摘要：煤，约占火力发电成本的70%以上。由于我国电力工业发展与燃料供应不适应，目前火力发电厂，实际供应的煤种与设计煤种不符，造成锅炉燃烧不稳定，效率下降，不能满发，影响供电，而在短期内难以解决。针对这些现实存在的问题，总结某发电厂来煤煤质情况，运用科学计算方法，合理调度当前输煤设备，选择正确运行方式，用煤质的可成性，按电厂锅炉设计煤质的主要指标，进行多种煤混配掺烧，为锅炉安全、稳定运行创造条件，降低发电成本，提高经济效益。
关键词：煤种 煤质 锅炉燃烧 发热量 挥发分 配煤 化验
煤，占火力发电成本的70%，要求热量高、燃烧尽、灰份及灰渣少，能够有效利用热量，是发电企业对煤炭的质量真正要求。
发电锅炉是根据煤种和煤质，进行锅炉本体设计布置和辅助设备选型配套的，因此发电锅炉燃用的煤种和煤质就有一个极限值的问题，如果实际供应的煤种和煤质偏离极限过多，就会影响锅炉安全、经济、稳定运行，带来难以克服的困难。由于我国电力工业发展与燃料供应不适应，实际供应的煤种与设计煤种不符，造成锅炉效率下降，发电煤耗增大，浪费惊人，锅炉燃烧不稳定，不能满发，影响供电。而这些原因绝大部分是由于煤种供应不对路而引起的，而在短期内难以解决，当前惟一的方法就是用煤质的可成性，按电厂锅炉设计煤质的主要指标，挥发份、发热量、灰分、硫份、灰熔融性等指标进行多种煤混配掺烧，为锅炉安全、稳定运行创造条件，这就是掺配煤的目的。
一、电厂输煤设备情况
某电厂总装机容量为155万千瓦，是华北电网中主力电厂之一，发电用煤量是以开滦洗中煤为设计煤种，按原设计煤量为一二期装机75万千瓦，年耗煤量为420万吨，三四期装机80万千瓦，年耗煤量为460万吨，累计耗煤量为880万吨。
为顺利卸、运上述燃煤，输煤安装两套翻卸、储取、运输、配煤系统，分为一二期和三四期两个系统。
以下以一二期系统作概括介绍：
一二期系统供B1—B4炉上煤。机组75万千瓦，以开滦洗中煤为准年耗煤420万吨。B1\B2炉设计耗煤量以开滦洗中煤为准102.5吨/时。(B3/B4炉设计耗煤量以开滦洗中煤为准185.75吨/时)
1、设备 卸煤系统：甲乙翻车机两路系统组成。上煤系统：甲乙两路14条皮带组成，相互之间由挡板进行倒换。配煤系统：两路四条皮带，8个犁煤器和2个配煤小车组成。煤场设备：甲乙两台斗轮机和两条皮带组成分别堆、取。煤质粒度:由甲乙两台环式碎煤机进行破碎、筛分。煤量调节:四台振动式给煤机调节上煤出力，两台斗轮机的出力由人工手动操作进行调节。
2、煤源 来自开滦矿务局，荆各庄、赵各庄、吕家坨、南范各庄、马家沟、林西、唐家庄及山西各统配煤矿等。
3、煤种 原设计为开滦洗中煤，现为原煤，原混、洗中煤等。
4、煤质 粒度35mm以下原混含水8%、洗混含水12%。
5、煤场 4个，#1、#2煤场共储煤9万6千吨，#3、#4煤场共储煤6万吨。
二、 电厂B1-B4锅炉燃料质量设计标准
(表一)
设
计
入
炉
煤
质 |
|
B 1.2 |
B 3.4 |
空气干燥基挥发份
(Vdaf)% |
39.3% |
49.39% |
收到基低位发热量
(Qnet.ar)Mj/kg |
12.75 |
13.08 |
收到基水分
(Mt)% |
8.22 |
8.8 |
空气干燥基灰分
(Aad)% |
50.40 |
45.76 |
空气干燥基硫份
(St.ad)% |
0.78 |
0.5 |
煤灰熔点
(ST)℃ |
>1500 |
>1500 |
|
|
设计煤种 |
开滦 （洗中煤） |
开滦 （洗中煤） |
设计发电标煤耗
(g/kwh) |
326 |
307 |
制粉方式
配用机组额定功率 |
球磨
125（MW）×2 |
中速磨
250（MW）×2 |
三、煤的特性对锅炉燃烧的影响
1、发热量：煤的发热量是煤质一个重要指标，作为动力燃料，发热量越大，经济价值愈大，发热量越低，磨煤和输煤耗电越大，厂用电增加，发电成本增加。发热量比原设计煤种过高，炉膛温度水平上升也高，火焰中心被烧熔的灰粒要向炉膛四周受热面扩散时不能固化，粘附在管壁上， 形成结渣，影响传热导致锅炉效率下降，甚至酿成事故。
2、挥发份：是煤质重要指标，也是判断煤着火性能、燃烧稳定性能的首要指标，挥发份含量越高的煤着火性能越好，燃烧稳定。挥发份低着火推迟，炉膛火焰中心远离喷燃器，相继送入的煤粉一时得不到高温烟气加热，着火缓慢，相应缩短了煤粉燃尽的时间和空间，降低煤粉燃尽，飞灰可燃物增加，降低过多导致炉温下降，中断燃烧酿成灭火，挥发份过高，煤粉未及离开喷燃器上即已着火，灰烧坏喷燃器(打炮)或者炉膛火焰中心逼近喷燃器，火焰中心位置偏斜，水冷壁受热不均，引起管子局部过热胀粗或爆管。
3、水分：燃煤水分增加，因部分热量将消耗在水分的蒸发和过热，使炉膛燃烧温度水平降低，导致燃烧稳定性下降，减少煤粉燃尽程度，水分增加使排烟体积增加，排烟温度提高，排烟热损失增加，锅炉热效率降低，发电煤耗增加。煤中水分多，原煤流散性恶化引起原料斗、给煤机、落煤管内粘结堵塞，当表面水分大于8%会造成给煤系统运行上的麻烦，如给煤机跑煤泥，既费人力又影响现场卫生。
4、硫份：燃料中的硫份虽然是可燃物质，但含硫过高，会引起锅炉空气预热器腐蚀和堵灰，并造成大气污染。
5、灰分：灰分增加，火焰传播速度慢，着火推迟，燃烧稳定性差，机械不完全燃烧热损失增加，灰渣物理热损失增加，对设备磨损增加。
6、灰的融熔特性：对锅炉运行影响很大，固态排渣煤粉炉在燃烧灰熔点比较低的煤时，将产生结渣。液态排渣炉燃烧灰熔点较高的煤时，又不能顺利排渣。
四、某电厂来煤煤种、煤质化验表
(表二)
|
煤种 |
(Qnet.ar)Mj/kg |
Vdaf |
ST |
Mt |
|
范各庄 |
21.47 |
20.89 |
>1500 |
6.0 |
|
赵各庄 |
17.41 |
20.99 |
>1500 |
6.2 |
|
荆各庄 |
16.72 |
20.89 |
>1500 |
8.0 |
|
大辛平朔 |
20.75 |
21.73 |
>1500 |
7.8 |
|
怀仁 （芦子沟） |
18.34 |
25.17 |
>1500 |
5.8 |
|
神头杨涧 |
18.59 |
25.17 |
>1500 |
7.0 |
|
前寨 |
17.27 |
25.17 |
>1500 |
7.6 |
|
金沙滩 |
16.30 |
25.17 |
>1500 |
10.8 |
|
宋家庄 |
19.10 |
25.17 |
>1500 |
5.4 |
|
大新联营 |
19.26 |
25.17 |
>1500 |
5.0 |
|
北周庄 |
19.04 |
25.05 |
>1500 |
8.2 |
|
平望 |
19.27 |
24.05 |
>1500 |
5.4 |
|
代县 |
17.32 |
25.17 |
>1500 |
9.0 |
|
轩岗 |
23.18 |
22.81 |
>1500 |
6.2 |
|
轩岗（黄家堡） |
19.43 |
22.81 |
>1500 |
7.4 |
|
原平 |
17.88 |
22.27 |
>1500 |
5.2 |
|
郭阳镇 |
16.74 |
22.27 |
>1500 |
6.0 |
|
轩岗（石豹沟） |
20.39 |
22.27 |
>1500 |
5.8 |
|
原平（乡镇） |
17.79 |
22.27 |
>1500 |
8.2 |
|
宋家庄（小峪） |
18.33 |
28.28 |
>1500 |
5.4 |
|
圣佛 |
21.36 |
19.04 |
>1500 |
6.0 |
|
霍州（辛置） |
20.65 |
19.04 |
>1500 |
7.6 |
|
布落 |
17.49 |
25.27 |
>1500 |
6.0 |
|
阳方口 |
14.82 |
25.27 |
>1500 |
10.2 |
|
宁武 |
18.76 |
25.27 |
>1500 |
7.0 |
|
可岚 |
18.98 |
25.27 |
>1500 |
6.6 |
|
庄儿上 |
19.26 |
25.27 |
>1500 |
7.0 |
|
太原西 |
18.79 |
20.02 |
>1500 |
87.2 |
|
阳泉曲 |
22.45 |
19.12 |
>1500 |
4.2 |
|
兑镇 |
22.51 |
19.03 |
>1500 |
5.4 |
|
宋家庄（王平） |
18.33 |
25.18 |
>1500 |
7.6 |
|
赵城 |
22.3 |
28.6 |
>1500 |
5.4 |
|
汽车煤 |
17.41 |
20.99 |
>1500 |
8.0 |
五、电厂一二期当前锅炉燃烧要求
掺配的原则：易着火、不结渣，能带满负荷，并使燃料有害因素受到管辖，在此基础追求配煤的成本价，高价、低价。劣质煤配比最大或优质煤配比最小，以完成动力煤的优化配比。当灰软化温度T2超标时，每炉上煤比例不能高于该炉上煤量的八分之一，且必须同时通知有关司炉，注意燃烧情况及时加药，防止结焦超温，一旦司炉通知结焦，要停止该炉上低灰熔点的煤种。
煤质控制方法
(表三)
|
影响生产因素 |
适用生产区间 |
边缘区间 |
|
应用基低位发热值 |
16.72—25.08 |
15.04 |
|
可燃基挥发份 |
≥20% |
≥18% |
|
应用基灰分 |
≤35% |
≤40% |
|
灰熔点温度(T2) |
≥1500 |
≥1450 |
|
可燃硫分 |
≤0.6% |
≤1.0% |
|
煤块粒度mm |
0<Q<25 |
≤30 |
|
全水分 |
≤12%℃ |
≤15% |
六、当前输煤掺配的原则
煤炭实现入炉前的最佳混配，是锅炉安全、经济运行的有利保证，即锅炉燃烧的好坏，可在一定程度上否决输煤运行保质、保量、连续不断的将煤炭送至锅炉原煤仓，这个工作任务完成的质量。做到上道工序为下道工序服务，下道工序就是用户，坚持用户第一的原则。
七、当前输煤掺配工作存在的问题
1、当班来煤，煤质变化不知道，只凭原来所掌握的煤质资料上入煤仓。
2、锅炉燃烧的好坏要等3小时以后知道，各炉深调峰、满发等到开始适才通知。
3、煤质化验的结果等到出了什么事以后才有新的表下来。
4、没有山西省各地区煤矿地图。
5、夜间新到的煤种查问好几处以后，在有人承担责任的情况下才能知道大该数据，具体数据没有。
6、输煤主控制室人员责任心不强，不掌握煤质变化对锅炉燃烧有什么影响。
7、运行各值本值思想严重，要求好煤在本值能烧情况下上、煤质不好的后半班上，造成下一班燃烧质量不好。
8、斗轮机配煤时操作人员技术差，控制不了出力，另外煤场高低不平，没有技术保证，(无回转角度、下降角度指示 )。
9、四台给煤机只有三个位置可以调节，造成输煤控制室值班人员不能按照要求调节出力。
10、煤中杂物多，设备运行不稳 ，造成设备突然停止的事常有发生，失去配煤作用。
11、煤场存煤位置不固定、记录不清，煤场的煤只能作为混煤配上。
12、风、雨、雪造成煤质变化无从查找。
13、原煤仓坨煤严重，正常上煤计划经常被打乱。
14、铁路来煤车，粘煤多时造成不能按计划配煤。
八、电厂输煤正确的掺配煤方法
1、根据煤质化验(表二)，可以看出某厂来煤，在灰分、硫分等影响不太大，煤的特性上得到了控制，对灰融熔性也有了控制，特殊情况下可以加药处理，对水分大的煤种采用不进或存入煤场等方法进行处理，主要掺配的是发热量、挥发分。
2、低位发热量与挥发分对锅炉燃烧影响分析
燃料控制在斜线的上方为稳定区域，要想维持稳定燃烧，必须使低位发热量与挥发分的乘积维持一定的数值，低位发热量与挥发分的乘积越高，燃烧越稳定，但要注意不能造成锅炉管壁上形成结渣和烧坏喷燃器(打炮)爆管等不安全现象。
九、正确的掺配煤需要控制的部位
1、控制发货单位的煤质，加强对发煤单位的检查，避免次煤充当好煤进厂。
2、对入厂煤经化验出结果后卸，并采用正确配煤方式。
3、提供准确的山西各矿图和基本的地址情况，包括各煤销站、销售的煤种。
4、各运行值要以大局为主，克服影响安全运行的一切困难，采取措施正确对待煤质变化。
5、输煤各值及时汇报和监视变化的煤种。
6、加强对输煤主控人员的培训，使大家都能准确掌握来煤煤质对锅炉燃烧的影响，能正确调整运行方式。
7、加大对出事人员的考核力度，对责任心不强者，严肃处理。
8、各煤场煤种的存取位置基本不变。
9、煤场调度人员认真学习，仔细询问，准确掌握来煤种。
10、改进给煤机调解出力，增加各煤量的调节方法(由现三档改为六档)。平整煤场，培训斗轮机司机能准确取出所需出力。
11、#3皮带头部加一个闸板，用电动推杆控制高度，来弥补斗轮机取煤量的大小。
12、斗轮机装大臂回转、上升位置指示器，或改为自动存、取煤。
13、对煤质粘的煤种，先存入煤场一侧，另存干煤到另一侧，先在煤场进行掺配。
14、煤仓只上半仓，能及时调整煤质。9.15、输煤系统采用双路上煤进行配煤。
十、配煤设备及配煤方式
设备：一二期有甲乙斗轮机、甲乙翻车机系统(给煤机)料斗秤皮带。
三四期有甲丙斗轮机、丙丁翻车机系统(给煤机)， 汽运皮带。
运行方式：
1、甲乙翻车机系统与甲乙斗轮机配。
2、甲乙翻车机系统与料斗秤配。
3、甲乙斗轮机与料斗秤皮带配。
4、丙丁翻车机系统与甲丙斗轮机配。
5、丙丁翻车机系统与汽运皮带配。
6、丙斗轮机与汽运皮带配。
7、丙斗轮机与料斗秤皮带配。
8、丙斗轮机与甲斗轮机配。
当前配煤方案(例)：
汽车煤要与山西煤按1：1混配，荆混煤与山西煤按1：1混配，燃烧稳定。
十一、煤，发热量、挥发份对发电厂的影响
1、发热量每下降418KJ/Kj，厂用电率增加0.8%左右。
2、挥发份下降5%，锅炉效率降低0.35%
综上所述可见煤质与煤耗关系很大，因此对入炉煤的煤质监督和混煤掺配工作，必须高度重视加强管理，才能保证发电厂的安全运行。
各种数据来自
1、 电力燃料管理专业知识(上、下)
2、 电力燃料管理基础知识(第一册)
3、 某发电厂燃用煤质资料手册
4、 发电厂管理制度汇编(输煤运行部分)
5、 燃料质量管理(赵忠编著)
6、某发电厂煤质化验表
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掺配煤技术在火力发电厂锅炉燃烧中的应用
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