入炉煤燃用时间计算软件的应用

周永辉

(华电四川广安发电有限责任公司，四川 广安 638017)

0 引言

华电四川广安发电有限责任公司(以下简称广安发电公司)三期2×600 MW汽轮发电机组采用东方锅炉(集团)股份有限公司制造的亚临界、自然循环、前后墙对冲燃烧方式、一次中间再热、单炉膛、平衡通风、固态排渣、尾部双烟道、全钢构架的∏形汽包炉。配套使用北京电力设备总厂生产的ZGM113G型中速辊式磨煤机。负荷变化大，煤质波动大，对不同类型的燃煤入炉燃烧时间把控不确切，容易发生燃煤掺配方式与机组负荷脱节的现象。本文介绍入炉煤进入炉膛燃烧时间的计算方法。

1 火电机组面临的困难

1.1 机组负荷加减频繁

由于机组负荷受四川电网峰、平、谷段负荷需求影响，600 MW机组负荷在一天之内变动较大。准确预知某一煤种燃用的起始和结束时间，对于燃烧调整、燃烧安全、接带负荷等尤为重要。

1.2 燃煤掺配与负荷容易脱节

配煤过于偏向低负荷稳燃，高峰时段必然影响发电量;配煤过于偏向高负荷，一旦减负荷，锅炉燃烧安全裕度必然降低。

2 广安发电公司入炉煤掺配现状

2.1 积极推进燃煤掺烧工作

锅炉设计燃用烟煤，但根据煤炭市场变化，不得不引进部分贫煤作为补充。烟煤挥发分高，但热值较低;而贫煤挥发分低，热值较高。

针对掺烧贫煤的情况，广安发电公司积极探索入炉煤的掺配、掺烧，已形成一套比较完备的掺配经验。其掺配原则是:低负荷稳燃时，燃用高挥发分的煤，确保锅炉燃烧安全;高峰负荷到来时，燃用高热值的煤，不损失发电量。

2.2 燃煤掺烧的不足之处

按照惯例，上仓掺配方案均按班次下达:夜班、白班上高热值的煤，以便顶高负荷;中班上高挥发分的煤，以便夜间低负荷稳燃。然而受接班煤位及制粉系统运行方式的影响，往往在该接带高负荷时还没烧到高热值的煤，损失发电量;在该接带低负荷时仍燃用低挥发分的煤，燃烧不稳，使稳燃用油增加。

3 入炉煤掺烧的数据模型

3.1 广安发电公司三期原煤仓模型

广安发电公司三期原煤仓采用上部圆柱体与下部圆锥体组合的钢制筒仓。上部圆柱体高为7.670 m，半径为4.478 m;下部圆锥体底面半径为4.478 m，高为11.980 m。原煤仓顶部安装有2台超声波料位计，能比较准确地测量料位。

3.2 广安发电公司三期给煤机形式

制粉系统采用沈阳华电电站装备有限公司的电子称重式给煤机，内部安装有电子皮带秤，能较为准确地反映原煤仓每小时的出仓煤量。

4 软件的运行环境

4.1 软件的数据来源

由于广安发电公司安装有全厂生产数据实时监视(PI)系统，通过安装控件可以实现生产数据实时监视系统的网页浏览，并在画面上显示数据趋势，较容易采集到原煤仓煤位及制粉系统给煤机煤量数据。同时在Excel系统中加入PI宏文件，可从PI系统中直接取数，并利用Excel强大的计算功能进行煤量和时间运算。

4.2 软件数据模型

超声波料位计安装在原煤仓顶部，测量范围为0～10 m，原煤仓圆柱体高度为7.67 m，考虑料位计安装位置，当超声波料位计正好显示为0 m时，实际煤位在圆柱与圆锥结合面以下2.5 m处。也就是说，实际煤位向上2.5 m以上部分按圆柱体计算，2.5 m以下部分按圆锥体折算，即使煤位显示为 0 m，下部仍有煤80.84 m3。

通过以上判断，测量煤位0～2.5 m部分以0.5 m为单位，分段近似按圆柱体计算，以简化计算。预先计算出煤位与体积的对应关系，表内数据用Excel绝对引用功能调用。煤位与容积的对应关系见表1。

表1 煤位与容积的对应关系

其余数据利用if嵌套判断功能，按圆柱体计算公式进行计算，得出测量煤位对应的体积，然后乘以密度得出原煤仓煤量。

5 软件的应用

5.1 软件的计算

在Excel表中，将采集来的原煤仓煤位计算平均值后，根据原煤仓模型计算煤的体积及重量，用该重量除以给煤机给煤量就可得出原煤仓内原煤还能燃用的时间，该时间与系统当前时间相加，就可得出该煤种烧空的绝对时间。

该软件使用简单，只需使用者按一下“F9”功能键就可实现数据的自动采集、计算、显示及刷新。

5.2 软件的应用

当收到电网下达的第2天的负荷曲线时，锅炉燃煤掺配方案随之形成，比如00:00—09:00是最低稳燃负荷，09:00—11:00是满负荷，11:00—24:00是最低稳燃负荷。燃运值班员使用这一软件时，就在软件计算的00:00—09:00时段，按低负荷稳燃配煤方式上仓;在软件计算的09:00—11:00时段，按高热值掺配方案上仓;在软件计算的11:00—24:00时段，按低负荷稳燃配煤方式上仓。

5.3 软件应用中的校正

当然，受超声波料位计测量干扰，煤炭干湿程度及给煤机称重皮带测量误差等影响，计算时间有一定误差。经过长时间运行观察，给煤机煤量、煤炭密度值修正以及多次修改完善，使该软件目前计算时间与实际时间的误差基本控制在15 min以内，达到了预期目标。

通过该软件还可以大致测算入炉煤热值、当前煤质下的机组最大接带负荷能力，为向电网调度中心申请负荷提供依据。

6 结论

(1)该软件以简便的方式精确计算出入炉煤的实际燃用时间段，非常方便地实现了低负荷稳燃的安全和高负荷顶满的不同配煤要求。

(2)实现了高价位优质煤和低价位劣质煤的合理组合，大大降低了燃煤采购成本，实现了全厂利润的最大化。

(3)实现了入炉煤掺配工作从掺配比例的质量控制向燃用时间的精准控制转变。

目前，广安发电公司的燃煤掺烧不仅实现了锅炉零非停，更将掺配煤时间误差控制在15 min之内，实现了安全、经济双丰收。