摘要：煤，約占火力發電成本的70%以上。由于我國電力工業發展與燃料供應不適應，目前火力發電廠，實際供應的煤種與設計煤種不符，造成鍋爐燃燒不穩定，效率下降，不能滿發，影響供電，而在短期內難以解決。針對這些現實存在的問題，總結某發電廠來煤煤質情況，運用科學計算方法，合理調度當前輸煤設備，選擇正確運行方式，用煤質的可成性，按電廠鍋爐設計煤質的主要指標，進行多種煤混配摻燒，為鍋爐安全、穩定運行創造條件，降低發電成本，提高經濟效益。
關鍵詞：煤種 煤質 鍋爐燃燒 發熱量 揮發分 配煤 化驗
煤，占火力發電成本的70%，要求熱量高、燃燒盡、灰份及灰渣少，能夠有效利用熱量，是發電企業對煤炭的質量真正要求。
發電鍋爐是根據煤種和煤質，進行鍋爐本體設計布置和輔助設備選型配套的，因此發電鍋爐燃用的煤種和煤質就有一個極限值的問題，如果實際供應的煤種和煤質偏離極限過多，就會影響鍋爐安全、經濟、穩定運行，帶來難以克服的困難。由于我國電力工業發展與燃料供應不適應，實際供應的煤種與設計煤種不符，造成鍋爐效率下降，發電煤耗增大，浪費驚人，鍋爐燃燒不穩定，不能滿發，影響供電。而這些原因絕大部分是由于煤種供應不對路而引起的，而在短期內難以解決，當前惟一的方法就是用煤質的可成性，按電廠鍋爐設計煤質的主要指標，揮發份、發熱量、灰分、硫份、灰熔融性等指標進行多種煤混配摻燒，為鍋爐安全、穩定運行創造條件，這就是摻配煤的目的。
一、電廠輸煤設備情況
某電廠總裝機容量為155萬千瓦，是華北電網中主力電廠之一，發電用煤量是以開灤洗中煤為設計煤種，按原設計煤量為一二期裝機75萬千瓦，年耗煤量為420萬噸，三四期裝機80萬千瓦，年耗煤量為460萬噸，累計耗煤量為880萬噸。
為順利卸、運上述燃煤，輸煤安裝兩套翻卸、儲取、運輸、配煤系統，分為一二期和三四期兩個系統。
以下以一二期系統作概括介紹：
一二期系統供B1—B4爐上煤。機組75萬千瓦，以開灤洗中煤為準年耗煤420萬噸。B1\B2爐設計耗煤量以開灤洗中煤為準102.5噸/時。(B3/B4爐設計耗煤量以開灤洗中煤為準185.75噸/時)
1、設備 卸煤系統：甲乙翻車機兩路系統組成。上煤系統：甲乙兩路14條皮帶組成，相互之間由擋板進行倒換。配煤系統：兩路四條皮帶，8個犁煤器和2個配煤小車組成。煤場設備：甲乙兩臺斗輪機和兩條皮帶組成分別堆、取。煤質粒度:由甲乙兩臺環式碎煤機進行破碎、篩分。煤量調節:四臺振動式給煤機調節上煤出力，兩臺斗輪機的出力由人工手動操作進行調節。
2、煤源 來自開灤礦務局，荊各莊、趙各莊、呂家坨、南范各莊、馬家溝、林西、唐家莊及山西各統配煤礦等。
3、煤種 原設計為開灤洗中煤，現為原煤，原混、洗中煤等。
4、煤質 粒度35mm以下原混含水8%、洗混含水12%。
5、煤場 4個，#1、#2煤場共儲煤9萬6千噸，#3、#4煤場共儲煤6萬噸。
二、 電廠B1-B4鍋爐燃料質量設計標準
(表一)
設
計
入
爐
煤
質 |
|
B 1.2 |
B 3.4 |
空氣干燥基揮發份
(Vdaf)% |
39.3% |
49.39% |
收到基低位發熱量
(Qnet.ar)Mj/kg |
12.75 |
13.08 |
收到基水分
(Mt)% |
8.22 |
8.8 |
空氣干燥基灰分
(Aad)% |
50.40 |
45.76 |
空氣干燥基硫份
(St.ad)% |
0.78 |
0.5 |
煤灰熔點
(ST)℃ |
>1500 |
>1500 |
|
|
設計煤種 |
開灤 （洗中煤） |
開灤 （洗中煤） |
設計發電標煤耗
(g/kwh) |
326 |
307 |
制粉方式
配用機組額定功率 |
球磨
125（MW）×2 |
中速磨
250（MW）×2 |
三、煤的特性對鍋爐燃燒的影響
1、發熱量：煤的發熱量是煤質一個重要指標，作為動力燃料，發熱量越大，經濟價值愈大，發熱量越低，磨煤和輸煤耗電越大，廠用電增加，發電成本增加。發熱量比原設計煤種過高，爐膛溫度水平上升也高，火焰中心被燒熔的灰粒要向爐膛四周受熱面擴散時不能固化，粘附在管壁上， 形成結渣，影響傳熱導致鍋爐效率下降，甚至釀成事故。
2、揮發份：是煤質重要指標，也是判斷煤著火性能、燃燒穩定性能的首要指標，揮發份含量越高的煤著火性能越好，燃燒穩定。揮發份低著火推遲，爐膛火焰中心遠離噴燃器，相繼送入的煤粉一時得不到高溫煙氣加熱，著火緩慢，相應縮短了煤粉燃盡的時間和空間，降低煤粉燃盡，飛灰可燃物增加，降低過多導致爐溫下降，中斷燃燒釀成滅火，揮發份過高，煤粉未及離開噴燃器上即已著火，灰燒壞噴燃器(打炮)或者爐膛火焰中心逼近噴燃器，火焰中心位置偏斜，水冷壁受熱不均，引起管子局部過熱脹粗或爆管。
3、水分：燃煤水分增加，因部分熱量將消耗在水分的蒸發和過熱，使爐膛燃燒溫度水平降低，導致燃燒穩定性下降，減少煤粉燃盡程度，水分增加使排煙體積增加，排煙溫度提高，排煙熱損失增加，鍋爐熱效率降低，發電煤耗增加。煤中水分多，原煤流散性惡化引起原料斗、給煤機、落煤管內粘結堵塞，當表面水分大于8%會造成給煤系統運行上的麻煩，如給煤機跑煤泥，既費人力又影響現場衛生。
4、硫份：燃料中的硫份雖然是可燃物質，但含硫過高，會引起鍋爐空氣預熱器腐蝕和堵灰，并造成大氣污染。
5、灰分：灰分增加，火焰傳播速度慢，著火推遲，燃燒穩定性差，機械不完全燃燒熱損失增加，灰渣物理熱損失增加，對設備磨損增加。
6、灰的融熔特性：對鍋爐運行影響很大，固態排渣煤粉爐在燃燒灰熔點比較低的煤時，將產生結渣。液態排渣爐燃燒灰熔點較高的煤時，又不能順利排渣。
四、某電廠來煤煤種、煤質化驗表
(表二)
|
煤種 |
(Qnet.ar)Mj/kg |
Vdaf |
ST |
Mt |
|
范各莊 |
21.47 |
20.89 |
>1500 |
6.0 |
|
趙各莊 |
17.41 |
20.99 |
>1500 |
6.2 |
|
荊各莊 |
16.72 |
20.89 |
>1500 |
8.0 |
|
大辛平朔 |
20.75 |
21.73 |
>1500 |
7.8 |
|
懷仁 （蘆子溝） |
18.34 |
25.17 |
>1500 |
5.8 |
|
神頭楊澗 |
18.59 |
25.17 |
>1500 |
7.0 |
|
前寨 |
17.27 |
25.17 |
>1500 |
7.6 |
|
金沙灘 |
16.30 |
25.17 |
>1500 |
10.8 |
|
宋家莊 |
19.10 |
25.17 |
>1500 |
5.4 |
|
大新聯營 |
19.26 |
25.17 |
>1500 |
5.0 |
|
北周莊 |
19.04 |
25.05 |
>1500 |
8.2 |
|
平望 |
19.27 |
24.05 |
>1500 |
5.4 |
|
代縣 |
17.32 |
25.17 |
>1500 |
9.0 |
|
軒崗 |
23.18 |
22.81 |
>1500 |
6.2 |
|
軒崗（黃家堡） |
19.43 |
22.81 |
>1500 |
7.4 |
|
原平 |
17.88 |
22.27 |
>1500 |
5.2 |
|
郭陽鎮 |
16.74 |
22.27 |
>1500 |
6.0 |
|
軒崗（石豹溝） |
20.39 |
22.27 |
>1500 |
5.8 |
|
原平（鄉鎮） |
17.79 |
22.27 |
>1500 |
8.2 |
|
宋家莊（小峪） |
18.33 |
28.28 |
>1500 |
5.4 |
|
圣佛 |
21.36 |
19.04 |
>1500 |
6.0 |
|
霍州（辛置） |
20.65 |
19.04 |
>1500 |
7.6 |
|
布落 |
17.49 |
25.27 |
>1500 |
6.0 |
|
陽方口 |
14.82 |
25.27 |
>1500 |
10.2 |
|
寧武 |
18.76 |
25.27 |
>1500 |
7.0 |
|
可嵐 |
18.98 |
25.27 |
>1500 |
6.6 |
|
莊兒上 |
19.26 |
25.27 |
>1500 |
7.0 |
|
太原西 |
18.79 |
20.02 |
>1500 |
87.2 |
|
陽泉曲 |
22.45 |
19.12 |
>1500 |
4.2 |
|
兌鎮 |
22.51 |
19.03 |
>1500 |
5.4 |
|
宋家莊（王平） |
18.33 |
25.18 |
>1500 |
7.6 |
|
趙城 |
22.3 |
28.6 |
>1500 |
5.4 |
|
汽車煤 |
17.41 |
20.99 |
>1500 |
8.0 |
五、電廠一二期當前鍋爐燃燒要求
摻配的原則：易著火、不結渣，能帶滿負荷，并使燃料有害因素受到管轄，在此基礎追求配煤的成本價，高價、低價。劣質煤配比最大或優質煤配比最小，以完成動力煤的優化配比。當灰軟化溫度T2超標時，每爐上煤比例不能高于該爐上煤量的八分之一，且必須同時通知有關司爐，注意燃燒情況及時加藥，防止結焦超溫，一旦司爐通知結焦，要停止該爐上低灰熔點的煤種。
煤質控制方法
(表三)
|
影響生產因素 |
適用生產區間 |
邊緣區間 |
|
應用基低位發熱值 |
16.72—25.08 |
15.04 |
|
可燃基揮發份 |
≥20% |
≥18% |
|
應用基灰分 |
≤35% |
≤40% |
|
灰熔點溫度(T2) |
≥1500 |
≥1450 |
|
可燃硫分 |
≤0.6% |
≤1.0% |
|
煤塊粒度mm |
0<Q<25 |
≤30 |
|
全水分 |
≤12%℃ |
≤15% |
六、當前輸煤摻配的原則
煤炭實現入爐前的最佳混配，是鍋爐安全、經濟運行的有利保證，即鍋爐燃燒的好壞，可在一定程度上否決輸煤運行保質、保量、連續不斷的將煤炭送至鍋爐原煤倉，這個工作任務完成的質量。做到上道工序為下道工序服務，下道工序就是用戶，堅持用戶第一的原則。
七、當前輸煤摻配工作存在的問題
1、當班來煤，煤質變化不知道，只憑原來所掌握的煤質資料上入煤倉。
2、鍋爐燃燒的好壞要等3小時以后知道，各爐深調峰、滿發等到開始適才通知。
3、煤質化驗的結果等到出了什么事以后才有新的表下來。
4、沒有山西省各地區煤礦地圖。
5、夜間新到的煤種查問好幾處以后，在有人承擔責任的情況下才能知道大該數據，具體數據沒有。
6、輸煤主控制室人員責任心不強，不掌握煤質變化對鍋爐燃燒有什么影響。
7、運行各值本值思想嚴重，要求好煤在本值能燒情況下上、煤質不好的后半班上，造成下一班燃燒質量不好。
8、斗輪機配煤時操作人員技術差，控制不了出力，另外煤場高低不平，沒有技術保證，(無回轉角度、下降角度指示 )。
9、四臺給煤機只有三個位置可以調節，造成輸煤控制室值班人員不能按照要求調節出力。
10、煤中雜物多，設備運行不穩 ，造成設備突然停止的事常有發生，失去配煤作用。
11、煤場存煤位置不固定、記錄不清，煤場的煤只能作為混煤配上。
12、風、雨、雪造成煤質變化無從查找。
13、原煤倉坨煤嚴重，正常上煤計劃經常被打亂。
14、鐵路來煤車，粘煤多時造成不能按計劃配煤。
八、電廠輸煤正確的摻配煤方法
1、根據煤質化驗(表二)，可以看出某廠來煤，在灰分、硫分等影響不太大，煤的特性上得到了控制，對灰融熔性也有了控制，特殊情況下可以加藥處理，對水分大的煤種采用不進或存入煤場等方法進行處理，主要摻配的是發熱量、揮發分。
2、低位發熱量與揮發分對鍋爐燃燒影響分析
燃料控制在斜線的上方為穩定區域，要想維持穩定燃燒，必須使低位發熱量與揮發分的乘積維持一定的數值，低位發熱量與揮發分的乘積越高，燃燒越穩定，但要注意不能造成鍋爐管壁上形成結渣和燒壞噴燃器(打炮)爆管等不安全現象。
九、正確的摻配煤需要控制的部位
1、控制發貨單位的煤質，加強對發煤單位的檢查，避免次煤充當好煤進廠。
2、對入廠煤經化驗出結果后卸，并采用正確配煤方式。
3、提供準確的山西各礦圖和基本的地址情況，包括各煤銷站、銷售的煤種。
4、各運行值要以大局為主，克服影響安全運行的一切困難，采取措施正確對待煤質變化。
5、輸煤各值及時匯報和監視變化的煤種。
6、加強對輸煤主控人員的培訓，使大家都能準確掌握來煤煤質對鍋爐燃燒的影響，能正確調整運行方式。
7、加大對出事人員的考核力度，對責任心不強者，嚴肅處理。
8、各煤場煤種的存取位置基本不變。
9、煤場調度人員認真學習，仔細詢問，準確掌握來煤種。
10、改進給煤機調解出力，增加各煤量的調節方法(由現三檔改為六檔)。平整煤場，培訓斗輪機司機能準確取出所需出力。
11、#3皮帶頭部加一個閘板，用電動推桿控制高度，來彌補斗輪機取煤量的大小。
12、斗輪機裝大臂回轉、上升位置指示器，或改為自動存、取煤。
13、對煤質粘的煤種，先存入煤場一側，另存干煤到另一側，先在煤場進行摻配。
14、煤倉只上半倉，能及時調整煤質。9.15、輸煤系統采用雙路上煤進行配煤。
十、配煤設備及配煤方式
設備：一二期有甲乙斗輪機、甲乙翻車機系統(給煤機)料斗秤皮帶。
三四期有甲丙斗輪機、丙丁翻車機系統(給煤機)， 汽運皮帶。
運行方式：
1、甲乙翻車機系統與甲乙斗輪機配。
2、甲乙翻車機系統與料斗秤配。
3、甲乙斗輪機與料斗秤皮帶配。
4、丙丁翻車機系統與甲丙斗輪機配。
5、丙丁翻車機系統與汽運皮帶配。
6、丙斗輪機與汽運皮帶配。
7、丙斗輪機與料斗秤皮帶配。
8、丙斗輪機與甲斗輪機配。
當前配煤方案(例)：
汽車煤要與山西煤按1：1混配，荊混煤與山西煤按1：1混配，燃燒穩定。
十一、煤，發熱量、揮發份對發電廠的影響
1、發熱量每下降418KJ/Kj，廠用電率增加0.8%左右。
2、揮發份下降5%，鍋爐效率降低0.35%
綜上所述可見煤質與煤耗關系很大，因此對入爐煤的煤質監督和混煤摻配工作，必須高度重視加強管理，才能保證發電廠的安全運行。
各種數據來自
1、 電力燃料管理專業知識(上、下)
2、 電力燃料管理基礎知識(第一冊)
3、 某發電廠燃用煤質資料手冊
4、 發電廠管理制度匯編(輸煤運行部分)
5、 燃料質量管理(趙忠編著)
6、某發電廠煤質化驗表
