基于煤质工程分析法优化配煤方案的研究

何金珠

1 太原理工大学研究生院矿业工程学院；2 神华销售集团西北能源贸易有限公司

一、简析煤质特性和煤质指标

1.煤质特性及对电厂工作的影响

煤是人们生产生活的主要能源之一，是经历了亿万年的演变而形成的不可再生资源。煤的主要成分有氢（H）、氧（O）、碳（C）、氮（N）、硫（S）、磷（P）等。碳是煤中的主要有机物质和可燃物，煤的发热量与碳的含量是成正比的，煤的变质程度加深煤中的碳含量也随之加深。相反，煤中的氧、氢含量是随煤变质程度的加深而减少的。煤质的特性不仅影响锅炉的工作状况，还对整个电厂工作过程的产生众多影响。煤质特性对电厂工作的影响大致有以下几个方面：一、挥发分的高低影响到炉膛的燃烧状况和出口温度，同时也影响送粉的温度和方式。二、煤中可燃物的燃烧状况受煤灰的影响，炉膛出口温度和排烟温度都是以灰的软化温度为基准，它是除煤水分、可磨性系数之外确定磨煤机的负荷的重要系数之一。三、硫分也对电厂工作有一定的影响，煤中含硫量过高时，电除尘能力会相应降低，加大了脱硫工作的投资，也增加了脱硫设备的维护费用。

2.动力配煤技术的煤质指标

动力配煤的程序一般比较简单，就是将多种不同性质的动力用煤按一定的比例进行均匀混合。动力配煤技术的煤质指标层次有：第一层指标基本上具有线性加和性，配煤前，对单煤进行采样、化验，得到各项指标值，在通过对各项指标值计量分析，完成动力配煤的工艺。第二层次指标为非加和性指标，如灰熔融温度、可磨性HGI(哈氏可磨性)、粒度组成等，所以要通过具体试验来预测配煤的指标值。

在实际操作中，要根据煤质的不同、锅炉的燃烧、电厂的运行、以及不同类型的锅炉和电厂对煤质的不同技术要求来确定动力配煤的指标，完成动力配煤方案的优化设计。方案的选择关乎配煤技术的高低和电厂工作的正常运行，为了更好的达到配煤的目的，要根据燃煤设备和电厂具体技术状况,确定动力配煤技术的指标，选择适宜的配煤方案来完成配煤工作。

二、煤质工程分析系统

1.煤质工程分析系统的关系图

煤质工程分析系统是一个庞大而复杂的网络系统，包含了对煤质的分析设计、生产安全、经济效益、设备使用等诸多方面的问题。煤质参数的变化影响着火力发电厂的整体运行状况，对电厂设备的工作效率和维护费用都有一定的影响。煤质工程分析系统的逻辑图具体如图（1-1）所示。

2.煤质工程分析系统的建立

根据火电厂电力生产的整体过程把煤质工程分析系统划分为：输煤、制粉、燃烧、除灰等几个子系统。综合各子系统的最优结果，使其有机结合，才能使整个系统达到最佳的运行状态。煤质工程分析系统一般由数据输入输出、计算和输出、经济分析等独立性小模块组成。

在生产时间中根据用户的不同需求对这些模块进行组合、评估、计算分析。煤质工程分析系统的作用主要表现在对同一机组使用不同煤种时所产生的不同发电成本进行评估，同时，对调峰时机组的经济效益、系统的运行和日常维修进行计算和评估。

3.基于煤质工程分析的优化配煤系统开发与应用

考虑了煤质特性对锅炉燃烧过程和电厂生产运行的影响，依据煤质工程分析来进行配煤优化是值得进一步探索、实行的。配煤的目标实现燃料的最低成本，基于煤质工程分析优化得到的配煤，是通过对当前设备运行状态进行的优化，以实现降低燃料成本和电厂总费用的目的。煤质工程分析系统是从小环节入手，旨在从整体上研究整个电厂的运行状况的工作程序，所以要求熟悉操作中的各个环节，熟悉各个环节中的设备运行情况，对煤质及煤质变化进行综合评估。为了达到最优的配煤效果，煤质工程分析系统会依据煤质的变化制定出科学的控制方案，对输煤系统、制粉系统、除灰系统、燃烧系统等的运行维护费用和发电成本进行计算，减少了磨煤机的工作量，提高了输煤设备的工作效率。

图1-1 煤质工程分析系统的逻辑图

三、结论

煤是人们日常生产、生活中必不可少的非可再生能源，随着工业的发展，一度出现供应紧张的局面，为了提高能源的利用率、减少投资、提高经济效益，不少火电厂开始使用混配煤。配煤是一项要求严格、意义重大的项目，基于煤质工程分析法优化配煤的方案尚处于初步发展阶段，还需业内专业技术人员对其改革创新，以便在实际运用中发挥出它最大的优势，实现最佳的经济效益。

[1]陈有根.优化动力配煤是符合中国燃煤特点的纯净煤技术[J].洁净煤技术，1997.01

[2]陈怀珍，陈问敏.动力配煤综合效益评述[J].煤炭加工与综合利用，1999.04

[3]梁景坤.基于煤质工程分析的动力配煤优化研究[D].华北电力大学，2004.01