提高330 MW燃煤机组掺配掺烧的经济性

李 勇

江苏华电扬州发电有限公司运行部

0 概述

江苏华电扬州发电有限公司2×330 MW机组，汽轮机为哈尔滨汽轮机有限公司生产的C300/N330-16.67/538/538亚临界一次中间再热、单轴、高中压合缸、双缸双排汽、抽汽凝汽式汽轮机；锅炉为东方锅炉厂生产的DG1036/18.2-Ⅱ4亚临界、四角切圆燃烧、自然循环汽包炉，π型单炉膛露天布置，燃用烟煤，一次再热，固态排渣。设计煤种主要指标见表1[1]。

1 煤成分对锅炉燃烧的影响

1)发热量：煤发热量是煤质的一个重要指标，当低位发热量过低时不仅影响锅炉燃烧的稳定性，影响机组带负荷，严重时还会导致锅炉灭火。

表1 煤种指标

2)挥发分：煤粉挥发分含量越大，就越容易着火和燃烬，容易造成煤在存储和运输过程中自燃。挥发分含量降低时，着火温度升高，着火困难，如燃烧调整不当，易造成锅炉熄火。

3)硫分：煤硫分易造成高温受热面和低温受热面腐蚀，同时煤硫分过大易造成二氧化硫排放超标。

4)灰熔点：灰渣在高温下具有黏性熔融状态，易黏附在受热面上，造成炉膛和炉膛出口附近结焦。

5)水分：煤水分大会降低煤的发热量，还会因受热蒸发、汽化而消耗大量的热，导致锅炉效率降低；此外，还会增加风机耗电量，加剧低温受热面的积灰、腐蚀，增加断煤的可能性，影响机组稳定运行[2]。

2 燃煤掺配掺烧创新举措

为提高燃煤掺配掺烧的经济性和安全性，降低生产成本，公司专门成立了特殊煤种掺配掺烧小组。在掺配掺烧小组的领导下，公司各部门通力合作，在保证参数在可控范围内、机组在安全环保运行的前提下，尽可能加大特殊煤种的掺烧比例。

1)定期、不定期开展特殊煤种掺配掺烧小组会议，就前期情况进行分析，并根据来煤及现场情况，在保证锅炉稳定运行、排放符合标准的前提下，制订新的掺配掺烧方案。

2)运行部积极联系物料部和燃料部，以及时掌握入厂煤种、煤化验报告、掺配比例、上煤方式等信息，指导运行人员调整燃烧、现场检查和比对掺烧情况。

3)每月进行特殊煤种掺配掺烧分析，给出专项报告，对各项指标进行环比与同比，提出问题，并对下一步掺烧提出建议。

4)当掺配掺烧导致参数异常变化时，运行部及时进行专项分析（如飞灰含碳量高及煤耗增大分析），制订针对性措施，反馈到物料部改变掺配比例、上煤方式，保证参数指标合格。

5)小组还就掺配掺烧制订和修订了多项技术措施，如“近期燃用易结焦煤种运行防范措施”“运行部印尼煤掺配掺烧安全技术措施”“运行部菲律宾煤掺配掺烧安全技术措施”等，组织运行人员及时学习，安全完成掺配掺烧任务。

6)为超额完成全年掺配掺烧任务，厂部积极对运行人员进行宣传，并修订“运行部特殊煤种掺配掺烧奖惩细则”，使班组形成良性竞争，鼓励多烧特殊煤种。

7)安排专人用办公软件编写“特殊煤种用量统计表”，每班填写磨组燃煤总用量，表格自动计算用量并排名，为特殊煤种掺配掺烧提供助力。

8)在因掺配掺烧导致结焦、排渣系统堵塞、输灰困难、电除尘电场故障、脱硫入口硫分偏高等异常情况发生时，小组成员及时排查，保证机组安全运行。

9)2020年6月-9月，运行党支部结合主题实践活动和迎峰度夏，开展了“燃用特殊煤种”指标竞赛活动，助力掺配掺烧中心重点工作，做好宣传，注重全员参与。

10)针对印尼煤、褐煤等煤种易自燃、粉尘大、腐殖质挥发气味重等特点，燃料生产部一方面加强宣传与引导，使员工认识到掺烧的重要性、经济性，另一方面重视和加强个人防护，配备口罩及防毒面具，制订专项检查整改方案，消除积粉漏煤部位，增加机头机尾水喷淋，全程投用干雾抑尘，完善现场通风装置，使降尘设施效率不断提高。此外，牢牢抓住掺配精准率这一重要指标，不断完善掺配掺烧安全措施，细化掺配过程管控，优化接卸、掺配、分仓储存、上煤加仓方案，以确保“卸、上、掺、储”的安全。全年掺配合格率达100%，未发生因掺配原因造成机组减负荷现象。

11)根据当班接卸和掺配要求，燃料生产部每日制订运行方式及注意事项，确保特殊煤种在接卸、输送各个环节万无一失，使员工真正做到从思想和行动上高度重视特殊煤种的安全运行。

12)经过经验的沉淀与积累，燃料生产部凝练形成了“燃煤掺配工作法”用于指导实际工作。工作法突出掺配过程管理和均匀度的控制，明确了流程间工作关系、岗位责任，形成了一套严谨完善的全方位、全过程控制体系。

13)结合特殊煤种特性，燃料生产部制订了“分仓管理、专储专用、量点跟踪、严控比例”掺配原则，加强“五专五到位”过程管理，严格筒仓全程给煤等措施，以精准的圆筒仓一次掺配向原煤仓供煤，再经原煤仓二次掺配，最大程度地满足掺配品质要求。

14)为确保输煤系统防火安全，燃料生产部制订并严格执行“经济煤种掺配掺烧安全技术措施”“防止输煤皮带着火安全措施”等制度，坚持输煤系统定期清扫、强化巡查质量、增加巡查频次、上卸煤源头全程值守、程控24小时不间断监视、执行水淋湿皮带规定、做好测温工作等，确保输煤系统消防安全。

15)燃料生产部与各部门通力协作协调常规煤种与特殊煤种的接卸秩序，最大限度地提高接卸效率，保证筒仓及煤场存储量。同时，充分考虑机组负荷、天气变化、流动性等因素，把握好掺配均匀度。针对不同煤种，优化加仓方式，最大程度地提高掺烧比例。5月份掺配比例为48%，8月份达53.5%，9月份上升到57%。

16)通过不断探索与创新，特殊煤种掺配手段不断丰富，实现了4个煤种的精准掺配与加仓，创新了定期校核叶轮出力，使掺配精度有效提升、掺配比例灵活应用，可实现1∶1.2、1.5、……4不同比例的掺配，接卸、输送、存储、加仓、上煤、掺配等环节环环相扣，形成了良好的协调合作机制。

3 掺配掺烧对机组安全及小指标的影响

由于掺烧比例大，掺烧对机组的安全和经济运行带来了较大影响，主要体现在以下几个方面：

1)整体热值同比上升0.31 MJ/kg，主汽压同比下降0.22 MPa。低热值煤发热量低，且低负荷运行时间长时管壁易超温。为控制管壁超温，#7炉采取了降主汽温运行措施，使主汽温同比下降0.15℃、再热汽温上升0.74℃。

2)印尼煤、菲律宾煤、低热值市场煤等煤种水分偏大、热值偏低，由于掺烧比例增大，使磨运行时间增加，导致空预器漏风严重。此外，排烟温度同比上升1.91℃，制耗率下降0.01%，风耗率持平。掺烧对排烟温度、制耗、风耗的影响明显，整体偏大。

3)飞灰含碳量同比上升0.59%，1月-5月常规煤种可磨性差，#7炉磨工况变差。印尼煤热值低，带负荷较困难，需降低动态分离器转速。6月-7月#73磨检修，#75磨运行使燃烧推后，但6月-12月常规煤种、高硫煤飞灰偏高，10月-11月掺烧俄罗斯煤后飞灰下降较多。

4)因掺烧比例大，2月、8月、9月综合供电煤耗较 高（分 别 为328.25 g/kWh、329.36 g/kWh、327.24 g/kWh），主要原因为：（1）部分作为正常煤种掺烧的煤可磨系数低，煤粉颗粒大，难以燃烧完全，飞灰含碳量大；（2）同时掺烧的印尼煤、菲律宾煤水分偏大、整体热值偏低，带负荷困难，需长时间五台磨运行，并需增加一次风量，保证干燥出力；（3）空预器漏风严重，一次风机出力不足，导致制耗增加，制耗率上升。

5)10月-12月因掺烧俄罗斯煤，使#6、7炉排渣系统多次堵塞，需人工排渣。

6)2020年1月-4月和7月、10月、11月、12月灰量大，输灰困难，几个电场多次跳闸或参数异常造成停运，导致排放超标，此外输灰系统磨损严重，经常漏灰。

7)制粉系统磨辊磨损加剧，缩短了检修、更换周期，同时漏粉的增加也变相增加了生产成本。

4 掺烧经济性分析

2020年掺烧特殊煤种，同比入炉煤平均热值上升0.31 MJ/kg，灰分下降5.4%，挥发分上升2.17%，硫分上升0.07%,见表2。

表2 掺烧经济性指标1

同比供电煤耗减少1.86 g/kWh，厂用电率上升0.04%，综合厂用电率上升0.21%。同比发电煤耗减少2.09 g/kWh，煤机发电量为231 416万kWh。同比减少标煤耗用量4 836.59 t，折合成本减少约344万元（按全年平均煤价712元/t计算），见表3。

孤岛采油厂通过选设“班组舆情疏导员”，加强自我教育法在思想政治工作中的实践应用，充分激发了干部员工以油为业的使命感、以厂为荣的自豪感、以队为家的责任感，为孤岛采油厂科学和谐发展注入了强大的动力和活力。

表3 掺烧经济性指标2

2020年耗用印尼煤、菲律宾煤30.44万t，与市场煤有价差（每月浮动）；高热值高硫煤14.8万t，硫分1.26%～1.67%，无价差；俄罗斯煤8.02万t，有价差（每月浮动）。从煤价上看，比全部采购正常煤种约减少采购成本2 302.5万元。

因8月#7炉排渣总管堵塞1次，10月-12月掺烧俄罗斯煤，#6、7炉排渣堵塞多次，采取人工排渣，排渣处理费用约13.95万元。

通过以上分析可看出，2020年因掺烧同比减少生产成本约330.05万元、采购成本2 302.5万元，实际效益同比增加2 632.55万元。

5 下一步建议

1)正常煤种的采购需考虑经济煤种的掺烧，掺烧低热值煤时，需提高正常煤种的热值；掺烧高硫煤时需保证正常煤种的硫分较低；掺烧低热高灰煤种时，需高热值、灰分低的正常煤种。此外，在采购经济煤种时应同步采购正常煤种，以保证掺配掺烧的经济性和安全性。

2)从采购价差来看，可继续采购印尼煤、菲律宾煤和俄罗斯煤，但需注意印尼煤、菲律宾煤热值不能太低，否则影响带负荷能力，进而影响掺配比例。对俄罗斯煤需调整掺配比例，防止排渣堵塞。建议采购热值4 000 kcal左右的印尼煤和菲律宾煤，这样掺烧比例可明显提高。

3)从采购价差来看，应减少中煤高硫煤的采购（无价差），但考虑到长期合作关系，在正常煤种硫分偏低，且易结焦时考虑采购。

4)根据负荷情况，适当调整低热值煤的掺烧比例，不排除带满负荷情况下，需保证5台磨入炉煤较高的总热值，故正常煤种采购时热值应高一些。

5)对可磨性差、完全燃烧困难、飞灰含碳量大、易产生大渣、灰分多、易堵塞的煤，应适当减少采购，以减少煤耗、输灰管路磨损、环保指标影响及现场文明卫生。

6)因机组长时间运行，空预器漏风日益严重，突出表现为一次风量顶不出来，出力加不上去，易堵磨等，故对入炉煤的可磨性要求提高，采购煤种时需考虑。

7)受煤场容量、场地、桥吊设备等影响，难以实现双机运行同时接卸掺配三种煤，故掺配掺烧特殊煤种时，应考虑正常煤种的同步性，要提升调运的精细管理，避免因正常煤种不到位影响掺配比例。