隨著國(guó)內(nèi)煤炭市場(chǎng)的日益開(kāi)放．煤炭市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)愈發(fā)激烈，發(fā)電成本高低已經(jīng)成為各火力發(fā)電廠在電力市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中求得生存和發(fā)展的決定因素。同時(shí)，隨著電力市場(chǎng)節(jié)能調(diào)度運(yùn)行的大力開(kāi)展．為了降低成本、節(jié)能增效，目前大多數(shù)火力發(fā)電企業(yè)正在積極拓展多種煤炭供應(yīng)渠道，用最低的發(fā)電成本參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。電廠采煤渠道和煤炭?jī)r(jià)格的多樣性，必然導(dǎo)致鍋爐燃用煤質(zhì)變化大，嚴(yán)重偏離鍋爐設(shè)計(jì)值，給鍋爐燃燒、機(jī)組出力以及電廠經(jīng)濟(jì)性運(yùn)行帶來(lái)許多不利影響。近年來(lái)，南京華潤(rùn)熱電有限公司在劣質(zhì)煤摻燒方面進(jìn)行了探索．為燃煤電廠鍋爐配煤和煤摻燒的工作提供參考。
1、設(shè)備簡(jiǎn)介
    南京華潤(rùn)熱電有限公司2×300 MW機(jī)組工程3號(hào)與4號(hào)鍋爐為亞臨界壓力一次再熱控制循環(huán)鍋爐，型號(hào)為SG -1036/17.50 - M871．采用巾速磨直吹式制粉系統(tǒng)、單爐膛倒U型露天布置、四角切向燃燒，爐膛面積為14 022×12 330 mm2，寬深比1.14：1．后煙井深度為8 550 mm．鍋爐爐頂采用全密封結(jié)構(gòu)、并設(shè)大罩殼、爐膛采用密式水冷壁．爐底密封采用水封結(jié)構(gòu)，擺動(dòng)噴嘴調(diào)溫，平衡通風(fēng)，全鋼架懸吊結(jié)構(gòu)，固態(tài)排渣，燃用具有中等結(jié)渣性的煙煤。每角燃燒器噴嘴擺動(dòng)是通過(guò)主控制桿由電動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)，燃燒器噴嘴能上下擺動(dòng)20～30°，富通新能源生產(chǎn)銷(xiāo)售生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒顆粒機(jī)、木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料。
額定工況下主要設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)表l；燃料特性見(jiàn)表2。
2、摻燒煤種和對(duì)鍋爐燃燒影響分析
    近年來(lái)，南京華潤(rùn)熱電有限公司參考周邊煤炭市場(chǎng)行情，針對(duì)設(shè)備特性采購(gòu)了無(wú)煙煤、貧瘦煤和褐煤進(jìn)行摻配，煤種數(shù)據(jù)見(jiàn)表3。
2.1無(wú)煙煤摻燒方式及燃燒調(diào)整
2.1.1配煤比例和配煤方式
    無(wú)煙煤配煤比例和配煤方式見(jiàn)表4。無(wú)煙煤具有著火溫度高、著火距離長(zhǎng)、燃燒與著火穩(wěn)定性差、極難燃燼、不易結(jié)焦、灰磨損傾向中等偏重的特性，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際摻燒情況發(fā)現(xiàn)，無(wú)煙煤的摻配比例在20%—50%時(shí)．鍋爐各項(xiàng)指標(biāo)相對(duì)穩(wěn)定，鍋爐著火、穩(wěn)燃、燃燼、結(jié)焦均能得到保障，可保證鍋爐長(zhǎng)期安全、穩(wěn)定運(yùn)行：無(wú)煙煤的摻配比例在50%以上時(shí)，鍋爐燃燒不穩(wěn)，火檢閃爍比較頻繁，飛灰含碳量比較大，鍋爐的運(yùn)行安全性、經(jīng)濟(jì)性都有較大程度下降。
2.1.2配風(fēng)方式
    無(wú)煙煤配風(fēng)方式見(jiàn)表5。針對(duì)無(wú)煙煤特性，采用AB下層摻燒無(wú)煙煤．這樣可加大燃燒空間．延長(zhǎng)了煤粉的停留時(shí)間，有利于無(wú)煙煤的燃燼。目前，該鍋爐主要采取AB下層磨無(wú)煙煤和煙煤1:l的摻配方式。此外．在無(wú)煙摻配工況下要保證C層著火穩(wěn)定．C倉(cāng)煤質(zhì)必需有所保證。燃燒調(diào)整時(shí)應(yīng)適當(dāng)降低一次風(fēng)速，提高磨煤機(jī)出口溫度，氧量控制在4.0%～4.5%．煤粉細(xì)度為16%—25%。無(wú)煙煤可磨性系數(shù)低．可適當(dāng)降低磨煤機(jī)出力，在負(fù)荷較高磨煤機(jī)出力較大時(shí)，要注意磨煤機(jī)進(jìn)出口差壓，防止堵煤。
2.2貧瘦煤摻燒方式及燃燒調(diào)整
2.2.1配煤比例和配煤方式
    貧瘦煤揮發(fā)分低不容易著火．當(dāng)煤粉進(jìn)入爐膛后著火相對(duì)來(lái)說(shuō)較為困難，這就影響了爐膛內(nèi)煤粉的燃盡程度，對(duì)鍋爐燃燒的穩(wěn)定性產(chǎn)生較大的影響�，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)際摻燒情況表明．當(dāng)摻配比例在20%～50%時(shí)，鍋爐各項(xiàng)指標(biāo)相對(duì)穩(wěn)定，鍋爐著火、穩(wěn)燃、燃燼、結(jié)焦均能得到保障，可以保證鍋爐長(zhǎng)期安全、穩(wěn)定運(yùn)行。貧瘦煤的揮發(fā)分比無(wú)煙煤要高，實(shí)際摻燒過(guò)程中可以適當(dāng)加大比例，采用貧瘦煤和煙煤2:1的摻配方式。配煤比例和配煤方式見(jiàn)表6。
2.2.2配風(fēng)方式
    貧瘦煤配風(fēng)方式見(jiàn)表7。針對(duì)貧瘦煤特性，采用AB下層摻燒貧瘦煤，這樣可以加大燃燒空間，延長(zhǎng)煤粉的停留時(shí)間，有利于貧瘦煤的燃燼。在燃燒調(diào)整中盡量提高貧瘦煤所在的磨煤機(jī)出口溫度，其出口溫度一般控制在85℃左右。磨煤機(jī)出口溫度提高了，煤粉流的初溫隨之提高，這樣可以減小著火熱，著火就比較容易，增加了鍋爐燃燒的穩(wěn)定性．同時(shí)在貧瘦煤摻配工況下要保證C層著火穩(wěn)定．必需保證C倉(cāng)煤質(zhì)。
2.3褐煤摻燒方式及燃燒調(diào)整
2.3.1配煤比例和配煤方式
    褐煤和無(wú)煙煤摻配的配煤比例和配煤方式見(jiàn)表8。褐煤主要特征是水分高、揮發(fā)分高、磨煤機(jī)干燥出力下降。在摻配過(guò)程中，各摻配磨煤機(jī)的出口溫度低．各磨煤機(jī)出力受出口溫度影響較大．該煤粉進(jìn)入爐膛后較易著火，通過(guò)和無(wú)煙煤進(jìn)行2:1摻配，揮發(fā)分較為理想，鍋爐燃燒情況相對(duì)穩(wěn)定，鍋爐著火、穩(wěn)燃均能得到保障，同時(shí)可以控制結(jié)焦，保證鍋爐長(zhǎng)期安全、穩(wěn)定運(yùn)行。‘這種方式摻燒比較大，且經(jīng)濟(jì)性也比較好，但存在飛灰含碳量偏高的情況，鍋爐效率有所下降，故不宜采用。但可以采用褐煤和煙煤摻燒的方式。褐煤和煙煤摻配的配煤方式見(jiàn)表9。褐煤的水分高，磨煤機(jī)出口溫度較低，為避免影響機(jī)組帶負(fù)荷能力，褐煤摻燒量應(yīng)控制在66%以下。
2.3.2配風(fēng)方式
    褐煤和無(wú)煙煤摻配的配風(fēng)方式見(jiàn)表10。褐煤和煙煤摻配的配風(fēng)方式見(jiàn)表11。
    針對(duì)褐煤特性．采用C層優(yōu)質(zhì)煤、AD或BD層褐煤與煙煤摻燒的方式，既能提高煤粉著火性，又能提高劣質(zhì)煤的摻配比例。在運(yùn)行調(diào)整中，控制摻配磨煤機(jī)出口溫度在60～65℃，并適當(dāng)提高一次風(fēng)速可推遲煤粉著火．使著火點(diǎn)離燃燒器更遠(yuǎn)，火焰高溫區(qū)也相應(yīng)推移到爐膛中心，避免噴口附近結(jié)焦。提高一次風(fēng)速還可以增加一次風(fēng)射流的剛性，減少一次風(fēng)的偏轉(zhuǎn)．避免其直接沖刷壁面而產(chǎn)生結(jié)焦。運(yùn)行中要保持合適的氧量，控制在4%—4.5%之間，特別是當(dāng)負(fù)荷發(fā)生大幅變化時(shí)，要及時(shí)調(diào)整風(fēng)煤配比，避免鍋爐因缺氧燃燒而結(jié)焦。此外，摻燒褐煤時(shí)要加強(qiáng)吹灰，防止鍋爐積灰和結(jié)焦。
2.4目前摻燒情況
    鍋爐采取煤炭摻燒，可拓寬采購(gòu)煤種的渠道；能根據(jù)市場(chǎng)變化．及時(shí)調(diào)整采購(gòu)策略，降低燃料采購(gòu)成本。該公司2006年12月嘗試貧瘦煤摻燒．2007年6月開(kāi)展無(wú)煙煤摻燒．2009年5月引進(jìn)褐煤進(jìn)行摻燒，通過(guò)煤炭摻燒，標(biāo)煤?jiǎn)蝺r(jià)得到有效控制，但同時(shí)鍋爐效率也有所下降。為全面分析煤炭摻燒的經(jīng)濟(jì)性，該公司在不斷探索和實(shí)踐的基礎(chǔ)上總結(jié)出兒種安全性高、經(jīng)濟(jì)較好、同時(shí)具備較強(qiáng)可操作性的摻燒方法，具體摻配方法及其經(jīng)濟(jì)性分析分別見(jiàn)表12、表13。
    就經(jīng)濟(jì)性來(lái)說(shuō)，與不摻燒劣質(zhì)煤相比，摻燒無(wú)煙煤和貧瘦煤可以降低售電成本；而摻燒褐煤時(shí)，機(jī)組的廠用電率上升，售電成本反而有所提高。
3、結(jié)束語(yǔ)
    近年來(lái)的摻燒試驗(yàn)和實(shí)踐表明．只要掌握摻燒煤種特性，合理把握摻燒比例和方式，在保證機(jī)組安全運(yùn)行的同時(shí)．完全可以通過(guò)摻燒劣質(zhì)煤的方式降低火力發(fā)電廠的生產(chǎn)成本。在實(shí)際摻燒過(guò)程中，要注意以下幾點(diǎn)．
    (1)由于煤質(zhì)發(fā)生變化，鍋爐的熱效率會(huì)有顯著變化，尤其是摻配燃煤的發(fā)熱量過(guò)低時(shí)，鍋爐熱效率下降更為明顯．因此在摻燒過(guò)程中不能一味追求摻燒比，還應(yīng)把握摻配煤質(zhì)，以免得不償失。
    (2)雖然燃煤的揮發(fā)分對(duì)煤粉燃燒是一個(gè)重要的指標(biāo)，但發(fā)熱量對(duì)鍋爐經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和機(jī)組出力有顯著的影響，在做好摻燒工作的同時(shí)．一定要兼顧燃煤的可燃性和發(fā)熱量這兩方面因素．否則會(huì)發(fā)生機(jī)組出力受限和制粉電耗上升的情況。
    (3)在煙煤中摻燒劣質(zhì)煤將會(huì)降低鍋爐熱效率，其影響程度隨著摻燒比例的增大而增大：對(duì)于機(jī)組摻燒的經(jīng)濟(jì)性，需要從發(fā)電成本、鍋爐熱效率、機(jī)組的輔機(jī)電耗以及卸煤輸煤電耗等方面進(jìn)行綜合分析計(jì)算，從而得到機(jī)組摻燒的顯性成本，在運(yùn)行時(shí)還需考慮機(jī)組的隱性成本。
    (4)在進(jìn)行新煤種摻燒前，應(yīng)采用逐漸加量的方式進(jìn)行摻燒試驗(yàn)工作．同時(shí)加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)火焰監(jiān)視和制粉系統(tǒng)運(yùn)行工況監(jiān)視，不能一味地通過(guò)提高磨煤機(jī)出口溫度和氧量的方法來(lái)加大摻燒比例．應(yīng)在試驗(yàn)中尋求最經(jīng)濟(jì)的摻燒比例。