入爐煤摻配比例精益化管理探索與實踐

陳偉

(華電萊州發(fā)電有限公司公司，山東 萊州 261441)

入爐煤摻配比例精益化管理探索與實踐

陳偉

(華電萊州發(fā)電有限公司公司，山東 萊州 261441)

為提高工作效率，將入爐煤摻配公式嵌入Excel表格，輸出多個摻配方案，進(jìn)而制作“入爐煤摻配適應(yīng)性方案”和“入爐煤摻配地圖”表格。使用者可以如查找地圖一樣，宏觀地從3個表中查找到2種煤品按不同比例摻配后的指標(biāo)及指標(biāo)的適應(yīng)性，進(jìn)行比較、甄選后選出最佳摻配方案。

入爐煤；摻配；適應(yīng)性；Excel

0 引言

當(dāng)前，由于電力體制改革向縱深發(fā)展，發(fā)電側(cè)全面放開上網(wǎng)電價，采取競價上網(wǎng)模式，壓縮了發(fā)電企業(yè)的利潤空間，因此，挖掘潛能、提質(zhì)增效成為當(dāng)前發(fā)電企業(yè)的必修課。

某發(fā)電公司一期工程建設(shè)2×1 000 MW超超臨界機(jī)組，設(shè)2座16萬t圓形煤場，設(shè)計煤種為煙煤。為提質(zhì)增效，有效降低成本，該公司決定適當(dāng)摻燒高硫煤，并進(jìn)行摻燒試驗。

依據(jù)GB 25960—2010《動力配煤規(guī)范》[1]，配煤時產(chǎn)品的煤質(zhì)有理論值計算方法，主要根據(jù)煤質(zhì)數(shù)據(jù)的收到基值、干基值、干燥無灰基值、煤灰熔融性溫度進(jìn)行理論值計算。進(jìn)行入爐煤配煤時逐個計算理論值是比較麻煩的，有必要創(chuàng)新工作思路，提高工作效率和精確性。

1 確定摻配比例的常用辦法及存在的問題

該發(fā)電公司所用煤品主要是神華煤、不連溝煤、伊泰煤等煙煤，船舶運輸為主，火車運輸為輔，煤品較為固定、煤質(zhì)較為均勻。

為使入爐煤適應(yīng)鍋爐“胃口”，將不同煤品按不同比例進(jìn)行摻配，通常做法是按GB 25960—2010《動力配煤規(guī)范》附錄A中的公式逐個進(jìn)行計算，較費時費力且需要記住幾個公式，稍有不慎還可能混淆弄錯。

2 確定摻配比例的優(yōu)化思路

針對確定摻配比例的常用做法存在的用時長、易混淆、效率低等問題，以精益管理理論為指導(dǎo)，將復(fù)雜的問題進(jìn)行簡單化處理，對摻配公式中的各因素進(jìn)行分析、優(yōu)化和整合，把復(fù)雜的摻配公式制作成簡單的Excel圖表，使用者只要輸入相應(yīng)的煤質(zhì)數(shù)據(jù)即可得到多種目標(biāo)摻配方案，不僅提高了工作效率，而且一目了然，易于操作。

3 確定摻配比例的優(yōu)化方案

3.1 制作入爐煤摻配公式圖表

3.1.1 入爐煤摻配公式圖表的制作原理

依據(jù)GB 25960—2010中附錄A《動力配煤產(chǎn)品的煤質(zhì)理論值計算》，以煤的收到基配煤為例，煤質(zhì)數(shù)據(jù)為收到基值時的計算公式為

(1)

式中：Xar為動力配煤產(chǎn)品的收到基灰分Aar(%)、收到基揮發(fā)分Var(%)、收到基硫分St.ar(%)或收到基低位發(fā)熱量Qnet.ar(MJ/kg)；Xar,n為n種原料煤相對應(yīng)的參數(shù)；αn為n種原料煤的收到基配煤質(zhì)量比，%。

動力配煤產(chǎn)品的煤灰熔融性溫度計算公式為

(2)

式中：t為動力配煤產(chǎn)品的灰熔融性溫度，即變形溫度、軟化溫度、半球溫度和流動溫度，℃；tn為n種原料煤的灰熔融性溫度，℃；Ad，n為n種原料煤的干燥基灰分,%；βn為n種原料煤的干燥基配煤質(zhì)量比，%。

通過分析上述兩個公式發(fā)現(xiàn)，煤炭摻配比例與煤的收到基低位發(fā)熱量Qnet,ar、收到基硫分St,ar、收到基灰分Aar、干燥基灰分Ad、灰軟化溫度有關(guān)系，可利用電子表格的功能將公式嵌入表格中，實現(xiàn)電子表格后臺自動計算功能，然后將不同煤質(zhì)的相關(guān)數(shù)據(jù)輸入到表格中，即可得到各種摻配方案及數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)提高工作效率的目的。

表1 入爐煤摻配公式

3.1.2 表1的制作要點

表1為入爐煤摻配公式。因為同一煤品的煤質(zhì)相對穩(wěn)定，基本數(shù)據(jù)具有相對同一性規(guī)律，所以可將各煤品的相關(guān)化驗數(shù)據(jù)分別列表并編號，留出將來新煤品種備用，形成“煤質(zhì)指標(biāo)統(tǒng)計”欄，目的是將公司所用的各種煤品及其基本指標(biāo)置于一個統(tǒng)一平臺，便于使用者從總體上對所用煤進(jìn)行了解。

將式(1)，(2)嵌入到Excel備選方案表格中，按所需要的不同摻配比例，利用表格內(nèi)公式分別進(jìn)行編輯、整理，形成各種配比方案(理論上可以制成多種方案)。

例：神混#1(代號2)與不連#1(代號4)按不同比例摻配后的數(shù)據(jù)指標(biāo)。

(1)將代號2和4(神混#1和不連#1)的煤質(zhì)化驗數(shù)據(jù)分別從“煤品指標(biāo)統(tǒng)計”欄中復(fù)制到表1“煤指標(biāo)輸入?yún)^(qū)”。

(2)按摻配比例代入式(1)中，如神混#1與不連#1按1∶3摻配(方案5)，摻配后的理論煤質(zhì)數(shù)據(jù)分別為：Qnet,ar=23.23×1/4+20.01×3/4=20.81 (MJ/kg)，St,ar=0.38%×1/4+0.84%×3/4=0.73%，Aar=9.58%×1/4+17.19%×3/4=15.29%。

按1∶3的比例代入式(2)中，則t=(1 280×11.34%×1/4+1 490×25.24%×3/4)/(11.34%×1/4+25.24%×3/4)=1 463 (℃)。

因此，表1中的方案5即是神混#1與不連#1煤按1∶3的比例摻配后的煤質(zhì)數(shù)據(jù)。

(3)按不同比例重復(fù)按上述計算，即可得到表1中多個摻配方案的煤質(zhì)數(shù)據(jù)。

使用者只要從表1中的“煤品指標(biāo)統(tǒng)計”欄復(fù)制任意2種不同煤品的化驗數(shù)據(jù)，立即可以得到各種摻配比例后的理論計算數(shù)據(jù)，可以直觀地在同一平面對不同摻配方案進(jìn)行分析、對比，最終選出最佳摻配方案。不需要死記冗長繁雜的公式，應(yīng)用起來很方便，提高了工作效率。

3.2 制作摻配適應(yīng)性圖表

3.2.1 摻配適應(yīng)性的原理

單煤品或2種煤摻配后的某些指標(biāo)不滿足鍋爐設(shè)計指標(biāo)要求，可能導(dǎo)致鍋爐結(jié)焦，影響安全生產(chǎn)；相反，單煤品或2種煤摻配后的指標(biāo)符合鍋爐設(shè)計煤質(zhì)要求，認(rèn)為適應(yīng)性好，可以單獨上煤或2種煤摻配上煤。

如伊泰煤的硫分高、低位熱值高，但軟化溫度較低(1 160 ℃，鍋爐設(shè)計要求至少1 200 ℃以上)，單獨燃燒時易結(jié)焦，不能單獨上煤；伊泰煤與神混煤摻配也不可以，因伊泰煤與神混煤的軟化溫度都低，摻配后易結(jié)焦。但伊泰煤可與軟化溫度(大于1 500 ℃)較高的大友煤摻配，摻配后的硫分、軟化溫度等指標(biāo)都適合鍋爐燃燒。

3.2.2 表2的制作要點

表2為入爐煤摻配適應(yīng)性方案。

(1)將各種煤品列表并編號。

(2)首先列出單煤品的適應(yīng)性；其次，在表1的基礎(chǔ)上，分別將2種煤品編號并進(jìn)行配對，比較摻配的可能性，分析、匯總后形成摻配后指標(biāo)的適應(yīng)性意見。適合摻配的用●表示，在備注中列出若干個不同比例的摻配方案，供比較選擇；限制摻配的用▲表示，在備注中說明限制的原因；不能摻配的用★表示，在備注中說明不能摻配的原因。

表2 入爐煤摻配適應(yīng)性方案(部分)

表3 2種煤品摻配方案地圖(部分)

3.2.3 表2的應(yīng)用

(1)從表2中可以分清哪些是可以摻配，哪些是不能摻配或限制摻配(如該公司規(guī)定，硫分高于1%則為不能摻配)。

(2)2種煤品摻配時，找出2個煤品的代號，再找相應(yīng)的方案，便可直接感知摻配后指標(biāo)的適應(yīng)性，并快速地選擇最佳摻配方案。

3.3 制作入爐煤摻配方案地圖

根據(jù)表1，用Excel制作表3。將常用的2種煤制作不同的摻配方案，記錄在表格中，生成一張“摻配方案地圖”，使用者可以方便直觀地從該圖中找到期望的摻配指標(biāo)及方案。

(1)列出各種煤品及編號，同表2。

(2)在表1的基礎(chǔ)上，分別把2種煤有規(guī)律地?fù)脚洌啥鄠€摻配方案，并把這些不同的方案列在表格里，生成“摻配方案地圖”進(jìn)行集中管理。

從表3中，使用者能根據(jù)過往煤品化驗數(shù)據(jù)，方便地查找到2種煤品不同比例摻配后的理論數(shù)據(jù)，并從中直觀地進(jìn)行比較并優(yōu)選出最佳方案。

4 3個表的相互關(guān)系及應(yīng)用

(1)表1是基礎(chǔ)，提供的主要是摻配比例公式，根據(jù)表1形成表2和表3。如果同一煤品的化驗數(shù)據(jù)大致相同，可以方便地從表2和表3中查找、比較并優(yōu)選出最佳摻配方案。

(2)如果有新煤種，可以利用表1的摻配公式，繼續(xù)完善表2和表3的相關(guān)數(shù)據(jù)。

(3)如果將2種新煤摻配，或2種煤的化驗指標(biāo)與表中數(shù)據(jù)不相符，將新的化驗數(shù)據(jù)輸入表1，立即可得到摻配后的目標(biāo)數(shù)據(jù)和方案。

5 應(yīng)用效果

日常工作中，將3個表提供給燃料摻配管理、生產(chǎn)運行等相關(guān)人員，便于其掌握摻配比例并優(yōu)選最佳摻配比例，合理地組織上煤和燃燒調(diào)整，以保證符合鍋爐設(shè)計煤質(zhì)要求。2016年該公司共摻配高硫煤20.8萬t，為公司增加利潤約550余萬元，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。

6 結(jié)束語

經(jīng)過實踐應(yīng)用，本文所述的3個圖表能為使用者提供一個快速比較和優(yōu)選最佳摻配方案的思路和途徑，能夠方便地在較短時間內(nèi)得到目標(biāo)摻配方案及數(shù)據(jù)，做到了一目了然，提高了工作效率，應(yīng)用效果較好。

[1]動力配煤規(guī)范:GB 25960—2010[S].

(本文責(zé)編：劉芳)

2016-12-20；

2017-02-12

TM 621

B

1674-1951(2017)02-0045-03

陳偉(1969—)，男，山東棗莊人，專工，從事煤質(zhì)驗收管理和法律顧問工作(E-mail:623271978@qq.com)。