煤粉爐和CFB機組經濟煤摻燒對策分析

國源電力（神東電力）集團公司 趙煥慶

按照國神公司“一廠一策”的原則，找出各單位燃煤摻燒的瓶頸和制約因素，通過摻燒經濟性測算、技術環保評估，提出了各發電單位燃煤摻燒總體思路：一是通過提高燃煤熱值解決原煤總量限制問題；二是充分發揮CFB機組煤種適應廣和低負荷穩燃能力強等優勢，采取摻燒煤泥，煤矸石、城市污泥等措施，降低燃料成本；三是通過摻燒高嶺土替代低鈉煤解決燃用高堿煤鍋爐結焦問題；四是煤粉爐摻燒高硫煤、煤泥和經濟煤種等措施，降低燃料成本；五是煤電一體化單位統一協調產、供、銷，做到“應燒盡燒、應銷盡銷”，采取燃用低熱值煤種、高熱值煤種外銷等措施，實現煤電一體化單位整體效益最大化；六是根據設備系統技術改造情況制定摻燒目標，同時根據摻燒情況提出設備和系統改造思路，提升經濟煤種摻燒比例，進一步降低燃料成本。

1 經濟煤摻燒總體原則

經濟煤摻燒按照統一標準、逐步推進、全方位實施的原則進行，綜合三個方面、三個層面和三個要素，提出經濟煤摻燒總體原則，簡稱經濟煤摻燒“三個三”。

三個方面考量：不安全不摻燒、不環保不摻燒、無效益不摻燒；三個層面推進：公司提出和制定摻燒標準，公司燃煤摻燒工作組制定具體摻燒方案，基層單位具體落實；三個要素聯動：人員、設施設備和資源要素聯動，缺一不可、相互促進。一是公司分布區域廣、機組類型多，充分發揮集約化優勢，提供人員保障。二是CFB機組多、煤種適應性強，有晾曬場地，設施設備具備摻燒條件。三是摻燒資源富集，有智造資源，可對資源合理調配。

按照同類型、同狀態、同標準的原則，逐廠定置摻燒目標，根據市場變化情況，分步驟實施。

2 經濟煤摻燒重點工作措施

2.1 高熱值煤種摻燒

標準化定制原則。通過提升燃煤熱值解決燃煤總量限制問題，達到不限制發電和不限制供熱的目的。國神公司某電廠由于政府限煤政策要控制入爐原煤總量。為不影響發電量，要根據鍋爐運行情況和進煤價格情況調整進煤比例，提升燃煤熱值。同時抓好節能降耗工作，降低發電煤耗。

2.2 煤泥摻燒

煤泥泛指煤粉含水形成的半固體物,是煤炭生產過程中的一種產品,根據品種的不同和形成機理的不同性質差別非常大,可利用性也有較大差別，其種類眾多，用途廣泛。

煤泥特性：粒度細、微粒含量多，尤其是小于200目的微粒約占70%～90%。持水性強，水分含量高。經圓盤真空過濾機脫水的煤泥含水一般在30%以上，折帶式過濾機脫水的煤泥含水在26%～29%，壓濾機脫水的煤泥含水在20%～24%；灰分含量高，發熱量較低。按灰分及熱值的高低可把煤泥分成三類：低灰煤泥灰分為20%～32%、熱值為12.5～20MJ/kg，中灰煤泥灰分為30%～55%、熱值為8.4～12.5MJ/kg，高灰煤泥灰分>55%、熱值為3.5～6.3MJ/kg；黏性較大，由于煤泥中一般含有較多的黏土類礦物，加之水分含量較高，粒度組成細，所以大多數煤泥黏性大，還具有一定的流動性。

煤泥摻燒標準化定制原則：具備煤泥摻燒資源的CFB機組，完成煤泥系統改造的摻燒比例達到35%以上、未完成煤泥系統改造的摻燒比例達到25%以上，煤粉爐泥摻燒比例達到10%以上。摻燒煤泥時，應加強對輸煤系統、制粉系統、燃燒系統、除灰系統、脫硫系統的運行維護，發現問題及時處理。提高檢修質量，保證設備的可靠性。遇有停爐的檢查機會，應檢查受熱面磨損情況，并結合灰分分析對磨損情況進行評定。加強對煙道積灰情況檢查，發現問題及時處理。

2.3 煤矸石摻燒

標準化定制原則：從安全性、經濟性來定制。摻燒煤矸石時要加強運行調整和設備巡視，尤其要針對鍋爐冷渣器、鏈斗機、斗提機進行重點檢查，確保鍋爐設備系統安全穩定運行。

2.4 城市污泥摻燒

污水廠污泥性質主要包括物理性質、化學性質和衛生學指標等方面，污泥性質是選擇污泥處理處置工藝的重要依據；標準化定制原則：按照政府要求進行摻燒，同時取得經濟收益；污泥摻燒模式宜采用第三方建設運營模式（BOT），污泥的資源收集、轉運處置、前期運作、設備設施投資建設等均由第三方負責，運維由第三方負責，該過程的各類風險由第三方承擔。電廠方提供場地和摻燒入爐接口，按照規定邊界條件接受污泥摻燒，最終產生的收益按照約定原則分配。

2.5 高硫煤摻燒

標準化定制原則：在有高硫煤資源區域，入爐煤硫份達到脫硫系統設計最大標準。摻燒高硫煤易出現爐膛結焦、冷灰斗排渣口堵焦、鍋爐偏燒、脫硝入口NOx偏高、空預器差壓偏高等問題，要通過燃燒優化調整確定最合理的摻燒方式和比例，并獲得最佳摻配方式時的參數調整方案，有效指導運行操作和保證鍋爐安全運行。

2.6 高嶺土摻燒

標準化定制原則：全部燃用準東煤，不摻燒低鈉煤。新疆準東地區五彩灣高堿煤準東煤屬于高水分、中高揮發分、中等熱值煤種，燃燒性能優異，極易著火、極易燃盡，但具有嚴重結渣和沾污傾向，完全燃用準東煤時鍋爐結焦嚴重，可采用摻燒高嶺土替代低鈉煤來解決，大幅降低燃料成本。高嶺土的配比一般在6～10%，同時要開展精細化摻配試驗，確定機組各負荷段高嶺土摻燒比例，降低高嶺土用量，提升鍋爐效率。

2.7 煤電區域和一體化

標準化定制原則：低熱值煤種全部自用，高熱值煤種外銷；哈密區域。兩廠兩礦要根據煤礦產量情況和機組運行方式安排，分析摻燒比例的經濟性，找出最佳摻燒比例，實現效益最大化；河曲區域。為避免在小區域范圍內相互競爭、哄抬價格，安排兩廠摻燒不同的經濟煤種；煤電一體單位要根據煤礦產煤熱值，在保證機組安全穩定運行前提下兼顧銷售及燃煤供應，優先全部燃用低熱值煤種自用，實現外銷效益最大化。

3 經濟煤摻燒重點工作要求

為進一步做好燃煤存儲摻燒工作，做到科學存儲摻燒、安全配煤摻燒，實現整體效益最大化，確保機組設備長期安全穩定經濟運行，要認真落實以下重點工作要求。

3.1 煤場管理

要根據來煤煤質的不同特性，在指定區域合理、分類堆放，并建立煤場示意圖和堆、存量臺賬，不同煤種需單獨存放且界限分明；揮發分高、易自燃的煤種應設專儲位置，堆放高度不宜過高，要邊儲邊壓實并留有倒垛位置，嚴格控制置換周期；加強煤場測溫工作，明確測溫周期、地點、深度等，做好記錄。發現超溫要采取降溫措施，若自燃要及時清理壓實，不宜用大量噴水方式滅火；結合場地和設備條件積極探索和利用新技術，盡可能降低泥煤外水分，減少熱值損失。

3.2 輸煤系統管理

視摻燒煤種選擇阻燃皮帶類型。按規定配備專用滅火器材，完善消防設施符合相關規程、規范要求；加強對煤中火種檢查，上煤時要將原煤中攜帶的易燃易爆物清除，嚴防將隱燃煤上至系統；輸煤皮帶停運前要走空皮帶，檢查確定皮帶、落煤筒無存煤。要及時將各輸煤段皮帶上及地面的煤粉清掃干凈；每月至少進行一次消防水系統試驗，檢查水源可靠、水壓符合要求、噴淋暢通，確保能正常投入使用；定期清掃電纜及橋架，明確責任人，清理易積粉的區域和死角并加強監督檢查，防止發生自燃著火；在煤斗、粉倉、磨煤機內作業，進入前要把煤（粉）用空并清理干凈，對入口和出口處要采取安全隔離措施，斷開犁煤器等相關設備動力電源并掛警告牌，防止誤上煤和其他物體落入斗內，造成人員傷害。

3.3 制粉系統管理

根據設備和摻配煤種的特性，明確磨煤機出、入口溫度，粉倉溫度，煤粉細度的控制范圍及上下限值并嚴格執行，嚴密監視，防止爆炸、自燃、堵粉等事故；每班應進行嚴密性檢查，防爆門、磨煤機一次風管、噴燃器入口、給煤機平臺、磨煤機頂部等位置要重點檢查，發現漏粉現象及時處理；加強防爆門的檢查和管理工作，保證制粉系統防爆設備完好率達100%。防爆門薄鐵板應符合設計要求，要保持完整、嚴密，及時清除門上的異物以免妨礙其動作；鍋爐所燃用的煤粉細度都在爆炸危險區域內，尤其燃用高揮發分煤種，制粉系統在低出力運行、斷煤或啟、停過程中要高度重視巡視檢查及運行調整。

完善磨組定期切換制度，合理分配各制粉系統的出力及運行、備用時間，維護制粉系統的良好運行狀況和備用性能，保障機組適應電網調度要求；摻燒高揮發性煤種，應制定制粉系統突發故障停運的安全技術措施，防止存煤（粉）自燃；在制粉系統檢修消缺，要消除存煤積粉爆炸隱患，落實防火防爆措施，確保作業人身安全；制粉系統的蒸汽消防應正常投用。燃用高揮發分煤種的，要完善惰化消防設施并保持系統完備、快速、有效。

3.4 燃燒系統管理

及時調整摻燒比例，鍋爐出力要滿足電網調度要求，避免扣罰電量。主蒸汽壓力、溫度等主要參數要壓紅線運行；應定期開展配煤摻燒對鍋爐經濟性的影響分析、評估，以指導、優化摻燒和調整工作，保證鍋爐運行工況良好，不得長期出現受熱面超溫、結焦、腐蝕、嚴重積灰等現象，嚴防造成“四管”泄漏；應根據摻燒情況進行火焰檢測裝置的調整，確保火焰檢測裝置能正確反映爐內燃燒狀況；高揮發分、低熱值煤種著火點提前、燃燒迅速，要相應調整一次風速和二次風配風情況，經常檢查燃燒器及附近區域，防止燃燒器燒損、水冷壁結焦、高溫腐蝕。

低熱值煤一般灰分較大，要加強對冷灰斗、撈渣機的檢查，及時處理棚灰、堵焦，做好安全防護措施，確保人身安全；摻燒高灰分、高水分低熱值煤種，旋轉式空預器（脫硫GGH）蓄熱元件易堵灰、沾污，應加強運行監視和吹灰工作，充分利用停機機會沖洗、清理；應根據摻燒經濟煤種情況、鍋爐燃燒調整特性的變化，優化熱工自動調節品質，滿足電網調度和“兩個細則”要求。

3.5 環保設施管理

應關注摻燒后煤灰比電阻變化對除塵效率的影響。對灰分或水分較大煤種，應提高振打、電加熱和輸送系統出力，防止電除塵灰斗、除灰系統倉泵及輸灰管道堵灰；摻燒高灰分煤應確保灰斗連續除灰裝置運行正常，防止灰斗嚴重積灰，尤其是發生垮塌事故；嚴格控制入爐煤含硫量符合脫硫設施設計要求，確保穩定運行，達標排放。

3.6 運行管理

落實責任，結合實際，制定措施，細化管理，加強協調，監督考核。煤場、輸煤、制粉、燃燒以及汽輪機、電氣等各系統要密切配合，協同運行，確保配煤摻燒工作順利開展；認真開展經濟煤種燃燒試驗工作，做好摻配煤種的日常工業分析、統計工作，了解煤種灰分中的主要成分，研究對機組安全運行、性能指標、環保排放等的影響，掌握運行規律，指導運行操作；燃用非設計煤種對鍋爐效率等部分指標產生不利影響，要綜合考慮煤種的熱值、灰分、硫份等，以及電網調度負荷變化要求，確定摻燒方式、入爐煤質底線，分時上煤，以達到運行安全、發電經濟、出力合格、排放達標。

燃用新煤種前須現場取樣，在本廠化驗分析并送權威檢驗機構進行煤質特性分析化驗。通過摻燒試驗確定最佳摻燒比例，形成配煤摻燒標準操作卡，指導運行操作調整，確保鍋爐安全穩定運行；總結摻燒經驗，修訂運行規程和管理制度，完善煤炭接卸、堆放、摻配，輸煤、制粉、燃燒調整以及消防等涵蓋配煤摻燒全過程的操作規程和安全技術措施，做到摻燒工作規范化、標準化、制度化。加強對有關人員配煤摻燒技術培訓，確保有序開展，持續降本增效；研究分析電煤市場的變化規律，積極開展商業儲煤，防范經營風險。要結合煤種變化開展摻燒試驗，有計劃、有步驟、科學地進行設備技術改造工作，增加配煤機械、設施，提高系統和設備對配煤摻燒的適應能力，進一步挖潛增效。

2020年摻燒煤泥、煤矸石、城市污泥和高硫煤等253萬噸，節約燃料成本約2.3億元。國神公司繼續以“提質增效、降本增效”為抓手，充分發揮公司煤電一體化，CFB機組煤種適應廣和低負荷穩燃能力強等優勢，積極推進配煤摻燒工作，在確保安全、環保、經濟運行的前提下，節約燃料成本，不斷提升市場競爭力，實現公司效益最大化目標。