火電廠燃煤節能與管理簡析

徐旭+周欣偉+王維+王世聞+蔣翔斌

【摘 要】隨著我國經濟的迅速發展，能源已成為國民經濟的重要物質基礎?；鹆Πl電機組是煤炭消耗的大戶，提高火力發電機組的鍋爐效率，降低煤耗，對節約能源具有十分重要的意義。燃煤節能與管理思想相結合，可以進一步強化科技節能技術在機組節能降耗中的作用，提高電廠經濟效益。本文從鍋爐設計著手分析煤炭質量對鍋爐效率的影響，闡述了燃煤節能與管理對電廠節能降耗的重要性與必要性。

【關鍵詞】燃煤；節能；管理；效率

【Abstract】With the rapid development of our countrys economy， energy has become the important material foundation of the national economy. Thermal power unit is the big part of coal consumption. There is very important meaning for energy conservation that improving the efficiency of boilers for coal-fired power units， reducing the coal consumption. Combining coal energy saving with theories of management can further strengthen the role of scientific energy saving technology in reducing the units energy consumption， improving economic efficiency of power plants. This article sets about the boiler design to analyze the influence of coal quality on the boiler efficiency， and expounds the importance and necessity of combining coal energy saving with theories of management for saving energy and reducing consumption in power plants.

【Key words】Fire coal；Energy conservation；Management；Efficiency

0 前言

能源是國民經濟的重要物質基礎，一方面，要加強能源的開發，另一方面，還要采取各種有效途徑節約能源。隨著我國國民經濟的迅速發展，火力發電機組日益增多，已成為煤炭消耗的大戶，提高火力發電機組的鍋爐效率，降低煤耗，具有十分重要的意義[1]。燃煤節能與管理思想相結合，可以進一步強化科技節能技術在機組節能降耗中的作用，提高電廠經濟效益。

1 燃用設計煤種煤質的必要性

由于燃煤煤質的選取直接影響鍋爐的設計，所以設計煤種的煤質原始數據必須具有良好的代表性，以此為依據設計的鍋爐在實際運行中才能夠具有良好的工作狀態參數。一般來說，燃煤煤質包含煤的收到基元素成分、低位發熱量和干燥無灰基揮發份含量、灰熔點及可磨性系數等。電廠鍋爐設計是根據電廠計劃單臺裝機容量、參數和設計煤種煤質特性確定鍋爐的基本結構的，因此，從理論上說煤種煤質變化，設計的鍋爐結構參數也應隨之變化，在投用后，煤質變化將對鍋爐運行的安全性、穩定性和經濟性造成影響。燃用與設計煤種相近煤質的煤種時，對鍋爐影響較小或者沒有明顯影響；燃用與設計煤種煤質相差較大的煤種，尤其是煤質較設計值過低時，將危及機組運行的安全。[2-4]

1.1 燃用非設計煤種的具體影響

火力發電廠入廠煤驗收環節是對廠內煤質控制的首個環節，一般電廠會根據自己設計煤種煤質擬定煤炭采購計劃，或購買相應單一煤種，或選擇多煤種摻混摻燒的方式進行配煤。入爐煤煤質一般情況應與鍋爐設計煤種煤質相符，如果與設計煤種煤質相差較大，則在日常生產時常出現以下影響鍋爐正常運行的情況：

1）鍋爐出力下降，即使一再地加大鍋爐給粉量，鍋爐仍然達不到設計出力，機組負荷受到限制；

2）鍋爐排煙熱損失、不完全燃燒熱損失相對增大，相同條件下鍋爐所消耗的動力用煤增加，提高了發電成本；

3）鍋爐燃燒不穩定，甚至熄火。雖然部分電廠已通過改良了燃燒器結構，使得鍋爐的燃燒穩定性大大提高，但燃用煤質相差較大的非設計煤種，尤其是在低負荷運行時，需投用油槍來確保鍋爐燃燒穩定，這會增加電廠燃油用量，提高成本，降低經濟效益；

4）燃用非設計煤質，燃煤灰分發生變化，會引起爐渣成分變化，灰熔點可能會降低，導致爐膛結焦，設備磨損、水冷壁壓塌等現象和事故，影響鍋爐安全運行。

1.2 造成影響的原因分析

結合燃煤電廠實際情況分析，造成以上燃用非設計煤種所產生的影響主要有以下幾點原因：

1）與我國煤炭行業和電廠動力用煤的特點有關，煤種煤質多變且差異較大，燃煤的炭化程度不同，呈現梯級分布現象；

2）受到電廠地區附近煤礦和廠用煤源的礦點規模、交通運輸條件的限制，電廠所用煤種煤質難以保證單一穩定[5]；

3）受地區內電廠總裝機容量和煤礦市場情況影響較大。電廠總裝機容量越大，電廠用煤需求越大，煤炭供給量相對變少，煤炭價格將會上升，會導致大量的劣質煤進入煤炭市場；相反，當電廠用煤需求降低，煤炭供給量相對增多，煤價下降，電廠則可以選擇與設計煤種煤質相符的優質煤作為入廠煤采購，這都將導致電廠用煤煤種煤質變動，使鍋爐不能穩定使用或者參配使用設計煤種 [4]；

4）電廠燃煤購買的成本占發電成本的大部分，為了降低發電成本，部分電廠也會購買價格較低、煤質較差的煤，與優質煤摻混。所以入廠煤煤質將會降低，摻混入爐煤的煤質也不能與設計煤種煤質一致；

5）由于電廠需要根據電網調峰要求對機組負荷進行調整，為保證機組在低負荷下運行時燃燒穩定，鍋爐則更加需要燃用設計煤種煤質，煤質差異過大，則將影響機組正常運行。

2 灰分差異對鍋爐的影響

原煤中灰分含量對煤炭發熱量影響較大，灰分含量增多，發熱量下降。此外，灰分含量高的煤相對密度較高，相對來說會增加運輸成本，而且灰成分及含量對爐內燃燒、結渣、沾污、磨損及自用電等問題都有影響，煤中的灰分含量越高，鍋爐安全運行要求就越高。下面就灰分差異對鍋爐的影響展開分析。[7-8]

2.1 對鍋爐運行的影響

煤質特性影響煤粉的著火溫度，由于煤粉進入爐膛后是一個強迫著火和熱力著火同時存在的復雜過程。不同的煤種、不同的煤質情況，其著火溫度也不同，但原煤中灰分含量增多，相同燃燒環境條件下，煤粉氣流著火所需的熱量增加，不利于著火。

當鍋爐給粉量增加時，因為煤中灰分含量增多，完全燃燒所需的理論空氣量有所減少，但由于給粉量增加，為保證爐內正常燃燒，必須加大鍋爐的給風量，風量增大將會導致煙氣量增加，排煙熱損失增加。煙氣量的增加也會使過熱蒸汽超溫，為保證蒸汽溫度穩定，減溫水噴水量增加，機組熱經濟性也會降低。相同給風量和給水量條件下，煤中的灰分含量增加，鍋爐機械不完全燃燒損失增加、排煙熱損失增加。

2.2 磨損影響

燃煤中灰分含量增加，煙氣中飛灰濃度相對增大，單位面積上飛灰顆粒對受熱面的撞擊磨損次數增加，此外煙氣增加，煙氣流速增加，根據磨損量與煙速的3-3.4次方成正比的關系計算，磨損量將大大增加，對受熱面磨損加劇，使受熱面管壁變薄，管壁強度降低，引起受熱面管束爆管，鍋爐安全穩定運行受到嚴重影響。

2.3 耗電量的影響

燃用煤種灰成分含量較高時，為了易于鍋爐著火，通常電廠會將煤粉顆粒磨得細些，同樣質量的燃煤將需要更長的制粉過程，制粉耗電量增加。另外，煤粉顆粒越細越有利于煤粉的燃盡，煤粉燃燒情況越好，煙氣顆粒物成分含量也就越低，有利于尾部煙氣處理裝置對煙氣的凈化作用，減少了電除塵的處理量，進一步降低了電廠耗電量，提高了電廠凈效率，降低了電廠運行成本。

2.4 用油量的影響

電廠燃用煤種煤質較差時，鍋爐將出現燃燒不穩甚至熄火等現象，為保證其正常燃燒，電廠通常會使用向爐內給入燃油以達到助燃的效果，這就造成了電廠燃油用量的上升，燃油成本提高，電廠運行經濟性下降。

3 燃煤質量管理的必要性

加強電廠的燃煤質量管理是鍋爐節能降耗的途徑，充分認識燃煤質量對電廠機組效率和經濟性的影響，電廠應主要從以下幾點做好燃煤質量管理[9]。

1）加強日常對燃料管理層及燃煤采制化相關技術人員的專業培訓，提高人員對專業領域知識的了解和把控燃煤質量必要性的認識。電廠盡量采購與設計煤種煤質相符的煤源，對于采用摻混方式配煤的電廠，應通過技術手段及專業生產設備進行摻配燒，并加強對入爐煤煤質的采制化監督工作，提高入爐煤煤質的穩定性。

2）把控好入廠煤的采制化過程，做好監督工作。采制化人員須按《國標》的要求，對電廠來煤進行采樣、制樣和化驗過程，化驗結果由燃料管理人員匯總分析，以監督入廠煤煤質是否滿足合同所要求的煤炭供方供給煤炭煤質情況；另一方面，電廠應根據入廠煤煤質情況合理分配存煤位置，既便于取煤，又不致使煤炭存放過程過于繁瑣，燃料管理人員應做好煤場煤種分布情況的統計，為電廠配煤摻燒提供堆取煤依據，保證摻配后的入爐煤煤質符合理論計算值。

3）電廠應做好入爐煤采制化過程的監督工作。電廠輸煤及摻配煤應符合日常生產和鍋爐設計煤種煤質的要求。做好入爐煤煤質特性的檢測工作，為電廠經濟效益核算和標煤耗量計算作依據?，F有燃煤電廠多數已安裝并使用了入爐煤采樣機，一般情況下，只要采樣機定期做好性能試驗檢測工作，日常生產能夠按照相關國家標準進行操作，監督好樣品流轉過程和制樣化驗過程，就可以保證入爐煤的煤質穩定，提高鍋爐效率，進而提高電廠經濟效益。

4 結語

燃煤技術在不斷地發展、提高，節能手段也在日益完善，在科技高速發展的時代里，燃煤節能與管理思想的結合顯得尤為重要，只有更好的管理，才能更完善、高效、健康地促進燃煤節能技術的發展與應用。

【參考文獻】

[1]楊勇平，楊志平，徐鋼，王寧玲.中國火力發電能耗狀況及展望[J].中國電機工程學報，2013（23）.

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[3]王志，周紅衛，劉本明.加強電廠的燃煤質量管理是鍋爐節能降耗的有效途徑[J].民營科技，2010（3）.

[4]張蓓.淺論火力發電廠如何加強鍋爐燃煤節能質量管理[J].市場周刊（理論研究），2008（1）.

[5]馬丹.火電廠燃料物流管理與成本控制[J].湖北工學院學報，2004（2）.

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[7]萬文軍，周克毅，胥建群.火電廠優化技術發展趨勢[J].中國電力，2003（7）.

[8]夏洪亮.火力發電廠燃煤管理策略研究[D].山東科技大學，2006.

[9]水利電力部電力調度通訊局.火力發電廠燃料與管理[M].水利電力出版社，1984.

[責任編輯：田吉捷]