煤泥晾晒对入厂煤与入炉煤热值差的影响

赵维愚，周 彤

（1.国网吉林省电力有限公司电力科学研究院，长春 130021；2.中电投二道江发电公司，吉林 通化 134003）

随着煤炭加工行业的快速发展，煤泥的产量明显上升，很多发电企业已经逐步开始实施煤泥掺烧，解决煤源紧张及燃料成本过高问题。入厂煤与入炉煤热值差是电厂经济性评价的重要指标，也是衡量电厂燃料管理水平高低的重要指标。以下通过实验，对煤泥晾晒后煤质及煤价发生的变化及对入厂煤与入炉煤热值差的影响进行分析，找出在煤泥掺烧过程中入厂煤与入炉煤热值差缩小的原因。

1 煤泥性质

随着煤炭开采技术和加工技术的提高，煤炭种类划分也越来越细。原煤从主井提升上来，进入洗煤厂，选出来成块状的，叫做块煤，也被称为精煤；还有当中成颗粒状的煤渣、小煤块，就叫做中煤；最后沉到水底的煤灰、煤屑被称为煤泥。煤泥中含有较多的黏土类矿物质，加之水分含量较高，粒度较小，所以大多数煤泥黏性大，有的还具有一定的流动性。由于这些特性，导致了煤泥在锅炉掺烧混配时容易发生堵煤、棚煤，给锅炉的运行带来诸多不稳定因素，这成为煤泥掺烧过程中一个较为棘手的问题。为解决此问题，将煤泥放置在空地中进行摊放、晾晒，达到一定的干燥状态时入炉燃烧，既解决了现场煤仓粉仓堵煤及棚煤现象，又可以通过煤泥晾晒提升热值，减少优质煤的采购，从而节约燃料成本。

煤泥晾晒后水分、质量、发热量发生变化，对煤泥的质价及火力发电厂燃煤热值差产生一定的影响，因此针对此问题开展相关试验研究。煤泥一般按灰分及热值的高低可分成3类：低灰煤泥干基灰分为20%～32%，低位热值为12.50～20.00 MJ/kg；中灰煤泥干基灰分为30%～55%，低位热值为8.40～12.50 MJ/kg；高灰煤泥干基灰分高于55%，低位热值为3.50～6.30 MJ/kg。目前在通化地区最常采购到的都是中灰煤泥，因此整个试验过程也以中灰煤泥作为主要研究对象。

2 试验分析

对不同干基灰分的5 批次煤泥在试验室进行4～6天晾晒，分别对晾晒前后的煤泥进行全水分、发热量的测定及成本核算。

a.样品1：质量51.736kg（批煤干基灰分为35.53%），试验结果及分析见表1。

通过表1分析结果可知：51.736kg煤泥晾晒4天后低位发热量可上升4.88 MJ/kg，由于水分损失，质量损耗达13.936kg，质量损失率26.94%。按照该区域煤炭价格，晾晒后可节约成本26.98元/t，但最经济的是晾晒至第3天全水分为8.0%，可节约燃煤成本28.60元/t。

b.样品2：质量52.150kg（批煤干基灰分为39.80%），试验结果及分析见表2。

通过表2分析结果可知：52.150kg煤泥晾晒5天后低位发热量可上升4.96 MJ/kg，由于水分损失，质量损耗达11.529kg，质量损失率22.11%。按照该区域煤炭价格，晾晒后可节约成本68.19元/t，但最经济的是晾晒至第3天全水分为5.2%，可节约成本98.26元/t。

c.样品3：质量54.650kg（批煤干基灰分为43.13%），试验结果及分析见表3。

表1 样品1试验结果及分析

表2 样品2试验结果及分析

表3 样品3试验结果及分析

通过表3分析结果可知：54.650kg煤泥晾晒5天后低位发热量可上升4.55 MJ/kg，由于水分损失，质量损耗达11.723kg，质量损失率21.45%。按照该区域煤炭价格，晾晒后可节约成本77.85元/t，但最经济的是晾晒至第4天全水分为3.4%，可节约吨煤成本89.17元/t。

d.样品4：质量53.950kg（批煤干基灰分为46.73%），试验结果及分析见表4。

通过表4分析结果可知：53.950kg煤泥晾晒6天后低位发热量可上升2.30 MJ/kg（该煤泥有结冻现象，晾晒困难），由于水分损失，质量损耗达9.150 kg，质量损失率16.96%。按照该区域煤炭价格，晾晒后可节约成本43.58元/t。

e.样品5：质量59.860kg（批煤干基灰分为54.45%），试验结果及分析见表5。

通过表5分析结果可知：59.860kg煤泥晾晒5天后低位发热量可上升2.74 MJ/kg，由于水分损失，质量损耗达10.160kg，质量损失率16.97%。按照该区域煤炭价格，晾晒后可节约成本63.07元/t。

3 工业试验结果及分析

工业试验在选在空地上进行，前期对样品1和样品2按300mm 和500mm 高度进行铺堆，目的是分析煤堆高度对晾晒结果的影响程度，后期对不同品种的煤泥进行自然晾晒。晾晒时间根据天气状况而定，最终晾晒至煤泥全水分达到可以进行工业掺烧的条件，一般该值为10%～13%。晾晒过程中每天进行翻堆和称重，并取样分析。工业试验结果及成本分析如下。

煤泥样品1：煤泥堆高度300 mm，批煤干基灰分为40.34%，结果及分析见表6；煤泥堆高度为500mm，批煤干基灰分为40.71%，试验结果及分析见表7。

煤泥样品2：煤泥堆高度为300 mm，批煤干基灰分为35.11%，试验结果见及分析表8；煤泥堆高度为500mm，批煤干基灰分为34.16%，试验结果及分析见表9。

煤泥样品3：煤泥堆高度300 mm，批煤干基灰分为45.83%，天气较好，试验结果及分析见表10。

表4 样品4试验结果及分析

表5 样品5试验结果及分析

表6 样品1煤泥堆高300mm 时试验结果及分析

表7 样品1煤泥堆高500mm 时试验结果及分析

表8 样品2煤泥堆高300mm 时试验结果及分析

表9 样品2煤泥堆高500mm 时试验结果及分析

煤泥样品4：煤泥堆高度300 mm，批煤干基灰分为33.08%，雨天较多，试验结果及分析见表11。

样品1、样品2的试验结果表明，煤层堆积厚度对晾晒结果有一定的影响。同一品种的煤泥在不同的晾晒高度下水分变化不一样。如果在场地条件允许的情况下，应尽可能摊平煤泥，使煤泥充分与空气接触，缩短煤泥晾晒时间。从节约成本结果来看，煤泥不需要晾晒时间过长，只要全水分值达到11%～13%左右就可达到晾晒时间最短、节约成本最高的情况。

表10 样品3煤泥堆高300mm 时试验结果及分析

表11 样品4煤泥堆高300mm 时试验结果及分析

样品3的试验结果是在天气较好情况下做出来的，因此时间较短，晾晒效果也非常明显。

样品4 试验结果是在天气较差情况下做出来的，期间多雨天，因此晾晒效果不明显。

4 结论及建议

a.煤泥晾晒的程度与其干基灰分品质有关。干基灰分为35%～45%左右的煤泥，经过5天左右的晾晒，虽然质量有所损失，但热值可提升4.20 MJ/kg以上；干基灰分为43%～55%左右的煤泥，经过5天左右的晾晒，热值可提升2.30 MJ/kg以上。

b.水分越大、干基灰分相对较小的煤泥越易晾晒，晾晒后热值提升可以提高煤泥的经济性，但经济性的大小与煤炭价格的阶梯性制定原则有关。

c.煤泥晾晒后热值的提升，影响了燃煤电厂入厂煤与入炉煤热值差。以某燃煤电厂为例，全年采购煤量为15×105t，采购煤泥3×105t进行晾晒（按小型试验最低提升热值2.30 MJ/kg计算），可使入炉煤热值上升0.50MJ/kg，在不做水分差调整的情况下，入厂煤与入炉煤热值差缩小，并可以成为负值。

d.实验室试验与现场工业试验结果还有一定差别，现场工业试验，受天气情况的影响比较大，因此煤泥晾晒结果应以全水分值在10%～13%为宜，此时再对煤泥进行掺烧经济效益最好。