入炉煤掺配比例精益化管理探索与实践

陈伟

(华电莱州发电有限公司公司，山东 莱州 261441)

入炉煤掺配比例精益化管理探索与实践

陈伟

(华电莱州发电有限公司公司，山东 莱州 261441)

为提高工作效率，将入炉煤掺配公式嵌入Excel表格，输出多个掺配方案，进而制作“入炉煤掺配适应性方案”和“入炉煤掺配地图”表格。使用者可以如查找地图一样，宏观地从3个表中查找到2种煤品按不同比例掺配后的指标及指标的适应性，进行比较、甄选后选出最佳掺配方案。

入炉煤；掺配；适应性；Excel

0 引言

当前，由于电力体制改革向纵深发展，发电侧全面放开上网电价，采取竞价上网模式，压缩了发电企业的利润空间，因此，挖掘潜能、提质增效成为当前发电企业的必修课。

某发电公司一期工程建设2×1 000 MW超超临界机组，设2座16万t圆形煤场，设计煤种为烟煤。为提质增效，有效降低成本，该公司决定适当掺烧高硫煤，并进行掺烧试验。

依据GB 25960—2010《动力配煤规范》[1]，配煤时产品的煤质有理论值计算方法，主要根据煤质数据的收到基值、干基值、干燥无灰基值、煤灰熔融性温度进行理论值计算。进行入炉煤配煤时逐个计算理论值是比较麻烦的，有必要创新工作思路，提高工作效率和精确性。

1 确定掺配比例的常用办法及存在的问题

该发电公司所用煤品主要是神华煤、不连沟煤、伊泰煤等烟煤，船舶运输为主，火车运输为辅，煤品较为固定、煤质较为均匀。

为使入炉煤适应锅炉“胃口”，将不同煤品按不同比例进行掺配，通常做法是按GB 25960—2010《动力配煤规范》附录A中的公式逐个进行计算，较费时费力且需要记住几个公式，稍有不慎还可能混淆弄错。

2 确定掺配比例的优化思路

针对确定掺配比例的常用做法存在的用时长、易混淆、效率低等问题，以精益管理理论为指导，将复杂的问题进行简单化处理，对掺配公式中的各因素进行分析、优化和整合，把复杂的掺配公式制作成简单的Excel图表，使用者只要输入相应的煤质数据即可得到多种目标掺配方案，不仅提高了工作效率，而且一目了然，易于操作。

3 确定掺配比例的优化方案

3.1 制作入炉煤掺配公式图表

3.1.1 入炉煤掺配公式图表的制作原理

依据GB 25960—2010中附录A《动力配煤产品的煤质理论值计算》，以煤的收到基配煤为例，煤质数据为收到基值时的计算公式为

(1)

式中：Xar为动力配煤产品的收到基灰分Aar(%)、收到基挥发分Var(%)、收到基硫分St.ar(%)或收到基低位发热量Qnet.ar(MJ/kg)；Xar,n为n种原料煤相对应的参数；αn为n种原料煤的收到基配煤质量比，%。

动力配煤产品的煤灰熔融性温度计算公式为

(2)

式中：t为动力配煤产品的灰熔融性温度，即变形温度、软化温度、半球温度和流动温度，℃；tn为n种原料煤的灰熔融性温度，℃；Ad，n为n种原料煤的干燥基灰分,%；βn为n种原料煤的干燥基配煤质量比，%。

通过分析上述两个公式发现，煤炭掺配比例与煤的收到基低位发热量Qnet,ar、收到基硫分St,ar、收到基灰分Aar、干燥基灰分Ad、灰软化温度有关系，可利用电子表格的功能将公式嵌入表格中，实现电子表格后台自动计算功能，然后将不同煤质的相关数据输入到表格中，即可得到各种掺配方案及数据，从而实现提高工作效率的目的。

表1 入炉煤掺配公式

3.1.2 表1的制作要点

表1为入炉煤掺配公式。因为同一煤品的煤质相对稳定，基本数据具有相对同一性规律，所以可将各煤品的相关化验数据分别列表并编号，留出将来新煤品种备用，形成“煤质指标统计”栏，目的是将公司所用的各种煤品及其基本指标置于一个统一平台，便于使用者从总体上对所用煤进行了解。

将式(1)，(2)嵌入到Excel备选方案表格中，按所需要的不同掺配比例，利用表格内公式分别进行编辑、整理，形成各种配比方案(理论上可以制成多种方案)。

例：神混#1(代号2)与不连#1(代号4)按不同比例掺配后的数据指标。

(1)将代号2和4(神混#1和不连#1)的煤质化验数据分别从“煤品指标统计”栏中复制到表1“煤指标输入区”。

(2)按掺配比例代入式(1)中，如神混#1与不连#1按1∶3掺配(方案5)，掺配后的理论煤质数据分别为：Qnet,ar=23.23×1/4+20.01×3/4=20.81 (MJ/kg)，St,ar=0.38%×1/4+0.84%×3/4=0.73%，Aar=9.58%×1/4+17.19%×3/4=15.29%。

按1∶3的比例代入式(2)中，则t=(1 280×11.34%×1/4+1 490×25.24%×3/4)/(11.34%×1/4+25.24%×3/4)=1 463 (℃)。

因此，表1中的方案5即是神混#1与不连#1煤按1∶3的比例掺配后的煤质数据。

(3)按不同比例重复按上述计算，即可得到表1中多个掺配方案的煤质数据。

使用者只要从表1中的“煤品指标统计”栏复制任意2种不同煤品的化验数据，立即可以得到各种掺配比例后的理论计算数据，可以直观地在同一平面对不同掺配方案进行分析、对比，最终选出最佳掺配方案。不需要死记冗长繁杂的公式，应用起来很方便，提高了工作效率。

3.2 制作掺配适应性图表

3.2.1 掺配适应性的原理

单煤品或2种煤掺配后的某些指标不满足锅炉设计指标要求，可能导致锅炉结焦，影响安全生产；相反，单煤品或2种煤掺配后的指标符合锅炉设计煤质要求，认为适应性好，可以单独上煤或2种煤掺配上煤。

如伊泰煤的硫分高、低位热值高，但软化温度较低(1 160 ℃，锅炉设计要求至少1 200 ℃以上)，单独燃烧时易结焦，不能单独上煤；伊泰煤与神混煤掺配也不可以，因伊泰煤与神混煤的软化温度都低，掺配后易结焦。但伊泰煤可与软化温度(大于1 500 ℃)较高的大友煤掺配，掺配后的硫分、软化温度等指标都适合锅炉燃烧。

3.2.2 表2的制作要点

表2为入炉煤掺配适应性方案。

(1)将各种煤品列表并编号。

(2)首先列出单煤品的适应性；其次，在表1的基础上，分别将2种煤品编号并进行配对，比较掺配的可能性，分析、汇总后形成掺配后指标的适应性意见。适合掺配的用●表示，在备注中列出若干个不同比例的掺配方案，供比较选择；限制掺配的用▲表示，在备注中说明限制的原因；不能掺配的用★表示，在备注中说明不能掺配的原因。

表2 入炉煤掺配适应性方案(部分)

表3 2种煤品掺配方案地图(部分)

3.2.3 表2的应用

(1)从表2中可以分清哪些是可以掺配，哪些是不能掺配或限制掺配(如该公司规定，硫分高于1%则为不能掺配)。

(2)2种煤品掺配时，找出2个煤品的代号，再找相应的方案，便可直接感知掺配后指标的适应性，并快速地选择最佳掺配方案。

3.3 制作入炉煤掺配方案地图

根据表1，用Excel制作表3。将常用的2种煤制作不同的掺配方案，记录在表格中，生成一张“掺配方案地图”，使用者可以方便直观地从该图中找到期望的掺配指标及方案。

(1)列出各种煤品及编号，同表2。

(2)在表1的基础上，分别把2种煤有规律地掺配，生成多个掺配方案，并把这些不同的方案列在表格里，生成“掺配方案地图”进行集中管理。

从表3中，使用者能根据过往煤品化验数据，方便地查找到2种煤品不同比例掺配后的理论数据，并从中直观地进行比较并优选出最佳方案。

4 3个表的相互关系及应用

(1)表1是基础，提供的主要是掺配比例公式，根据表1形成表2和表3。如果同一煤品的化验数据大致相同，可以方便地从表2和表3中查找、比较并优选出最佳掺配方案。

(2)如果有新煤种，可以利用表1的掺配公式，继续完善表2和表3的相关数据。

(3)如果将2种新煤掺配，或2种煤的化验指标与表中数据不相符，将新的化验数据输入表1，立即可得到掺配后的目标数据和方案。

5 应用效果

日常工作中，将3个表提供给燃料掺配管理、生产运行等相关人员，便于其掌握掺配比例并优选最佳掺配比例，合理地组织上煤和燃烧调整，以保证符合锅炉设计煤质要求。2016年该公司共掺配高硫煤20.8万t，为公司增加利润约550余万元，取得了较好的经济效益。

6 结束语

经过实践应用，本文所述的3个图表能为使用者提供一个快速比较和优选最佳掺配方案的思路和途径，能够方便地在较短时间内得到目标掺配方案及数据，做到了一目了然，提高了工作效率，应用效果较好。

[1]动力配煤规范:GB 25960—2010[S].

(本文责编：刘芳)

2016-12-20；

2017-02-12

TM 621

B

1674-1951(2017)02-0045-03

陈伟(1969—)，男，山东枣庄人，专工，从事煤质验收管理和法律顾问工作(E-mail:623271978@qq.com)。