火力發電廠燃煤配煤摻燒技術解析

肖瑞敏

（內蒙古大唐國際托克托發電有限責任公司，內蒙古 呼和浩特 010206）

為適應日趨深入的煤炭及電力市場化改革新形勢，提升發電企業核心競爭力，進一步深化深度科學配煤摻燒工作，確保配煤摻燒在優化煤源結構、控制燃料價格、降低燃料成本工作中發揮更大作用，采取嚴控成本、提高發電效率已成為各火力發電企業的首要任務。燃煤作為火力發電廠成本中的重要組成部分，占企業經營成本的70%以上。當前，電廠的燃煤管理模式也已由傳統的“燃料供應”向“燃料經營”轉變，企業結合自身實際情況，經過多年的探索實踐，逐漸總結出了一套科學配煤摻燒的方法，既滿足了機組的運行要求，同時也在日常經營中取得了顯著的經濟效益。

一、燃煤配煤摻燒原則

配煤摻燒工作要從公司利潤目標出發，把過去基本被動摻燒煤泥等低質煤的粗放方式，深化到針對工況分時摻燒、精細化管理階段；把以往只注重配煤手段、摻燒方法的應用，前移到調整采購結構、優化煤源環節。堅持“安全性、環保性、經濟性”相統一原則，在實事求是、科學合理前提下追求最佳經濟效益。

安全性原則：配煤摻燒要確保煤質相關指標滿足鍋爐輸煤系統、制粉系統、燃燒系統等生產設備安全、穩定運行需要。

環保性原則：配煤摻燒要保證鍋爐除灰、除塵、脫硫、脫硝等設備排放指標符合環保政策要求。

經濟性原則：配煤摻燒要基于對企業合理采購區域內煤源的量、質、價比較，在保證滿足鍋爐安全運行、環保指標達標排放前提下，綜合考慮鍋爐效率、輔機電率、設備磨損、消耗增加及影響機組出力等因素，達到綜合效益最大化。

堅持“都有什么煤？能燒什么煤？可買什么煤？”的問題導向，做好煤源調研擴大范圍、摻燒試驗指導采購及市場分析實時采購三項對應工作。圍繞“買了沒有？燒了沒有？降了沒有？”三項針對燃料采購、生產摻燒、全廠標單指標，責任分明地進行閉環考核，促進年度目標的實現。

不同種類的煤進廠以后都必須對其進行采樣和化驗，嚴格把守質量關卡，全面掌握燃煤的各項指標，防止個別摻假現象，盡量保證采購進來的所有煤種都符合配煤摻燒要求。

（一）入爐煤摻配摻燒原則

對入爐煤的配煤摻燒主要有兩種方式：一種是爐內摻燒、分倉摻配，這種方法適用于兩種原煤揮發分和熱值的等差別比較大的煤種。另一種是爐內混燒、爐外摻配，這種方法適合于幾種相鄰或者接近的煤種。主要原則有：（1）明確制粉系統的運行安全，摻配后的煤揮發分要滿足制定粉系統的設計要求，能夠很好的防止制粉系統的爆炸和自燃。（2）煤場要有完善的摻配設施和足夠的存煤空間，可以達到均勻摻配和分類存放的標準。

（二）設置合理配煤摻燒組織機構

配煤摻燒是一項系統性、全局性的工作，涉及到生產、經營、燃料等各個系統及部門，為更好的統籌協調處理好相關事宜，挖掘配煤摻燒潛力，實現配煤摻燒精細化管理、科學化摻配，達到綜合效益最大化的目的，需要成立一個良好的組織機構來管理，明確相關部門的職責范圍，確保進廠燃煤符合配煤摻燒的要求。

二、燃煤摻配與鍋爐摻燒

（一）燃煤摻配模型

混煤的煤質指標是燃煤摻配模型的主體。隨著配煤研究的深入，發現僅采用加權平均后的線性解難以準確反映混煤的燃燒特性。煤的灰熔融特性與堿金屬氧化物和酸性氧化物有關，酸性氧化物含量多則灰熔點溫度高，堿金屬氧化物多則易結焦。針對來煤情況成分復雜以及混煤的熱值、揮發分、灰分、水分與單煤呈現非線性關系現象，有學者通過神經網絡算法構建數據庫和專家系統，有力支撐了電廠的配煤工作。結合生產實際，公司燃煤摻配模型采用以加權平均為主，同時結合設備情況進行修正和調整，并開展配煤摻燒試驗，根據試驗結果確定配煤摻燒的邊界條件，根據邊界條件確定摻燒比例及摻燒方式。配煤摻燒量化評價指標為標單降低貢獻值、采購摻燒比例、入爐摻燒比例等三項指標。

（二）科學摻燒，確保安全生產

1.健全制度，細化管理，落實責任

針對揮發分高、水分大、灰熔點低的經濟煤種特點，以及中速磨正壓直吹式制粉系統煙煤鍋爐燃用經濟煤種易發生鍋爐結焦等實際情況，公司組織專業技術人員認真研究和探索制定詳細的保證配煤摻燒安全的組織措施和技術措施，成立了公司配煤摻燒領導小組、工作辦公室及電煤采購工作小組，并根據實際情況及時修定、完善，明確各相關部門的職責，使經濟煤種摻燒工作有組織、有依據、有標準、有序推進，有效降低鍋爐運行的安全風險。

2.合理摻配，精細調整，防止結焦

一是根據電網下達的調度曲線要求，充分利用煤場現有設備，確定不同季節、不同負荷、不同工況下的分時配煤摻燒方案，電網平峰和低谷時段加大摻混比例，部分低谷時段全燒經濟煤種，從源頭上降低鍋爐結焦風險；二是切實加強鍋爐燃燒調整，特別是一、二次風的配比，適當提高一次風速，推遲燃料著火點，有效防止結焦；三是加強鍋爐吹灰管理，縮短鍋爐吹灰周期，保證爐膛受熱面清潔，有效預防結焦；四是每隔半個月篩一次煤粉細度，及時進行調整，確保煤粉細度合格；五是嚴格限制鍋爐超負荷運行，嚴防鍋爐大面積結焦。

3.完善措施，到位做實，堵塞漏洞

為了切實做好配煤摻燒工作，公司要求在機組運行期間，主要生產負責人及生產調度人員熟知配煤摻燒工作方案，了解各種負荷及工況下的摻配方案、煤場實時存煤結構，每日根據機組運行情況制定次日每臺磨煤機的配煤方式，并組織實施；定期組織配煤摻燒工作分析會，及時發現問題，協調解決問題，制定持續改進措施，對相關人員落實獎懲。對限制配煤摻燒的設備問題進行專題研究并制定改進措施。

（三）爐內摻燒及調整

燃煤摻配不僅與煤質指標相關，同時與機組負荷、配風、過量空氣系數等機組參數和爐內燃燒工況有關。鑒于公司入廠煤質雜，入爐熱值、硫份、揮發份以及鍋爐結焦在不同工況都要兼顧。低谷負荷時，在硫份和揮發份不能兼顧時，為穩定燃燒，以揮發份合格為原則；在熱值和硫份不能兼顧時，為達標排放，以入爐煤硫份合格為原則；在高峰負荷硫份和結焦性不能兼顧時，以鍋爐不結焦為摻配原則，確保特殊工況下機組能夠安全、穩定、經濟、環保運行。

（四）配煤摻燒的計劃與實施

配煤摻燒工作涉及公司燃料、生產、經營等多個方面，綜合性強，涉及面廣，協調量大，只有理順關系、抓住主線、掌握要點，才能取得實效。所以，控制煤價、增加效益是目的，優化煤源、配煤摻燒是手段，領導重視、主動摻燒是關鍵，科學試驗、保證安全是前提，依托“數字燃料”、運用科技手段是基礎。通過摸清合理采購區域內可供采購煤源，結合庫存與市場情況，充分考慮在煤質上具備互補性的不同品種燃煤的摻配，合理控制采購節奏，動態優化采購結構，按需組織調運，編制不同配煤摻燒方案下的采購調運方案，才能確保配煤摻燒工作有效落地。

三、結論

目前，煤炭供應緊張的局面雖然有了一定程度的緩解，但電煤成本仍然是影響電力企業經營形勢的重要因素，配煤摻燒仍將是發電企業面臨的一項長期工作，需要燃料管理人員繼續細化各項措施，扎實工作，努力做好配煤摻燒工作，精心維護，精細調整，在確保鍋爐安全運行的前提下，最大限度地降低由于配煤摻燒帶來的經濟指標影響，繼續保持企業安全生產穩定局面。