提高330 MW燃煤機組摻配摻燒的經濟性

李 勇

江蘇華電揚州發電有限公司運行部

0 概述

江蘇華電揚州發電有限公司2×330 MW機組，汽輪機為哈爾濱汽輪機有限公司生產的C300/N330-16.67/538/538亞臨界一次中間再熱、單軸、高中壓合缸、雙缸雙排汽、抽汽凝汽式汽輪機；鍋爐為東方鍋爐廠生產的DG1036/18.2-Ⅱ4亞臨界、四角切圓燃燒、自然循環汽包爐，π型單爐膛露天布置，燃用煙煤，一次再熱，固態排渣。設計煤種主要指標見表1[1]。

1 煤成分對鍋爐燃燒的影響

1)發熱量：煤發熱量是煤質的一個重要指標，當低位發熱量過低時不僅影響鍋爐燃燒的穩定性，影響機組帶負荷，嚴重時還會導致鍋爐滅火。

表1 煤種指標

2)揮發分：煤粉揮發分含量越大，就越容易著火和燃燼，容易造成煤在存儲和運輸過程中自燃。揮發分含量降低時，著火溫度升高，著火困難，如燃燒調整不當，易造成鍋爐熄火。

3)硫分：煤硫分易造成高溫受熱面和低溫受熱面腐蝕，同時煤硫分過大易造成二氧化硫排放超標。

4)灰熔點：灰渣在高溫下具有黏性熔融狀態，易黏附在受熱面上，造成爐膛和爐膛出口附近結焦。

5)水分：煤水分大會降低煤的發熱量，還會因受熱蒸發、汽化而消耗大量的熱，導致鍋爐效率降低；此外，還會增加風機耗電量，加劇低溫受熱面的積灰、腐蝕，增加斷煤的可能性，影響機組穩定運行[2]。

2 燃煤摻配摻燒創新舉措

為提高燃煤摻配摻燒的經濟性和安全性，降低生產成本，公司專門成立了特殊煤種摻配摻燒小組。在摻配摻燒小組的領導下，公司各部門通力合作，在保證參數在可控范圍內、機組在安全環保運行的前提下，盡可能加大特殊煤種的摻燒比例。

1)定期、不定期開展特殊煤種摻配摻燒小組會議，就前期情況進行分析，并根據來煤及現場情況，在保證鍋爐穩定運行、排放符合標準的前提下，制訂新的摻配摻燒方案。

2)運行部積極聯系物料部和燃料部，以及時掌握入廠煤種、煤化驗報告、摻配比例、上煤方式等信息，指導運行人員調整燃燒、現場檢查和比對摻燒情況。

3)每月進行特殊煤種摻配摻燒分析，給出專項報告，對各項指標進行環比與同比，提出問題，并對下一步摻燒提出建議。

4)當摻配摻燒導致參數異常變化時，運行部及時進行專項分析（如飛灰含碳量高及煤耗增大分析），制訂針對性措施，反饋到物料部改變摻配比例、上煤方式，保證參數指標合格。

5)小組還就摻配摻燒制訂和修訂了多項技術措施，如“近期燃用易結焦煤種運行防范措施”“運行部印尼煤摻配摻燒安全技術措施”“運行部菲律賓煤摻配摻燒安全技術措施”等，組織運行人員及時學習，安全完成摻配摻燒任務。

6)為超額完成全年摻配摻燒任務，廠部積極對運行人員進行宣傳，并修訂“運行部特殊煤種摻配摻燒獎懲細則”，使班組形成良性競爭，鼓勵多燒特殊煤種。

7)安排專人用辦公軟件編寫“特殊煤種用量統計表”，每班填寫磨組燃煤總用量，表格自動計算用量并排名，為特殊煤種摻配摻燒提供助力。

8)在因摻配摻燒導致結焦、排渣系統堵塞、輸灰困難、電除塵電場故障、脫硫入口硫分偏高等異常情況發生時，小組成員及時排查，保證機組安全運行。

9)2020年6月-9月，運行黨支部結合主題實踐活動和迎峰度夏，開展了“燃用特殊煤種”指標競賽活動，助力摻配摻燒中心重點工作，做好宣傳，注重全員參與。

10)針對印尼煤、褐煤等煤種易自燃、粉塵大、腐殖質揮發氣味重等特點，燃料生產部一方面加強宣傳與引導，使員工認識到摻燒的重要性、經濟性，另一方面重視和加強個人防護，配備口罩及防毒面具，制訂專項檢查整改方案，消除積粉漏煤部位，增加機頭機尾水噴淋，全程投用干霧抑塵，完善現場通風裝置，使降塵設施效率不斷提高。此外，牢牢抓住摻配精準率這一重要指標，不斷完善摻配摻燒安全措施，細化摻配過程管控，優化接卸、摻配、分倉儲存、上煤加倉方案，以確保“卸、上、摻、儲”的安全。全年摻配合格率達100%，未發生因摻配原因造成機組減負荷現象。

11)根據當班接卸和摻配要求，燃料生產部每日制訂運行方式及注意事項，確保特殊煤種在接卸、輸送各個環節萬無一失，使員工真正做到從思想和行動上高度重視特殊煤種的安全運行。

12)經過經驗的沉淀與積累，燃料生產部凝練形成了“燃煤摻配工作法”用于指導實際工作。工作法突出摻配過程管理和均勻度的控制，明確了流程間工作關系、崗位責任，形成了一套嚴謹完善的全方位、全過程控制體系。

13)結合特殊煤種特性，燃料生產部制訂了“分倉管理、專儲專用、量點跟蹤、嚴控比例”摻配原則，加強“五專五到位”過程管理，嚴格筒倉全程給煤等措施，以精準的圓筒倉一次摻配向原煤倉供煤，再經原煤倉二次摻配，最大程度地滿足摻配品質要求。

14)為確保輸煤系統防火安全，燃料生產部制訂并嚴格執行“經濟煤種摻配摻燒安全技術措施”“防止輸煤皮帶著火安全措施”等制度，堅持輸煤系統定期清掃、強化巡查質量、增加巡查頻次、上卸煤源頭全程值守、程控24小時不間斷監視、執行水淋濕皮帶規定、做好測溫工作等，確保輸煤系統消防安全。

15)燃料生產部與各部門通力協作協調常規煤種與特殊煤種的接卸秩序，最大限度地提高接卸效率，保證筒倉及煤場存儲量。同時，充分考慮機組負荷、天氣變化、流動性等因素，把握好摻配均勻度。針對不同煤種，優化加倉方式，最大程度地提高摻燒比例。5月份摻配比例為48%，8月份達53.5%，9月份上升到57%。

16)通過不斷探索與創新，特殊煤種摻配手段不斷豐富，實現了4個煤種的精準摻配與加倉，創新了定期校核葉輪出力，使摻配精度有效提升、摻配比例靈活應用，可實現1∶1.2、1.5、……4不同比例的摻配，接卸、輸送、存儲、加倉、上煤、摻配等環節環環相扣，形成了良好的協調合作機制。

3 摻配摻燒對機組安全及小指標的影響

由于摻燒比例大，摻燒對機組的安全和經濟運行帶來了較大影響，主要體現在以下幾個方面：

1)整體熱值同比上升0.31 MJ/kg，主汽壓同比下降0.22 MPa。低熱值煤發熱量低，且低負荷運行時間長時管壁易超溫。為控制管壁超溫，#7爐采取了降主汽溫運行措施，使主汽溫同比下降0.15℃、再熱汽溫上升0.74℃。

2)印尼煤、菲律賓煤、低熱值市場煤等煤種水分偏大、熱值偏低，由于摻燒比例增大，使磨運行時間增加，導致空預器漏風嚴重。此外，排煙溫度同比上升1.91℃，制耗率下降0.01%，風耗率持平。摻燒對排煙溫度、制耗、風耗的影響明顯，整體偏大。

3)飛灰含碳量同比上升0.59%，1月-5月常規煤種可磨性差，#7爐磨工況變差。印尼煤熱值低，帶負荷較困難，需降低動態分離器轉速。6月-7月#73磨檢修，#75磨運行使燃燒推后，但6月-12月常規煤種、高硫煤飛灰偏高，10月-11月摻燒俄羅斯煤后飛灰下降較多。

4)因摻燒比例大，2月、8月、9月綜合供電煤耗較 高（分 別 為328.25 g/kWh、329.36 g/kWh、327.24 g/kWh），主要原因為：（1）部分作為正常煤種摻燒的煤可磨系數低，煤粉顆粒大，難以燃燒完全，飛灰含碳量大；（2）同時摻燒的印尼煤、菲律賓煤水分偏大、整體熱值偏低，帶負荷困難，需長時間五臺磨運行，并需增加一次風量，保證干燥出力；（3）空預器漏風嚴重，一次風機出力不足，導致制耗增加，制耗率上升。

5)10月-12月因摻燒俄羅斯煤，使#6、7爐排渣系統多次堵塞，需人工排渣。

6)2020年1月-4月和7月、10月、11月、12月灰量大，輸灰困難，幾個電場多次跳閘或參數異常造成停運，導致排放超標，此外輸灰系統磨損嚴重，經常漏灰。

7)制粉系統磨輥磨損加劇，縮短了檢修、更換周期，同時漏粉的增加也變相增加了生產成本。

4 摻燒經濟性分析

2020年摻燒特殊煤種，同比入爐煤平均熱值上升0.31 MJ/kg，灰分下降5.4%，揮發分上升2.17%，硫分上升0.07%,見表2。

表2 摻燒經濟性指標1

同比供電煤耗減少1.86 g/kWh，廠用電率上升0.04%，綜合廠用電率上升0.21%。同比發電煤耗減少2.09 g/kWh，煤機發電量為231 416萬kWh。同比減少標煤耗用量4 836.59 t，折合成本減少約344萬元（按全年平均煤價712元/t計算），見表3。

孤島采油廠通過選設“班組輿情疏導員”，加強自我教育法在思想政治工作中的實踐應用，充分激發了干部員工以油為業的使命感、以廠為榮的自豪感、以隊為家的責任感，為孤島采油廠科學和諧發展注入了強大的動力和活力。

表3 摻燒經濟性指標2

2020年耗用印尼煤、菲律賓煤30.44萬t，與市場煤有價差（每月浮動）；高熱值高硫煤14.8萬t，硫分1.26%～1.67%，無價差；俄羅斯煤8.02萬t，有價差（每月浮動）。從煤價上看，比全部采購正常煤種約減少采購成本2 302.5萬元。

因8月#7爐排渣總管堵塞1次，10月-12月摻燒俄羅斯煤，#6、7爐排渣堵塞多次，采取人工排渣，排渣處理費用約13.95萬元。

通過以上分析可看出，2020年因摻燒同比減少生產成本約330.05萬元、采購成本2 302.5萬元，實際效益同比增加2 632.55萬元。

5 下一步建議

1)正常煤種的采購需考慮經濟煤種的摻燒，摻燒低熱值煤時，需提高正常煤種的熱值；摻燒高硫煤時需保證正常煤種的硫分較低；摻燒低熱高灰煤種時，需高熱值、灰分低的正常煤種。此外，在采購經濟煤種時應同步采購正常煤種，以保證摻配摻燒的經濟性和安全性。

2)從采購價差來看，可繼續采購印尼煤、菲律賓煤和俄羅斯煤，但需注意印尼煤、菲律賓煤熱值不能太低，否則影響帶負荷能力，進而影響摻配比例。對俄羅斯煤需調整摻配比例，防止排渣堵塞。建議采購熱值4 000 kcal左右的印尼煤和菲律賓煤，這樣摻燒比例可明顯提高。

3)從采購價差來看，應減少中煤高硫煤的采購（無價差），但考慮到長期合作關系，在正常煤種硫分偏低，且易結焦時考慮采購。

4)根據負荷情況，適當調整低熱值煤的摻燒比例，不排除帶滿負荷情況下，需保證5臺磨入爐煤較高的總熱值，故正常煤種采購時熱值應高一些。

5)對可磨性差、完全燃燒困難、飛灰含碳量大、易產生大渣、灰分多、易堵塞的煤，應適當減少采購，以減少煤耗、輸灰管路磨損、環保指標影響及現場文明衛生。

6)因機組長時間運行，空預器漏風日益嚴重，突出表現為一次風量頂不出來，出力加不上去，易堵磨等，故對入爐煤的可磨性要求提高，采購煤種時需考慮。

7)受煤場容量、場地、橋吊設備等影響，難以實現雙機運行同時接卸摻配三種煤，故摻配摻燒特殊煤種時，應考慮正常煤種的同步性，要提升調運的精細管理，避免因正常煤種不到位影響摻配比例。