火力发电厂燃煤配煤掺烧技术解析

肖瑞敏

（内蒙古大唐国际托克托发电有限责任公司，内蒙古 呼和浩特 010206）

为适应日趋深入的煤炭及电力市场化改革新形势，提升发电企业核心竞争力，进一步深化深度科学配煤掺烧工作，确保配煤掺烧在优化煤源结构、控制燃料价格、降低燃料成本工作中发挥更大作用，采取严控成本、提高发电效率已成为各火力发电企业的首要任务。燃煤作为火力发电厂成本中的重要组成部分，占企业经营成本的70%以上。当前，电厂的燃煤管理模式也已由传统的“燃料供应”向“燃料经营”转变，企业结合自身实际情况，经过多年的探索实践，逐渐总结出了一套科学配煤掺烧的方法，既满足了机组的运行要求，同时也在日常经营中取得了显著的经济效益。

一、燃煤配煤掺烧原则

配煤掺烧工作要从公司利润目标出发，把过去基本被动掺烧煤泥等低质煤的粗放方式，深化到针对工况分时掺烧、精细化管理阶段；把以往只注重配煤手段、掺烧方法的应用，前移到调整采购结构、优化煤源环节。坚持“安全性、环保性、经济性”相统一原则，在实事求是、科学合理前提下追求最佳经济效益。

安全性原则：配煤掺烧要确保煤质相关指标满足锅炉输煤系统、制粉系统、燃烧系统等生产设备安全、稳定运行需要。

环保性原则：配煤掺烧要保证锅炉除灰、除尘、脱硫、脱硝等设备排放指标符合环保政策要求。

经济性原则：配煤掺烧要基于对企业合理采购区域内煤源的量、质、价比较，在保证满足锅炉安全运行、环保指标达标排放前提下，综合考虑锅炉效率、辅机电率、设备磨损、消耗增加及影响机组出力等因素，达到综合效益最大化。

坚持“都有什么煤？能烧什么煤？可买什么煤？”的问题导向，做好煤源调研扩大范围、掺烧试验指导采购及市场分析实时采购三项对应工作。围绕“买了没有？烧了没有？降了没有？”三项针对燃料采购、生产掺烧、全厂标单指标，责任分明地进行闭环考核，促进年度目标的实现。

不同种类的煤进厂以后都必须对其进行采样和化验，严格把守质量关卡，全面掌握燃煤的各项指标，防止个别掺假现象，尽量保证采购进来的所有煤种都符合配煤掺烧要求。

（一）入炉煤掺配掺烧原则

对入炉煤的配煤掺烧主要有两种方式：一种是炉内掺烧、分仓掺配，这种方法适用于两种原煤挥发分和热值的等差别比较大的煤种。另一种是炉内混烧、炉外掺配，这种方法适合于几种相邻或者接近的煤种。主要原则有：（1）明确制粉系统的运行安全，掺配后的煤挥发分要满足制定粉系统的设计要求，能够很好的防止制粉系统的爆炸和自燃。（2）煤场要有完善的掺配设施和足够的存煤空间，可以达到均匀掺配和分类存放的标准。

（二）设置合理配煤掺烧组织机构

配煤掺烧是一项系统性、全局性的工作，涉及到生产、经营、燃料等各个系统及部门，为更好的统筹协调处理好相关事宜，挖掘配煤掺烧潜力，实现配煤掺烧精细化管理、科学化掺配，达到综合效益最大化的目的，需要成立一个良好的组织机构来管理，明确相关部门的职责范围，确保进厂燃煤符合配煤掺烧的要求。

二、燃煤掺配与锅炉掺烧

（一）燃煤掺配模型

混煤的煤质指标是燃煤掺配模型的主体。随着配煤研究的深入，发现仅采用加权平均后的线性解难以准确反映混煤的燃烧特性。煤的灰熔融特性与碱金属氧化物和酸性氧化物有关，酸性氧化物含量多则灰熔点温度高，碱金属氧化物多则易结焦。针对来煤情况成分复杂以及混煤的热值、挥发分、灰分、水分与单煤呈现非线性关系现象，有学者通过神经网络算法构建数据库和专家系统，有力支撑了电厂的配煤工作。结合生产实际，公司燃煤掺配模型采用以加权平均为主，同时结合设备情况进行修正和调整，并开展配煤掺烧试验，根据试验结果确定配煤掺烧的边界条件，根据边界条件确定掺烧比例及掺烧方式。配煤掺烧量化评价指标为标单降低贡献值、采购掺烧比例、入炉掺烧比例等三项指标。

（二）科学掺烧，确保安全生产

1.健全制度，细化管理，落实责任

针对挥发分高、水分大、灰熔点低的经济煤种特点，以及中速磨正压直吹式制粉系统烟煤锅炉燃用经济煤种易发生锅炉结焦等实际情况，公司组织专业技术人员认真研究和探索制定详细的保证配煤掺烧安全的组织措施和技术措施，成立了公司配煤掺烧领导小组、工作办公室及电煤采购工作小组，并根据实际情况及时修定、完善，明确各相关部门的职责，使经济煤种掺烧工作有组织、有依据、有标准、有序推进，有效降低锅炉运行的安全风险。

2.合理掺配，精细调整，防止结焦

一是根据电网下达的调度曲线要求，充分利用煤场现有设备，确定不同季节、不同负荷、不同工况下的分时配煤掺烧方案，电网平峰和低谷时段加大掺混比例，部分低谷时段全烧经济煤种，从源头上降低锅炉结焦风险；二是切实加强锅炉燃烧调整，特别是一、二次风的配比，适当提高一次风速，推迟燃料着火点，有效防止结焦；三是加强锅炉吹灰管理，缩短锅炉吹灰周期，保证炉膛受热面清洁，有效预防结焦；四是每隔半个月筛一次煤粉细度，及时进行调整，确保煤粉细度合格；五是严格限制锅炉超负荷运行，严防锅炉大面积结焦。

3.完善措施，到位做实，堵塞漏洞

为了切实做好配煤掺烧工作，公司要求在机组运行期间，主要生产负责人及生产调度人员熟知配煤掺烧工作方案，了解各种负荷及工况下的掺配方案、煤场实时存煤结构，每日根据机组运行情况制定次日每台磨煤机的配煤方式，并组织实施；定期组织配煤掺烧工作分析会，及时发现问题，协调解决问题，制定持续改进措施，对相关人员落实奖惩。对限制配煤掺烧的设备问题进行专题研究并制定改进措施。

（三）炉内掺烧及调整

燃煤掺配不仅与煤质指标相关，同时与机组负荷、配风、过量空气系数等机组参数和炉内燃烧工况有关。鉴于公司入厂煤质杂，入炉热值、硫份、挥发份以及锅炉结焦在不同工况都要兼顾。低谷负荷时，在硫份和挥发份不能兼顾时，为稳定燃烧，以挥发份合格为原则；在热值和硫份不能兼顾时，为达标排放，以入炉煤硫份合格为原则；在高峰负荷硫份和结焦性不能兼顾时，以锅炉不结焦为掺配原则，确保特殊工况下机组能够安全、稳定、经济、环保运行。

（四）配煤掺烧的计划与实施

配煤掺烧工作涉及公司燃料、生产、经营等多个方面，综合性强，涉及面广，协调量大，只有理顺关系、抓住主线、掌握要点，才能取得实效。所以，控制煤价、增加效益是目的，优化煤源、配煤掺烧是手段，领导重视、主动掺烧是关键，科学试验、保证安全是前提，依托“数字燃料”、运用科技手段是基础。通过摸清合理采购区域内可供采购煤源，结合库存与市场情况，充分考虑在煤质上具备互补性的不同品种燃煤的掺配，合理控制采购节奏，动态优化采购结构，按需组织调运，编制不同配煤掺烧方案下的采购调运方案，才能确保配煤掺烧工作有效落地。

三、结论

目前，煤炭供应紧张的局面虽然有了一定程度的缓解，但电煤成本仍然是影响电力企业经营形势的重要因素，配煤掺烧仍将是发电企业面临的一项长期工作，需要燃料管理人员继续细化各项措施，扎实工作，努力做好配煤掺烧工作，精心维护，精细调整，在确保锅炉安全运行的前提下，最大限度地降低由于配煤掺烧带来的经济指标影响，继续保持企业安全生产稳定局面。