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火电厂入炉煤掺烧管理系统的应用及探讨

火电厂入炉煤掺烧管理系统的应用及探讨

国电大同第二发电厂(大同发电公司)共有10台机组,总装机容量372万千瓦。其中:一期装机6伊200MW,设计煤种热值6384kcal/kg;二期装机2伊600MW亚临界机组,设计煤种热值5990kcal/kg;三期装机2伊660MW超临界机组,设计煤种热值5453kcal/kg。大同厂(公司)年发电量200亿千瓦时左右,向大同市集中供热面积达3000万平方米,年耗煤1200余万吨,日耗煤3-4万余吨,其中90%的燃煤来自煤矿直购。煤源以内蒙、浑源、同朔三地为主,合作煤矿在15个以上,一般采购煤种在12种以上,燃煤的品质差异性很大。

配煤掺烧在大同厂(公司)生产经营中具有重要意义:(1)通过配煤掺烧稳定入炉煤质,保障锅炉运行安全;(2)提高劣质煤的利用率,降低燃料成本;(3)通过配煤有效改变煤质,有效解决和减少锅炉受热面结渣的问题;(4)扩大购煤主动权,拓宽煤源通道,使锅炉对煤质范围有更宽的选择,不再完全依赖于某一种或一类煤。因此,在配煤掺烧已经广泛应用的背景下,如何搞好各种煤质条件下的配煤掺烧,将已有的研究成果与实际需求相结合,摸索出一套适合本厂(公司)使用的配煤掺烧技术,达到以安全、环保和经济为目标的精细化掺烧技术具有十分重要的意义。

火电机组配煤掺烧的方法

为了确保燃煤机组的安全运行,燃煤掺烧必须要求混煤的水分、热值、含硫量以及挥发分等必须适应锅炉的燃烧需求。目前很多燃煤电厂采取采购多煤种的方式以降低标煤单价。一般以区域煤种的热值、硫分、灰份特性以及挥发分等作为参照指标,通过锅炉试烧,不断地细化配煤掺烧方案。通过不同负荷时段、不同煤种掺配比例进行大量的优化调整试验,对锅炉主要参数和辅机主要参数进行优化,并基于试验结果制定出最佳的运行方式,确定掺烧比例,将结果呈现给运行人员,指导运行调整。这种方式与实际最符合,但在多煤种燃烧的情况下,往往需要大量的试验作为支撑。通过试验的数据统计及大量的历史数据分析,总结出锅炉在不同负荷不同煤种下优化的运行模式和规则,从而建立起可以不断扩充的运行优化掺烧方案。

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以大同厂(公司)660MW燃煤机组为例:按照掺配煤的位置不同,火电机组配煤掺烧方法可分为两大类:炉前配煤(一级掺配)和炉内掺烧(二级掺配)。炉前配煤又包括煤场汽车进煤精准调运、电厂煤场配煤、电厂皮带混煤三种形式。

煤场配煤是在电厂的煤场中,通过合理划分煤场,实现了分区堆煤,分仓上煤,分时段配煤。首先要根据定义的配煤煤种对煤场进行存煤规划,即进行分区分堆定义,确定各区堆存放的煤种。来煤在入场时按照煤场预先设定的原则(配煤堆煤原则、烧旧存新原则等)进行堆放。堆煤有两种原则,一是按照配煤方案中配煤的煤种如高热值低硫煤、高热值高硫煤、低热值高硫煤、低热值低硫煤、褐煤等进行分区、分堆的存放;二是在接卸运输车辆时就按照堆存煤原则,将各煤种按比例掺配,满足分堆煤质指标要求。

炉内掺烧(二级掺烧),即分仓掺烧或分层掺烧。即根据配煤方案将不同的煤种投入不同的原煤仓中,通过磨煤机中制粉,然后送入对应的燃烧器,实现炉内掺烧。运行人员根据不同负荷及环保指标,实时进行磨煤机出力的经济调整,以提高炉内掺烧的经济性,这是最易行的方式,也是目前电厂广泛采用的方式。

煤场汽车进煤精准调运、电厂煤场配煤、电厂皮带混煤三种形式,采用“入厂煤+入炉煤AT-MHSO-216W”系列“西安阿尔特测控”厂家煤质快速检测方案,一条龙实现煤质质量把控,实现精准分堆和掺配比例,为提高炉内掺烧的经济性提供了可靠而有效的管理控制手段,该系统的实施同时也提高了管理水平,为今后发电系统成本控制的经济效益有着重要的意义。


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