660MW 機(jī)組燃煤摻配摻燒技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析

牟高富

（貴州省習(xí)水鼎泰能源開發(fā)有限責(zé)任公司）

0 引言

煤炭作為火電企業(yè)的原材料，在火電企業(yè)經(jīng)營中成本比重最大，隨著電煤市場價格的不斷上漲，煤電之間的博弈愈演愈烈［1-3］。如何做好火電企業(yè)燃料管理工作、降低發(fā)電成本、提高市場競爭力，是火電企業(yè)面臨的一個重要課題。

某公司位于貴州省習(xí)水縣境內(nèi)，是渝黔兩省市能源合作的重點項目，規(guī)劃建設(shè)裝機(jī)容量4×660MW 超臨界燃煤發(fā)電機(jī)組，一次規(guī)劃，分期建設(shè)。公司一期工程2×660MW 超臨界機(jī)組，鍋爐為北京巴威公司B＆W B-2090／25.4-M型W 火焰鍋爐；汽輪機(jī)為東汽超臨界、一次中間再熱、單軸、三缸四排汽、凝汽式汽輪機(jī)，型號為N660-24.2／566／566；發(fā)電機(jī)為東電QFSN-660-2-22B型三相同步發(fā)電機(jī)［4-5］。該公司1、2號機(jī)組分別于2015年10月、12月完成168h試運(yùn)后，投入商業(yè)運(yùn)營。

就該公司所處區(qū)域位置而言，近年來，受多種因素影響，電煤供需矛盾突出，煤價長期高位運(yùn)行，給火電企業(yè)的燃料管理者帶來全新的挑戰(zhàn)。由于資源緊缺，采購煤炭和設(shè)計煤相差較大，煤源不足等原因，為了提高機(jī)組安全、穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)效益，配煤摻燒勢在必行。

1 主要實踐

1.1 工作思路

一是做好源頭管控：根據(jù)來煤情況，按熱值、硫份分區(qū)堆放，原則上入爐煤必須等待化驗結(jié)果出來才可進(jìn)行摻配；二是做好內(nèi)轉(zhuǎn)煤的合理調(diào)運(yùn)：目前，廠內(nèi)斗輪機(jī)煤場存煤量有限，根據(jù)存煤情況，及時安排內(nèi)轉(zhuǎn)煤轉(zhuǎn)運(yùn)（配成合格煤轉(zhuǎn)運(yùn)至備用煤場），確保斗輪機(jī)煤場有足夠的接卸空間，能充分實現(xiàn)按區(qū)堆放；三是做好與運(yùn)行一部溝通，根據(jù)次日負(fù)荷曲線和天氣情況，分時段做好摻配計劃，實現(xiàn)精準(zhǔn)摻配；四是建立摻配煤良好運(yùn)行機(jī)制，摻配煤指定專人負(fù)責(zé)，做好內(nèi)轉(zhuǎn)煤轉(zhuǎn)運(yùn)過程的過程管控，及時查看機(jī)組燃燒、帶負(fù)荷情況，有問題及時糾偏。

1.2 制度體系

為更好的開展燃煤摻配摻燒工作，該公司制定了《燃煤摻配摻燒管理辦法》，明確了各部門的職責(zé)，并將摻配任務(wù)入爐煤熱值（3800±200kcal）和摻配量（3×106t）作為公司JYKJ（計劃—預(yù)算—考核—激勵）年度目標(biāo)，進(jìn)一步壓實責(zé)任；同時成立“摻配煤黨員先鋒隊”，充分發(fā)揮先進(jìn)人物、技術(shù)能手的示范引領(lǐng)作用。

1.3 具體措施

1.3.1 強(qiáng)化入廠煤管理

一是強(qiáng)化供應(yīng)商供煤管理，要求所有入廠煤供應(yīng)商必須提前一天預(yù)報供煤熱值、硫份、全水、重量，并將以上參數(shù)納入供應(yīng)商考核條款，提高供煤質(zhì)量，便于堆存摻配；二是充分運(yùn)用信息化技術(shù)方法，建立燃料信息管理群，煤炭調(diào)運(yùn)人員每天按時發(fā)布次日煤炭調(diào)運(yùn)情況，接卸專責(zé)人員根據(jù)來煤預(yù)報，合理制定堆存計劃，原則上按熱值、硫份分區(qū)堆放；三是加強(qiáng)入廠煤驗收管理，入廠煤接卸過程中要求每車均采樣，若發(fā)現(xiàn)入廠煤煤質(zhì)與預(yù)報值偏差較大時，暫停接卸，及時聯(lián)系經(jīng)管部及供應(yīng)商；四是無特殊情況下，入廠煤是第二天出化驗結(jié)果，化驗結(jié)果未出來之前，原則上不用于入爐煤摻配。同時，不同種類的煤進(jìn)廠以后都必須對其進(jìn)行抽樣和化驗，嚴(yán)格把守質(zhì)量關(guān)卡，全面掌握燃煤的各項指標(biāo)，防止個別摻假現(xiàn)象，盡量保證采購入廠的所有煤種都符合摻配摻燒標(biāo)準(zhǔn)；五是化驗人員及時對燃煤進(jìn)行樣品檢驗，把檢驗出來的結(jié)果交給摻配人員，摻配人員再根據(jù)檢驗結(jié)果制定摻配方案并實施合理摻配，同時還要把摻配比例發(fā)給運(yùn)行人員，從而保證運(yùn)行人員有效的進(jìn)行燃燒調(diào)整操作。

1.3.2 摻配煤過程及要求

（1）摻配煤必須指定專人負(fù)責(zé)，摻配人員應(yīng)清楚各煤場煤堆熱值、硫份，及時了解每日進(jìn)煤熱值、硫份，卸煤時按區(qū)堆放便于摻配取煤。

（2）建立“斗輪機(jī)煤場堆料工作群”，每日將接卸計劃發(fā)到群內(nèi)，各斗輪機(jī)司機(jī)根據(jù)接卸計劃按區(qū)堆放，當(dāng)班接卸完畢及時將堆料信息（包括煤炭名稱、接卸時間、堆存區(qū)域）發(fā)到群內(nèi)，便于取煤配煤。

（3）強(qiáng)化與運(yùn)行一部溝通，每日運(yùn)行一部值長將次日機(jī)組負(fù)荷曲線發(fā)到 “入爐煤摻配信息工作群”，摻配人員根據(jù)次日機(jī)組負(fù)荷曲線和廠內(nèi)存煤情況，制定合理的摻配方案，滿足機(jī)組帶負(fù)荷和環(huán)保參數(shù)要求，同時將摻配方案發(fā)到“入爐煤摻配信息工作群”，便于運(yùn)行一部了解摻配信息做相應(yīng)燃燒調(diào)整。

（4）摻配人員發(fā)布配煤摻配方案，要明確各種煤的摻配比例以及取煤位置，便于內(nèi)轉(zhuǎn)煤單位按比例到指定位置取煤，同時要求內(nèi)轉(zhuǎn)煤單位將每日取煤位置發(fā)到“內(nèi)轉(zhuǎn)煤摻配群”，便于核對取煤位置是否準(zhǔn)確。

（5）為確保入爐煤摻配質(zhì)量準(zhǔn)確、均勻，對入爐煤摻配量制定在線表格，實時更新，進(jìn)行分次統(tǒng)計，分班分析。同時為每個煤種制定單獨礦卡，內(nèi)轉(zhuǎn)煤轉(zhuǎn)運(yùn)時根據(jù)實際煤種刷不同的礦卡，一是方便后續(xù)統(tǒng)計工作，二是便于分析實際摻配質(zhì)量和及時調(diào)整。

（6）在雙機(jī)運(yùn)行期間，內(nèi)轉(zhuǎn)煤單位嚴(yán)格按照摻配比例以1000t為一輪進(jìn)行轉(zhuǎn)煤至卸煤溝。每一輪轉(zhuǎn)運(yùn)過程中各種摻配煤重量偏差控制在8%以內(nèi)，在轉(zhuǎn)運(yùn)過程中，每輪摻配嚴(yán)格按相同順序進(jìn)行（一車北方煤A，一車中熱值煤B，一車低熱值煤C），如下圖所示。若某一種煤摻配比例少，則其他煤按等比例倒至各煤倉，摻配順序不變，并交叉倒至卸煤溝各倉位，確保摻配均勻；在單機(jī)運(yùn)行期間，因入爐煤量相對較低，為確保每次上煤煤質(zhì)均勻，每輪摻配煤定為500t，內(nèi)轉(zhuǎn)煤單位嚴(yán)格按照摻配比例以500t為一輪進(jìn)行轉(zhuǎn)煤至卸煤溝。每一輪轉(zhuǎn)運(yùn)過程中各種摻配煤重量偏差控制在6%以內(nèi)，在轉(zhuǎn)運(yùn)過程中，每輪摻配嚴(yán)格按相同順序進(jìn)行（一車北方煤A，一車中熱值煤B，一車低熱值煤C，若某一種煤摻配比例少，則按等比例倒至各煤倉，摻配順序不變）并交叉倒至卸煤溝各倉位，確保摻配均勻。內(nèi)轉(zhuǎn)煤單位若因特殊原因，未完成一輪轉(zhuǎn)煤，應(yīng)及時匯報運(yùn)行二部摻配人員，及時調(diào)整摻配方案。

圖 卸煤溝煤倉摻配順序

（7）摻配人員每天統(tǒng)計內(nèi)轉(zhuǎn)煤單位轉(zhuǎn)煤量是否按照摻配比例進(jìn)行轉(zhuǎn)煤，各種摻配煤轉(zhuǎn)煤量偏差是否在規(guī)定范圍之內(nèi)，否則分析原因；檢查各種摻配煤是否按規(guī)定順序交叉倒煤至卸煤溝各倉位；定期到煤場查看內(nèi)轉(zhuǎn)煤單位是否按指定位置取煤，清楚煤場各煤堆存煤量。

（8）摻配人員每天及時跟蹤摻配煤情況，實時統(tǒng)計摻配數(shù)據(jù)，及時了解入爐煤質(zhì)和脫硫入口二氧化硫情況，根據(jù)機(jī)組帶負(fù)荷情況，及時調(diào)整摻配方案。

（9）摻配過程中要注意各煤種之間比例搭配，因該公司鍋爐為“W”型火焰鍋爐，設(shè)計煤種為無煙煤，根據(jù)試驗經(jīng)驗數(shù)據(jù)，摻配過程中煙煤（揮發(fā)分高）比例不超35%，金沙煤 （硬度高）比例不超30%，經(jīng)濟(jì)煤種比例不超20%。

（10）煤場取煤作業(yè)時，按照“取舊存新”的原則，結(jié)合鍋爐燃燒對煤質(zhì)的要求進(jìn)行取煤并在煤場示意圖上標(biāo)明取煤位置，最大限度減少存煤存放時間，確保入爐煤質(zhì)符合要求，減少熱量損失。

（11）機(jī)組有深度調(diào)峰任務(wù)時，值長應(yīng)第一時間通知運(yùn)行二部，以提前做好上煤安排，防止因煤質(zhì)原因造成燃燒不穩(wěn)增加助燃耗油量；機(jī)組有開機(jī)計劃時，值長應(yīng)在鍋爐點火前5h通知運(yùn)行二部，以及時安排點火用煤；機(jī)組有停機(jī)計劃時，上煤人員嚴(yán)格按照值長指令上煤，盡量保證啟動用煤煤倉燒空，為下次機(jī)組啟動做好準(zhǔn)備。

2 取得成效

2.1 經(jīng)濟(jì)效益顯著

以2023年與2022年上半年進(jìn)行對比。該公司2023年1～6月份入爐煤均值為3860kcal；總發(fā)電量為2.912×109kW·h；總耗煤量為156.28萬t。根據(jù)當(dāng)前熱值每發(fā)1×108kW·h電量耗煤量為：156.28／29.12＝5.37×104t／（kW·h） （1×104t煤可發(fā)電1.86×107kW·h）。2022年1～6月份入爐煤均值為4182kcal；總發(fā)電量為1.987×109kW·h，總耗煤量為9.886×105t，根據(jù)當(dāng)前熱值每發(fā)1×108kW·h電量耗煤量為：98.86／19.87＝4.97×104t／（1×108kW·h）（1萬噸煤可發(fā)電2×107kW·h）。

折算為同期發(fā)電量（2.912×109kW·h）不同熱值節(jié)約成本（按2023年煤炭長協(xié)價格計算）計算如下：

2023年1～6月份平均熱值3860kcal成本為：156.28×463.2＝72388.9萬元；

2022年1～6月份平均熱值4182kcal成本為：29.12×4.97×543.6＝78673.27萬元；

摻配煤節(jié)約成本為：78673.27－72388.9＝6284.3萬元。

2.2 安全、環(huán)保風(fēng)險降低

該公司自實行精準(zhǔn)摻配摻燒技術(shù)以來，2023年1～9月份均未出現(xiàn)因摻配煤原因引起的機(jī)組限負(fù)荷事件、未發(fā)生因摻配煤引起的環(huán)保參數(shù)（二氧化硫、氮氧化物）超排事件、未發(fā)生過因摻配煤原因引起的鍋爐燃燒不安全事件。

3 結(jié)束語

燃煤的摻配摻燒是一項長期不懈、不斷摸索和經(jīng)驗積累的系統(tǒng)性工作，該公司摻配煤方案是基于廠內(nèi)現(xiàn)有設(shè)備設(shè)施，無新增額外投資，重在加強(qiáng)過程管控，利用QQ、微信、在線表格等信息工具實現(xiàn)信息共享，使得燃煤的摻、卸、燒、上全過程做到網(wǎng)上有案可查、實時跟蹤。此方案實施后該公司入爐煤熱值得到有效控制，燃料成本明顯降低，經(jīng)濟(jì)性可觀，可對依靠汽車轉(zhuǎn)運(yùn)摻配煤的電廠給予參考、借鑒。