浅谈火力发电厂燃煤配煤掺烧技术

（郑州市热力总公司，河南 郑州 450000）

浅谈火力发电厂燃煤配煤掺烧技术

郭娟

（郑州市热力总公司，河南 郑州 450000）

以低挥发份劣质煤、高硫煤为例，针对困扰火力发电厂煤源杂、煤种多、煤质稳定性差、偏离设计值问题，从加强入炉煤管控入手，探讨燃煤配煤掺烧技术，以改善锅炉入炉煤质，优化运行燃烧调整，确保安全、经济运行，力保各项环保指标达标。通过燃煤配煤掺烧，取得良好效果。

发电厂；挥发份；劣质煤；高硫煤；配煤掺烧

1 概况

受近年来国际能源价格攀升、煤炭价格市场化等各方因素影响，全国各省份电煤匮乏，各电厂都在多措并举确保电煤采购量，力保机组长周期安全运行。如某2×200MW供热机组电厂，2015年累计消耗电煤约126万吨。该年该厂煤炭供货商达到20多家，进厂煤种达16种，散户煤占25%，且主要煤质指标参数偏离设计值的入厂煤达到总量的74%。由于购煤渠道多、煤源杂、煤种多、煤质稳定性差，特别是挥发份低、硫份高的各煤质，不仅加剧锅炉燃烧调整困难，而且极易导致无法满足节能减排的环保要求。针对困扰火力发电厂煤源杂、煤种多、煤质稳定性差、偏离设计值问题，各厂都在探索燃煤配煤掺烧技术，以优化、稳定锅炉入炉煤质，确保锅炉燃烧调整稳定性及运行安全，力保达标排放。

某2×200MW供热机组电厂，两台机组分别于2008年3月、6月投产。东方锅炉厂生产的DG670/13.7-20型锅炉，每台锅炉配两套双进双出中速直吹式制粉系统。锅炉设计煤质为河南平煤，校核煤种低位发热量23.49MJ/kg，挥发份37.33%，硫份0.75%，灰份19.75%。按每年21亿千瓦时发电量和15.88MJ/kg的入炉煤平均低位发热量计算，年耗煤量约125万吨。为了降低和控制燃料采购成本，积极消化长期积压劣质煤，面对挥发份低、硫份高的各种煤质，从2009年开始探索燃煤配煤掺烧技术，针对如硫份高等具有独特煤质特性而又不能单独直接燃烧的煤质进行了配煤掺烧实践，在稳定燃烧、消化高硫煤、保证达标排放等方面下功夫，取得了良好效果，2015年全年成功掺烧挥发份低的劣质煤65万吨，掺烧比例达到51.90%；掺烧高硫煤11万吨，掺烧比例达到9.3%。本文结合该厂实例，重点探讨低挥发份、高硫份的燃煤配煤掺烧技术。

2 煤场划区分堆摆放入厂煤，创造燃煤配煤掺烧条件

将煤场进行区域划分，根据入厂煤煤质特点和数量大小，将来煤按照发热量、挥发份、硫份的不同含量，分堆摆放，事故煤斗附近存优质煤，作为斗轮堆取料机故障时紧急备用。煤场划区分堆摆放优化调整，煤场堆放过程和存煤信息一目了然，并且根据季节和来煤信息等对存煤和煤质进行动态管理，实现了标准化的堆取煤操作功能，减少了人为错误，解决了无序堆放和盲目存取的混乱局面，为下一步的燃煤配煤掺烧，分仓上煤打下坚实基础。

3 建立高效的入炉煤配煤掺烧管理机构，落实配煤掺烧

为确保机组稳定、经济运行，落实配煤掺烧是关键，电厂各部门需要精诚团结，统一指挥，协同作战，建立高效的配煤掺烧管理机构：配煤掺烧责任部门发电运行部，指定专人负责燃煤配煤掺烧工作。每日根据煤场储煤情况和来煤情况，针对机组的设备状况，对配煤指标进行控制并提出每天的配煤计划，由当值值长负责监督落实，以合适比例掺混后，再分仓上煤。燃料质检部负责协助发电运行部对入厂煤堆放管理，且必须对入厂煤质、数量有效检验，确保入厂煤质的真实性。同时入炉煤的煤样也加强了人工定期取样，确保入炉煤各项指标可控在控。实践表明，通过建立有效的入炉煤配煤管理机构，为降低发电成本，拓宽煤源，最大限度掺烧劣质煤、消化高硫煤，为缓解电煤供应的严峻局面，提高锅炉的燃烧安全性和经济运行提供了有力的保证。

4 低挥发份煤的配煤掺烧

4.1 2015年该厂入厂低挥发份劣质煤情况

该厂2015年入厂煤结构中，挥发份低的劣质煤为10万吨，占全年耗煤量的比例达7.90%。该煤加权平均热值19.58MJ/Kg，热值相对较高。硫份0.56%，全水8.02%，相对适宜，但是挥发份最高仅11.78%，最低达9.40%，加权平均值仅10.43%，挥发份太低，不及校核煤种挥发份的一半。该煤种外部特征而言，属纯面煤，无任何颗粒，且较为干燥。这样带来的后果就是易粘仓堵仓断煤。同时因煤干且较轻，易污染环境，自然损耗较大。

4.2 低挥发份劣质煤的配煤掺烧方案

根据近年来掺烧低挥发份劣质煤的经验，其关键就是“三防”：防锅炉灭火；防粘仓断煤；防自然损耗。（1）对于纯面煤，非常易粘仓，所以最好上煤到带有防堵装置的原煤仓，上煤方式应遵循一台炉只上一个仓，确保在较高负荷、稳定负荷运行期间上煤掺烧。（2）挥发份太低，不易着火，不能上到下层，否则极易造成着火不好，锅炉灭火（尤其是冬季气温较低的时候）。（3）挥发份太低，着火点靠后，同时热值又高，若对应喷口太靠上，势必造成锅炉金属受热面壁温超限且飞灰含碳量较高。综上述，低挥发份劣质煤上在B、C层（共四层喷口）更为安全经济。在煤场进行“分堆摆放”后，上在B、C层喷口对应的原煤仓，然后根据负荷情况、锅炉燃烧情况等综合因素控制给煤机下煤量，来控制优、劣质煤的掺烧必例，实现动态跟踪，最终达到安全、经济共赢。

4.3 低挥发份劣质煤的配煤掺烧调整注意事项

（1）尽量提高磨煤机出口温度，提高煤粉的着火热。可采用开一次风热风再循环、减少密封风量等方法来实现，磨煤机出口温度控制在100℃左右。（2）尽量多投喷口，保持较低的一次风速，使煤粉充分预热，提前燃烧。（3）维持相对较低的炉膛负压，增加煤粉的燃烧时间，使其尽可能燃尽。（4）低挥发份煤的掺烧，要放在较高负荷、稳定负荷运行。高负荷时炉膛烟温较高，有利于煤粉的燃烧，稳定负荷，减少外因的影响，保证机组稳定经济运行。（5）堆放在煤场的低挥发份煤多为面煤，不可用喷淋装置喷水防自然损耗，否则遇水后成煤泥块，造成粘仓堵煤。

5 高硫煤的配煤掺烧

5.1 2015年该厂入厂高硫煤总体情况

2015年全年高硫煤来煤加权平均热值为16.83 MJ/kg，挥发份20.72%，硫份4.56%，全水7.69%。由于该厂脱硫系统设计为两炉一塔湿式脱硫法，设计脱硫能力为入炉煤硫份不大于0.75%。所以高硫煤掺烧前提是保证脱硫达标排放。

5.2 高硫煤的配煤掺烧方案

根据近年来掺烧高硫煤的经验，我们总结出行之有效的高硫煤掺烧方案——二次掺混法：第一步将低硫煤和高硫煤按约3:1的比例进行掺混，控制掺混后煤的硫份大约在1.3%。然后等量的上煤至#1、2炉的一个原煤仓，为了确保调整过程中对燃烧稳定影响小，必须上煤至上层喷口对应的原煤仓；第二步，通过控制给煤机给煤量的方法控制入炉煤硫份，确保脱硫率合格。经过不断努力，方案不断优化，该厂高硫煤的配煤掺烧工作成效显著，目前高硫煤的消耗可达0.05万吨/天，并且通过了机组满负荷工况的检验。

5.3 高硫煤的配煤掺烧后，脱硫调整注意事项

（1）该厂脱硫系统设计为两炉一塔，合理控制高硫煤掺混量，保证#1、2炉入口硫含量适当，且控制两炉偏差小于300mg/NM3，有利于保证#1、2炉脱硫同时合格。（2）关注电除尘运行情况，烟尘含量大，造成浆液含尘量大，易生泡沫，造成脱硫效率降低。通过看石膏颜色，可验证除尘效果。（3）加强脱硫系统运行控制，提高脱硫效率等。

5.4 高硫煤的配煤掺烧存在问题及建议

掺烧高硫煤会危及锅炉受热面的安全，尤其是尾部受热面，排烟温度较低，易引起低温硫腐蚀。建议利用检修机会，对锅炉尾部受热面割管检查，尤其是发生过爆管的受热面，必须认真检查。通过对受热面的金属金相分析结果来指导优化高硫煤掺烧。

6 燃煤配煤掺烧效果

该厂2015年全年成功掺烧低挥发份劣质煤65万吨，掺烧比例达到51.90%；掺烧高硫煤11万吨，掺烧比例达到9.3%，大大降低了电煤采购成本。

拓宽煤源，最大限度掺烧劣质煤、消化高硫煤，较好的缓解了电煤供应紧张的严峻局面。

不断总结优化燃煤配煤掺烧，目前各种入厂煤均可进行掺烧，从燃烧的情况和经济参数分析，情况良好，供电煤耗与设计值仅相差2g/kW·h；飞灰可燃物含量平均1.75%；炉渣可燃物含量4.50%，均取得历史最好水平。同时彻底改变了因煤质变化而限负荷的现象，脱硫率等环保指标全部达标。

7 结语

以低挥发份劣质煤、高硫煤为例，针对困扰火力发电厂煤源杂，煤种多，煤质稳定性差、偏离设计值问题，从加强入炉煤管控入手，深入探讨燃煤配煤掺烧技术，以改善锅炉入炉煤质，优化运行燃烧调整，2015年以来未发生过一起因燃煤掺烧造成的锅炉灭火事故，确保了安全、经济运行，保证了各项环保指标达标，通过燃煤配煤掺烧，取得良好效果。

[1]韩才元，徐明厚，周怀春，等.煤粉燃烧[M].北京：科学出版社，2001.

[2]侯栋岐，冯金梅，陈春元，等.混煤煤粉着火和燃尽特性的试验研究[J].电站系统工程，1995，11(2)：30-34.

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