基于燃煤机组安全环保的科学配煤掺烧

基于燃煤机组安全环保的科学配煤掺烧

贺凯

国家能源河北龙山发电有限责任公司河北省邯郸市056400

摘要：目前，越来越多的电厂逐渐采用混煤掺烧的途径，以解决日益紧张的煤炭资源及煤炭价格高涨带来的储煤不足、发电受限、发电严重亏损等问题。本文阐述了配煤掺烧的概念及其方法，并分析了燃煤机组科学配煤的全过程协同管控。

关键词：燃煤机组；安全环保；科学配煤

配煤掺烧已成为当前电厂企业降低成本，逐步增效，带动企业科技进步，实现其经济、可靠、安全、环保运行和科学管理重要技术手段。因此，电厂科学、合理的运用配煤掺烧方法来进行锅炉烧煤非常重要，它对电厂的良好发展起到了一定的促进作用。

一、配煤掺烧概述

配煤掺烧是在电厂锅炉燃煤的过程中，根据一定的配合比掺加一定低热量的煤种，降低锅炉温度，减少锅炉受损的程度。电厂锅炉在长期运行的过程中，因煤种单一，易给锅炉安全性和经济性构成威胁，为避免此问题的发生，采用配煤掺烧方法来燃烧，在确保锅炉温度的同时，最大程度上减轻了其经济损耗，从而提高了企业经济效益。

配煤掺烧的应用目的在于根据相关规定比例，在主燃煤种之中按应有比例掺加其他煤种，形成混合煤，在不影响锅炉发电要求的基础上，减少材料损耗。在工作中，掺烧产生的积极作用非常突出，它不但能提高煤的反复利用，降低电厂运营成本，提高企业效益，且这一燃烧方式的应用还有效的减少了锅炉有毒物质的排出，其中包含了二氧化硫、氮氢化合物等，有效保证了锅炉运行经济性、安全性的同时，极大地符合了当前节能降耗及环境保护社会发展要求。

二、科学配煤掺烧方法

1、遵守行业内电煤的相关标准及导则要求，开展电厂可采购的煤源配煤掺烧工作，以电厂优化运行和常规摸索为主，阶段性试验为辅，开展掺烧煤种、掺烧比例、掺烧方式、燃烧调整等试验工作，发现问题瓶颈，挖掘外部环境和内部设备裕量，释放配煤掺烧空间，摸索出燃煤掺烧经济性的最佳结合点，制定科学掺烧技术措施。

2、结合开展的掺烧试验，研究机组配煤掺烧中相关设备系统出现的问题，反馈到各环节，闭环管控，并对设备系统作适应性、有限性的改造。

3、全过程优化、总结。通过开展配煤掺烧试验，摸索燃煤掺烧对机组主要经济指标、性能指标、各辅机设备、机组带负荷能力、制粉和燃烧系统、机组运行方式及热工协调控制、环保设备、污染物排放量等影响；采取定量和定性相结合的手段，综合评价配煤掺烧带来的各种影响和取得的经济效益。

三、科学配煤全过程协同管控

1、燃料采购。1）配煤掺烧要追溯到源头-采购，根据掺烧试验设置可采购煤质的热值、挥发分、硫分、灰分、水分和灰熔点等指标的边界条件，不采购与设计煤种指标差别很大的煤种。2）根据区域的煤源情况、煤质指标的边界值及掺混能力等建立可采购的煤源信息档案，包含基础主力煤种、易出现问题煤种、适应燃烧煤种、经济煤种等信息。3）尽量采购单一煤种，掌握煤质资料信息，进行厂内掺混，尽量避免采购私人煤炭供应商配煤质指标的复杂混煤。

2、煤场掺配。1）煤场实施分质堆放、按需取用、循环翻烧。可根据电网负荷、环保排放要求等进行掺配，可控入炉煤煤质。2）煤质相近煤种宜在炉前掺混，即煤场掺混、筒仓掺混和加仓掺混。煤场掺混以进厂入场掺混为主，场地掺混为辅；煤场混煤作业方式以卸煤沟、皮带为主，装载机为辅；斗轮机混煤为两线或三线按不同煤种纵向堆、横向取，分层堆、错层取，分区堆、多区取。加仓掺混可分时段实现，通过多条皮带在同一皮带上混，也可入磨煤机原煤斗中混。3）煤质相差大的煤种宜在炉内混烧，即分磨加仓磨制，炉内分层混烧。

3、掺烧试验。通过掺烧试验，摸清各混煤磨制、燃烧、排放等特性，充分考虑外部环境和内部设备裕量，发挥锅炉对煤种、热负荷、环保指标的适应能力，释放设备裕量、指标裕量、环保裕量等，找出配煤掺烧瓶颈，论证设备及系统适应性改造的可行性，量身定制各混煤的边界条件，从而确保锅炉安全、环保和经济运行。

4、机组自动控制优化。1）煤质校正，静态、动态负荷-煤量控制曲线优化；进行直流锅炉水煤比曲线、中间点温度优化；2）制粉系统冷、热风门解耦控制优化；进行减温水自动控制系统优化；3）AGC负荷响应能力的优化，适应电网一次调频的需求。

5、运行优化。根据掺烧试验，制订配煤优化运行指导卡，闭环控制、精细化控制。包括：根据负荷、煤种优化加仓方式；根据煤质优化炉内混烧方式；根据负荷、煤质优化磨组投运方式；优化调整磨煤机冷风门、出口温度控制方式；优化煤粉细度、均匀性控制；优化调整燃烧器出口风速；优化调整炉膛火焰中心高度；优化调整一、二风配风方式，确定炉膛经济氧量；优化调整吹灰频次，改善各受热面换热状况；优化环保指标达标排放，优化输灰、排渣方式。

6、做好配煤的煤质分析及燃煤掺配管理。燃料管理相关部门积极引进新煤源，优化进煤结构，在新煤种上煤前应对该煤种特性进行检测，符合要求方可进行采购；对已供煤商户要进行跟踪检测，不符合标准的，立即停止其供煤；测量煤质特性，加强煤质分析，开展配煤掺烧试验，确定掺烧的边界条件，从而确定合理的配合比例及燃烧方式。做好燃料接卸监督管理，不发生人员、设备不安全事件及压车情况；做好煤场的日常管理，及时掌握煤场库存动态，指导燃料采购方向，不断优化煤场存煤结构；建立燃料存储管理台账，对燃煤的接卸、堆煤、整型，掺配、加仓及煤场日常管理等实行在线实时管理，主要包括各个煤场的存煤情况显示、燃料接卸统计表、入炉煤统计表和入厂煤报表等；根据锅炉实际燃烧及煤场存煤、输煤设备（斗轮机、输煤皮带等）情况，将可取煤种汇总给配煤掺烧工作组，以便确定符合实际情况的配煤掺烧方案。

7、拓展燃料多样性，丰富配煤掺烧手段。随着配煤掺烧工作的深入开展，燃煤机组锅炉的燃料已不局限于各煤种之间的掺配，部分电厂已通过试验和实践应用，成功地拓展燃料多样性，在确保环保排放达标的前提下，较大比例掺烧生物质、污泥等固体废弃物，为所在区域综合治理固废作出较大贡献，深受当地环保部门好评，在为企业本身创造一定经济效益的情况下大幅提升了企业可持续发展的竞争力。

1）生物质与燃煤直接混燃。近年来，国家出台了相关生物质能利用的支持政策，推动了燃煤电厂物质能利用工作的开展；目前一些电厂掺混比例可达20％，主要是将生物质预处理成型后与煤直接掺混方便，生物质类型适应性好，掺混系统简单，投资小，机组运行方式不受生物质影响，可利用原锅炉的高效性和环保性；但受生物质掺烧量难以计量，生物质电量政策补贴难以确定等因素影响，目前推广应用尚需要开展较多工作。

2）污泥与燃煤直接混燃。污泥中含有丰富的有机物，含有一定的热值，通过与煤掺混在锅炉内高温焚烧，是一种能实现污泥无害化、减量化、资源化的高效处理技术，环保部门高度赞成，但污泥含水率在80％左右，与煤直接掺混，会堵塞输煤系统、制粉系统等，必须增加脱水、预混机械设施，保证输煤系统、制粉系统工作，目前一些电厂经摸索实践，掺混比例接近10％，主要是与煤掺混系统简单，投资小，充分利用电厂原环保处理设施，对原锅炉的环保排放指标监测和煤泥水各项指标监测均达到环保要求；但经试验测算，掺烧污泥对机组的煤耗率、厂用电率等主要经济指标有一定影响，综合评估，电厂掺烧污泥可取得一定的经济效益，但重要是为地方经济发展和改善环境承担了较大的社会责任，取得较好的环境效益和社会效益，同时也提升了企业可持续发展的竞争力。

四、结语

总之，为了配合国家节能降耗的发展理念及最大限度的减少能源浪费，解决我国环境污染问题，配煤掺烧已成为电厂工作的主要手段，也是降低发电成本、提高工作效益的最佳方法。

参考文献：

[1]刘兴文.电厂配煤掺烧管理措施探讨[J].科技资讯，2014（01）.

[2]邓伟.电厂配煤掺烧最优方案探讨[J].科技与企业，2015（09）.