云冈热电配煤掺烧经济性研究

邓香艳，赵艳飞

（山西大唐国际云冈热电有限责任公司，山西 大同 037039）

云冈热电配煤掺烧经济性研究

邓香艳，赵艳飞

（山西大唐国际云冈热电有限责任公司，山西 大同 037039）

随着燃煤价格的不断上扬，发电企业经营压力空前增加。为了减缓生产、经营压力，降低单位燃料成本，需要在保证安全生产的前提下，寻找替代煤源、掺烧低热值煤种，本文重点是对云冈热电配煤掺烧经济性进行研究，通过对煤质特性分析及比质比价分析，公司通过在生产中不断摸索，初步确定了掺烧方案，提高了企业的经济效益。

配煤；掺烧；经济性研究

云冈热电二期2×300MW机组于2009年2月份投产，选用的为武汉锅炉股份有限责任公司生产的为WGZ1100/17.5－1型锅炉，制粉系统为ZGM95QC型中速磨煤机，正压直吹制粉系统，锅炉设计煤种为热值为4 600 kcal/kg千克的烟煤。［1］［2］近几年随着燃煤价格的不断上扬，燃料成本已经占发电成本的77%，发电企业经营压力空前增加。为了减缓生产、经营压力，降低单位燃料成本，云冈热电公司积极谋划，寻找替代煤源、掺烧低热值煤种，在保证安全生产的前提下，在燃用的主流煤种中掺烧一定比例的褐煤或高硫煤，通过安全性分析及比质比价分析，初步确定了掺烧方案，提高了企业的经济效益。

1 国内外配煤方法［3］

1.1 国外配煤方法

国外配煤一般采用仓混式、带混式或采用炉内直接混合等形式，并且已经发展到依靠配煤理论、运用计算机指导煤场和电厂的动力配煤。计算机优化配煤运行是一种应付当今火电厂燃煤频繁变更，控制入炉煤质的重要手段，可以有效地控制入炉煤质，保证锅炉的稳定运行，减轻锅炉受热面结渣、积灰、腐蚀和磨损。

例如：美国Praxic公司于20世纪90年代中期开发的电厂优化配煤专家系统（CBAS）已经用于美国和加拿大的部分电厂，［3］［4］根据Praxic公司的最新统计分析显示：美国Pennsylvania电厂在使用了CBAS系统后，一改往日只使用固定煤种的情况，采用多煤种的配煤掺烧，仅此一项每年可节约达2 000 000美元。肯塔基州电厂在使用了CBAS系统后，通过配煤燃烧，增加了廉价煤的使用量，降低了发电成本，同时降低SO2和NOx的排放，全年总计节约1 000 000 美元。

1.2 国内配煤途径

我国按锅炉台数或容量统计，实际燃煤与设计煤种不符的占60%以上，许多燃煤锅炉主动或被动地燃用混煤。由此引起许多锅炉燃烧方面的问题，甚至出现由于混煤不当而造成的燃烧不稳、结渣停炉等现象，严重影响电厂的安全与经济性。根据我国的国情，要从根本上解决煤质变差的问题，燃用设计煤种不可能，而采用不同煤种掺烧是解决锅炉煤质适应性的一个有效的办法。

2 云冈热电公司煤种特性参数对比及配煤掺烧可能带来的危害

公司目前主要掺烧为褐煤，从主流煤种及掺烧煤种对比表可以看出掺烧褐煤可能带来的危害。［4］

（1）水分大，是主流煤种的6倍左右。导致引燃和着火较困难，且延长燃烧过程，降低燃烧室温度，增加不完全燃烧损失和排烟热损失；同时还会增加引风机的耗电量，影响制粉系统的煤粉细度，降低磨煤机出力，增加制粉电耗，使磨煤机出口温度降低，甚至堵塞制粉管道，使煤粉仓、给粉机下粉不均匀，造成燃烧失常。

（2）发热量低，发热量低于设计煤种热值37%；低于主流煤种27.5%。易导致炉内温度水平下降，不利于煤的着火与燃尽，导致机械不完全燃烧及排烟热损失增加，锅炉效率下降；有时会出现燃烧不稳、灭火等现象，需要投助燃油，增加燃料成本。

（3）硫份较大。较张家沟主流煤种硫份高1.33倍，为了使烟气达标排放，烟气脱硫装置运行费用增加，且易引起锅炉高、低温受热面的腐蚀、堵灰。特别是高、低温段空气预热器的使用寿命大大缩短，同时，含硫量增高，促使灰熔温度降低，导致锅炉结渣或加重结渣。

（4）挥发份高。燃用挥发分Vdaf＞25%，很容量发生制粉系统自燃和爆炸事故。

3 掺烧褐煤存在的问题及掺烧过程中面对问题的应对措施

（1）褐煤的水分含量较高，不可避免的会降低磨煤机的干燥出力，随着褐煤比例的增加，混煤水分呈线性提高的趋势，磨煤机的干燥出力则逐渐下降，造成磨制褐煤的磨煤机出力受限。这样锅炉给煤量会受限，机组带负荷能力受限。因此为防止煤粉管堵塞，加之还须保证煤粉气流的最低着火温度，规定了磨出口温度不低于57 ℃。

（2）针对褐煤的发热量偏低，掺烧褐煤会致使机组带负荷和变负荷能力下降。理论计算锅炉带满负荷需要输入的总热量为2 984.01 GJ/h，如果按每小时单台炉消耗185 t燃煤计算，则须保证掺配后混煤的发热量16.13 GJ/t（3 857 kcal/kg）。

（3）因褐煤的灰熔点低（一般在1 200 ℃左右），较我厂二期锅炉的炉膛温度1 300 ℃以上要低。因此，掺入褐煤后必会导致炉内结焦加剧，针对掺烧褐煤容易结焦的特性，具体预控措施如下：①运行中要适当增加吹灰次数；②根据燃煤灰熔点的高低及时调整混配比例；③加强燃烧调整，在满足环保要求的前提下，适当提高炉膛出口氧量到3.5%～5%，并加强一、二次风配比，适当增加一次风速推迟着火点，尽量利用下层燃烧器，开大上层二次风，关小下层二次风，使火焰中心适当降低，以免炉内温度场偏斜造成结焦；④严格限制锅炉超负荷运行，在混烧褐煤时锅炉蒸发量不超过1 045 t/h；⑤加强运行监视，每班应对炉膛进行两次防焦检查，喷燃器、干渣机上部看火孔、渣井为检查重点，并及时清除燃烧器结焦。

（4）由于芒莱褐煤矿化程度浅，部分煤质还存在明显的木腐质纤维，这对煤的可磨性有很大的影响，会造成磨煤机的振动增大及磨煤机的磨制出力下降。应对方案是放大煤粉细度，提高出力，但这样做又会加剧不完全燃烧损失，使得飞灰和大渣含碳量增加，需经长期摸索和进一步调整来进行缓减。

4 燃煤掺烧混配比质比价分析［3］［5］

由于配煤条件的限制，公司一般用二种主流煤与褐煤或高硫煤进行掺烧。计划采购燃煤产地分别为：张家沟（Z），安太堡（A），串草（C），芒莱（M），因各种燃煤都达不到设计煤种要求，根据目前锅炉燃烧、带负荷要求及脱硫系统需要，掺配后的水分应控制在17%之内，硫分应控制在1%之内，满负荷时低位发热量高于3857 kcal/kg。以张家沟（Z），串草（C）及芒莱褐煤（M）为例，求其混配比。

5 结束语

在掺烧过程中，在高负荷时，可通过串草圪旦煤与安太堡高硫煤掺烧，在低峰负荷时可通过串草圪旦煤与褐煤进行掺烧，张家沟煤可作为主流煤补充。

1 云冈热电300MW汽轮发电机组集控主机运行规程［S］

2 云冈热电扩建工程可行性研究报告［S］

3 李 青、公维平.火力发电厂节能和指标管理技术［M］.北京：中国电力出版社，2006：274～275

4 白 岩、林诒青.330MW锅炉褐煤掺配掺烧的情况分析［J］.赤子，2009（12）

5 李 青、张兴营、徐光照等.火力发电厂生产指标管理手册［M］.北京：中国电力出版社，2007.3

The Yungang Thermoelectricity Coal Blending Mixes Burns the Efficient Research

Deng Xiangyan，Zhao Yanfei

Along with coal－burning price’s unceasing rising, the electricity generation enterprise manages the pressure to increase unprecedentedly. In order to slow down the production, the management pressure, falls the low unit fuel cost, needs under the guarantee safety in production premise, to seek for the substitution source of coal, to mix burns the low heat value coal to plant, this article key point is mixes to the Yungang thermoelectricity coal blending burns the efficiency to conduct the research, through to the anthrax characteristic analysis and compared to the nature price ratio analysis, the company through tried to find out unceasingly in the production, had determined initially mixes burns the plan, raised enterprise’s economic efficiency.

coal blending; mixes the fever; efficient research

TM621

A

1000－8136（2011）03－0137－02