每日劇增。考慮到公司要降低燃料成本，避免本公司的虧損，確保發(fā)電目標(biāo)任務(wù)的完成，通過查找大量的歷史數(shù)據(jù)，找出了煤質(zhì)變化對機(jī)組接帶負(fù)荷、發(fā)電廠用電率和制粉系統(tǒng)耗電率等的關(guān)系，旨在為今后的燃煤采購起到一定的指導(dǎo)作用，為完成當(dāng)年的發(fā)電目標(biāo)任務(wù)打下良好的基礎(chǔ)。

煤質(zhì) 變化 經(jīng)濟(jì)運(yùn)行 分析 發(fā)電

1. 概述

大唐貴州野馬寨發(fā)電有限公司3×200MW機(jī)組主體工程于2006年1月全部建成投產(chǎn)，2007年1月至7月，完成對三臺機(jī)組脫硫系統(tǒng)的建設(shè)。我公司的200MW機(jī)組采用東方鍋爐廠設(shè)計生產(chǎn)的超高壓、自然循環(huán)、中間一次再熱、單汽包鍋爐，型號為DG670/13.7—19，鍋爐∏型布置，單爐膛，四角切圓燃燒，燃用煙煤。鍋爐的設(shè)計煤種及校核煤種均為水城煙煤，每臺爐配兩臺DTM380/720型鋼球磨中間貯倉式制粉系統(tǒng)，一次風(fēng)采用溫風(fēng)送粉。鍋爐煤粉燃燒器布置在爐膛四角，切圓燃燒。汽輪機(jī)為哈爾濱汽輪機(jī)有限公司生產(chǎn)的超高壓、一次中間再熱、單軸、三缸二排汽沖動凝汽式汽輪機(jī)，具有八段非調(diào)整抽汽對應(yīng)相應(yīng)的加熱器。汽輪機(jī)型號為：N205–12.75/535/535—74B。熱力系統(tǒng)主要由2臺電動給水泵、2臺凝結(jié)水泵、3臺高加、1臺除氧器、4臺低加、6臺公用循環(huán)水泵等設(shè)備組成。發(fā)電機(jī)由哈爾濱電機(jī)有限公司生產(chǎn)，發(fā)電機(jī)冷卻方式為水、氫、氫，型號為：QFSN3-200-2型三相隱極式同步交流發(fā)電機(jī)。主變?yōu)镴L—1150—4。機(jī)組設(shè)計額定功率為200MW，主蒸汽壓力為13.7MPa，主蒸汽溫度為540℃，再熱蒸汽溫度為540℃，額定排汽壓力為5.4KPa。機(jī)組按入爐煤低位熱值20593kJ/kg、硫份2.15%進(jìn)行設(shè)計，發(fā)電廠用電率為9.67%，其中脫硫耗電率為1.98%。隨著入爐煤熱值下降、硫份增加，我公司實(shí)施了大量節(jié)能、減排項目的改造，主要有：2009年完成引風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)、凝泵、增壓風(fēng)機(jī)變頻改造；2010年8月至2011年5月完成汽輪機(jī)汽封改造；鍋爐加裝衛(wèi)燃帶改造；除塵器由三電場靜電除塵改造為電袋復(fù)合除塵；脫硫系統(tǒng)的增容改造等項目。經(jīng)過改造后，發(fā)電廠用電率設(shè)計值為10.97%，其中脫硫耗電率為2.76%。

近年來，隨著電力體制改革和西電東送的實(shí)施，特別是近年來煤炭實(shí)行市場化后，燃煤電廠的生產(chǎn)經(jīng)營壓力每日劇增。伴隨國家產(chǎn)業(yè)政策調(diào)整工作的推進(jìn)，鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦整合及關(guān)停力度加大，另一方面新建礦井速度又遠(yuǎn)遠(yuǎn)滯后于電力的發(fā)展，這一背景導(dǎo)致了電煤供不應(yīng)求的大環(huán)境。嚴(yán)重失衡的供需關(guān)系除帶來了電煤不足的直接影響外，也大大推動了價格的上漲和煤質(zhì)的下滑。燃料成本的大幅增加使得電廠生存壓力越來越大，均出現(xiàn)不同程度的虧損。為了在電力市場競爭中求得生存和發(fā)展，公司領(lǐng)導(dǎo)不等不靠，搶抓機(jī)遇，自謀出路，積極尋找減虧控虧，破解燃煤成本高的難題。根據(jù)市場的變化，隨時掌握煤炭市場行情的變化，找準(zhǔn)切入點(diǎn)，積極出擊。公司通過制定對策，采取措施，對設(shè)備的不斷改進(jìn)，加大燃燒調(diào)整力度，大量燃用熱值低、灰分高的劣質(zhì)煤，極大地降低了燃料成本，避免本公司的虧損，并出現(xiàn)一定的盈利，公司在燃用劣質(zhì)煤方面走出一條有特色的道路。為了完成2012年39億kwh的發(fā)電任務(wù)，最大限度的降低成本，我公司積極應(yīng)對，努力探索，經(jīng)過查找大量的歷史數(shù)據(jù)，找出了煤質(zhì)變化對機(jī)組接帶負(fù)荷、發(fā)電廠用電率和制粉系統(tǒng)耗電率等的關(guān)系，旨在為今后工作起到一定的指導(dǎo)作用。

2. 2008年～2012年煤質(zhì)與廠用電率等指標(biāo)的變化情況

隨著當(dāng)前入爐煤熱值的日趨下滑， 2012年1月份入爐煤低位發(fā)熱量均值為12136 kJ/kg（2899kcal/kg），累計發(fā)電原煤耗為791g/kw.h，每小時要耗160噸，相比“入爐煤低位發(fā)熱量在設(shè)計值20593kJ/kg（4919kcal/kg）時，發(fā)電原煤耗為447 g/kw.h，每小時耗煤89.42噸”的機(jī)組設(shè)計運(yùn)行工況，發(fā)電原煤耗增加了344 g/kw.h，每小時耗煤增加70.58噸。這樣，在完成相同發(fā)電量的情況下造成制粉、風(fēng)機(jī)、輸煤、除灰的耗電量大大增加。

2008 年至2010年入爐煤發(fā)熱量大致相當(dāng)，發(fā)電廠用電率相差不大，但由于2010年下半年先后完成了3、1號脫硫（脫硫系統(tǒng)在未改造之前，運(yùn)行不正常，滿足不了脫硫要求）及電除塵改造，導(dǎo)致脫硫耗電率有所增加，從而致使綜合廠用電率升高，2011年三臺機(jī)組脫硫系統(tǒng)全部完成改造后，綜合廠用電率升高更是明顯。綜合歷史數(shù)據(jù)來看，脫硫耗電率與煤質(zhì)的變化關(guān)系不大，主要與煤質(zhì)的含硫量有關(guān)，要找出含硫量與脫硫耗電率的關(guān)系，需要進(jìn)一步在相同設(shè)備運(yùn)行工況下進(jìn)行統(tǒng)計和實(shí)驗。

2011 年煤質(zhì)較2008年至2010年大幅下滑，導(dǎo)致制粉耗電率升高了0.2%，吸風(fēng)機(jī)、輸煤、除灰耗電率也明顯增加。

3. 煤質(zhì)變化對機(jī)組接帶負(fù)荷能力及相關(guān)指標(biāo)的影響

3.1 煤質(zhì)變化對機(jī)組接帶負(fù)荷能力及相關(guān)指標(biāo)的影響情況見下表：

入爐煤的熱值kJ/kg（ kcal/kg ）灰份(%)制粉系統(tǒng)耗電率(%)能帶的最高負(fù)荷(MW)發(fā)電廠用電率(%)發(fā)電廠用電率（不含脫硫）(%)時間段給粉機(jī)能控制的最高轉(zhuǎn)速為700r/min時撈渣機(jī)溢渣情況9000（2150）63.17 2.71 100 11.86 9.09 2011年9月1日～2012年1月31日是

入爐煤熱值在9000 kJ/kg (2150kcal/kg)時，最高能帶100MW負(fù)荷,且撈渣機(jī)溢渣；入爐煤熱值12000kJ/kg(2866kcal/kg)時，最高能帶185MW,滿足撈渣機(jī)不溢渣的要求；為了保證機(jī)組在200MW負(fù)荷下長期運(yùn)行，入爐煤熱值必須在13000 kJ/kg (3105kcal/kg)以上。經(jīng)測算，今年要完成39億kwh電量，在高負(fù)荷時段用煤熱值應(yīng)保證在3000kcal/kg以上，在低負(fù)荷時段按接帶130MW左右的負(fù)荷考慮，熱值不應(yīng)低于2500 kcal/kg ，折算全年入爐煤發(fā)熱量均值不低于2850kcal/kg，若要完成42億kwh電量，熱值不應(yīng)低于2890kcal/kg（以上在不考慮機(jī)組非停和計劃檢修的情況下）。若2012年3月份要完成3.9億kwh電量，經(jīng)測算，在高負(fù)荷時段用煤熱值必須保證在3100kcal/kg以上，在低負(fù)荷時段按接帶130MW左右的負(fù)荷考慮，熱值不應(yīng)低于2600 kcal/kg ，折算入爐煤發(fā)熱量均值不低于2930 kcal/kg。

入爐煤熱值每上升500 kJ/kg制粉系統(tǒng)耗電率下降約0.106%。經(jīng)統(tǒng)計，要保證機(jī)組長時間在200MW負(fù)荷下長期運(yùn)行，入爐煤熱值12600 kJ/kg (3000kcal/kg)時，每小時煤粉倉下降0.5米的粉位，可維持運(yùn)行7小時，在低負(fù)荷階段可考慮制粉系統(tǒng)消缺及存粉。而如果機(jī)組在200MW負(fù)荷長期運(yùn)行、制粉系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行的情況下，入爐煤熱值應(yīng)保證在3100 kcal/kg以上。

入爐煤熱值每上升500 kJ/kg發(fā)電廠用電率下降約0.121%，扣除制粉系統(tǒng)耗電率下降的0.106%后，引風(fēng)機(jī)耗電率下降約0.015%。

4. 結(jié)束語

根據(jù)以上數(shù)據(jù)分析，要完成全年39億kwh電量，建議全年入爐煤發(fā)熱量均值不低于2850kcal/kg，要完成42億kwh電量，熱值不應(yīng)低于2890kcal/kg，即在高負(fù)荷時段用煤熱值必須保證在3100kcal/kg以上，低負(fù)荷時段用煤熱值不宜低于2600kcal/kg，通過對優(yōu)劣質(zhì)煤的混配摻燒，減少因煤質(zhì)差損失的電量，同時盡可能提高入爐煤熱值，以降低制粉、風(fēng)機(jī)、輸煤、除灰除塵等系統(tǒng)的耗電率，全面提升機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。

參考資料

主要通過本公司大量的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行論證。

TU714

B

1007-6344（2015）12-0350-01

梁正華：節(jié)能專責(zé)，大唐貴州野馬寨發(fā)電有限公司生產(chǎn)技術(shù)部