干煤泥掺烧的应用与研究

干煤泥掺烧的应用与研究

摘 要 针对华电能源股份有限公司佳木斯热电厂300MW机组已具备100%燃用宝矿褐煤带额定负荷运行能力，开展主烧褐煤掺配干煤泥的应用研究，目的是通过调节入炉煤特性，进行合理的干煤泥掺烧，保证机组出力不低于90%额定负荷，保证主、辅机在最佳状态下运行尽量接近设计值，保证机组安全高效洁净运行，实现电厂节能减排，降低发电成本。

关键词 干煤泥掺烧；经济性；应用

1 劣质煤的分类

根据我厂所在地区周边煤源实际情况，我们把劣质煤简单的分为两类。一是原煤进行洗选加工后的副产品煤泥，其特点是低硫份，高水分，易粘结，热值约在2800～3200大卡（水分为30%）。由于其粘结性大容易导致电厂的输煤系统、给煤系统堵塞。煤泥主要分布在佳木斯周边莲江口、鹤岗地区，运输距离较近。二是煤层中含矸量较大的原煤，由于其煤层结构导致其中矸石与煤共生不易排出。其特点是热值较低，约在3300～3800之间，含矸量大，硫份约在0.25%左右。由于其硬度较大，磨煤机研磨出力增加，磨损加剧，制粉单耗增加。

2 佳热电厂燃煤、输煤系统简介

2.1 燃煤系统

锅炉由哈尔滨锅炉厂制造，锅炉为亚临界参数、一次中间再热、自然循环汽包炉，型号为HG-1025/17.5-YM36，全钢架悬吊结构、紧身封闭布置、固态排渣，燃用烟煤。锅炉采用单炉膛、平衡通风、四角布置切向燃烧方式。制粉系统为冷一次风正压直吹式，配5台中速磨煤机。在BMCR工况时，4台磨煤机运行，一台备用。空气预热器采用三分仓空气预热器。磨煤机为北京电力设备厂生产的中速磨，型号为ZGM95N，设计额定出力为36.3t/h，最大出力为40t/h，石子煤的排出量≤0.023t/h。

2.2输煤系统

输煤系统主要由输煤栈桥、火车卸煤沟、斗轮机、煤场等组成。火车来煤通过卸煤机卸到火车煤沟，通过叶轮给煤机拨煤至输送皮带，送至原煤斗，根据生产需要可以直接上至锅炉，也可通过斗轮机堆放至煤场，其设计出力约为500t/h。汽车来煤后直接堆放在煤场，通过斗轮机取煤或通过煤场地斗上煤。根据来煤煤质的不同，各系统之间可以单独上煤，也可以相互掺配。煤场设计面积为2万m2，存煤量为10.5万吨。

3 劣质煤的选用

由于锅炉磨煤机为中速磨，其对来煤要求较高，如果煤中矸石含量大则严重影响到磨煤机的出力，故将煤泥作为劣质煤的选用对象。

由于佳热厂煤场小，不具备晾晒，且晾晒后二次转运费用较高，实际应用当中煤泥水分不宜超过12%，所以选取鹤岗干煤泥作为分析对象，将灰分、硫份、发热量如下：

4 技术比较

在保证锅炉燃烧稳定及制粉系统不堵塞的前提下，按80%现有煤种加20%煤泥的掺烧比例进行掺烧，情况如下：

1）掺烧煤泥后入炉煤灰分增大，发热量降低，在接带同样负荷的前提下，所需要的煤量增加，进而导致磨煤机、风机出力增加，电耗增加；

可知，磨损量与飞灰浓度、与飞灰流速的三次方成正比。掺烧煤泥后的烟气飞灰浓度增加直接导致锅炉受热面磨损加剧，其中尤以省煤器磨损最为严重，根据佳热厂锅炉使用说明书其省煤器设计使用寿命不低于30年，供热期使用现有煤种飞灰浓度是设计值的1.2倍，掺烧煤泥后飞灰浓度是设计值的1.23倍，由此得出约减少省煤器使用寿命6年左右；

3）掺烧煤泥后的不安全因素主要为，原煤斗下煤管堵塞，给煤机短时间断煤，机组负荷、锅炉水位、主再热气温会发生小幅波动；

4）掺烧煤泥后入炉热值在3480大卡，锅炉满负荷时需要煤量约190吨，如果有一台磨煤机检修，入炉煤量减少，则负荷高峰时只能接带至24万。

通过以上技术比较掺烧煤泥主要在锅炉磨损、制粉系统厂用电量、负荷的接待及锅炉的安全运行等方面造成影响。随着锅炉设计技术及防磨技术的进步，锅炉磨损的影响可以大大减少。通过提高电厂运行人员的技术水平，不安全因素的影响可以得到控制。因此在进行经济性比较时可以不考虑磨损及不安全因素的影响。

5 经济性比较

按一台机组燃用干煤泥，扣除机组带90%负荷以上时段不进行掺烧和设备原因影响，按小时平均掺烧16吨计算，则全年一台机组掺烧能力：8760*16=14万吨。干煤泥（3000大卡）与宝矿褐煤标煤单价差为200元，节约燃料采购费用：6*200=1200万元。

掺烧14万吨干煤泥入炉煤灰分提高，粉煤灰产量增加约3.7万吨，按我厂所处地区最低价格30元/吨计算，增加收入111万元。

掺烧14.6万吨干煤泥入炉煤硫分降低，脱硫耗用石灰石量减少230吨，成

本降低4.9万元。

掺烧干煤泥后入炉煤灰分增大，发热量降低，在接带同样负荷的前提下，所需要的煤量增加，掺烧14万吨干煤泥磨煤机电量消耗要比现有煤种多耗电近15万千瓦时。输送增加2万千瓦时，按上网电价0.33元/千瓦时计算，增加成本5.61万元。合计增利1305.39万元。

6 结论

目前，我厂300MW机组具备100%燃用宝矿褐煤带额定负荷运行能力，由于电网原因机组带90%以上额定负荷时段较少，机组带负荷剩余能力较大。为此，进行主烧褐煤掺配干煤泥的应用研究。通过调节入炉煤特性，进行合理的干煤泥掺烧，保证了机组出力不低于90%额定负荷，保证主、辅机在最佳状态下运行尽量接近设计值，保证机组安全高效洁净运行，实现电厂节能减排，降低发电成本。

从定向角度看，设计煤种煤优价高，非设计煤种煤质差但价格低，燃烧抛弃物多，处理费用多，综合测算看非设计煤种有一定的优势。如果电厂所在地理位置备用灰场易选择且土地便宜，粉煤灰市场可靠，可以考虑加大煤泥等劣质煤的掺烧比例，随着环保要求的日趋严格，其掺烧优势愈加明显。如果煤价走低，则应及时改变采购策略，建议电厂成立核算小组，做更为精细的价格测算，为采购、生产提供支持。