火力发电厂数字优化配煤应用研究-电力论文发表
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火力发电厂数字优化配煤应用研究
刘秋霞
摘 要：本文根据锅炉燃烧理论和火力发电厂来煤状态，从现代动态优化配煤理论出发，阐述了建立数字化煤场、实现动态优化配煤的策略，提出了针对不断变化煤质，满足锅炉安全高效运行的计算机优化配煤技术。
关键词：锅炉燃烧 数字配煤 优化运行
1、引言
近年来我国煤电矛盾日益突出，电煤价格上涨，发电企业生产经营面临较大的压力，采购燃煤被迫向多元化发展，采购品种增多，燃煤质量不统一、不稳定。燃煤质量不稳定，则会造成锅炉运行工况不稳定，锅炉运行工艺调整频繁，难以实现锅炉连续、稳定、高效运行。
如何进行配煤优化是当前发电企业面临的十分紧迫的技术问题。
2.配煤理论及方法
2.1配煤理论
配煤就是根据锅炉安全高效清洁燃烧对煤质的要求，当单一煤种达不到要求时，采取将若干种不同种类、不同性质的煤按照一定比例掺配加工而成混合煤。它具有单煤的某些特征，但综合性能有所改变。
2.1.1通过配煤改变煤炭的性能,使混合后的燃煤符合设计煤种的要求。挥发分和发热量都会对锅炉的燃烧带来很大的影响，应考虑它们的混煤燃烧特性。
2.1.2 通过配煤调节煤中含硫量，减少燃煤燃烧造成的环境污染。根据国家对火力发电厂大气污染物的排放标准，通过含硫量不同的煤种之间的掺配，可调节燃煤的硫分，减少二氧化硫等有害元素的排放，尽量满足环保的要求。
2.1.3通过配煤降低燃料采购成本。为了取得更好的经济效益，应尽可能购买价格较低的煤，但这部分煤通常质量较差，不符合锅炉用煤要求，通过掺配将优质煤、低质煤配成符合设计要求的煤，可将以“设计煤种”为目标的采购方式转变为以“成本最低”的采购方式，实现燃料采购成本最小化，降低发电成本。
2.1.4综合考虑煤的性能和价格，在掺配后的煤炭性能符合设计要求情况下，采购价格最低的煤炭，通过一定的配煤比例，则能配出在性能/价格比上达到最优的煤炭。
2.2配煤方法
配煤的工艺流程一般包括：原煤接卸、堆配或按品种堆放、计算配比、取料输送、筛分破碎、混合掺配、抽样检测等。
根据工艺流程，配煤方法主要有：煤场内掺配法、煤仓内掺配法、磨煤机内掺配法。
2.2.1煤场内掺配法
将好、次煤在煤场内进行混合、掺配。此法要求有足够的场地和大型堆料设备，或利用铲车等大型机械对煤进行简单的混合。缺点是配煤不均匀，对操作员的技术要求较高。
2.2.2煤仓内掺配法
将好、次煤在原煤仓内进行混合、掺配。此法一般采用两条皮带机输送不同的煤种，同时向一个煤仓供煤（或在下一级皮带中混合）。优点是配煤较均匀，缺点是对设备的健康水平要求较高，设备之间须添加联锁，且会增加输煤电耗。
2.2.3磨煤机内掺配法
分仓上煤，不同的煤仓上不同煤质的煤，通过调整各台锅炉给煤机的出力改变两种煤的比例达到掺配的目的。此法要求两个或多个原煤仓的煤同时供向一台磨煤机，锅炉给煤机须同时投入。
2.2.4配煤方法的应用选择
综合上述方法，煤仓内掺配法比较简单，且配煤均匀度较高，是目前较好的一种配煤方法。一般情况下可选用煤仓内掺配法，在设备因素无法满足时，采用煤场内或磨煤机内掺配法。
3.配煤掺烧的实施
3.1煤种的分类
将进厂煤按挥发分分为三大类：1类煤符合锅炉燃烧要求，2类煤为好煤，3类为次煤。
只按挥发分对煤进行分类，主要考虑到若按挥发分和发热量同时分类会造成分类过多，煤场难以满足堆放要求。按挥发分分成三大类，在掺配时考虑发热量，应能满足要求。
3.2煤场分类堆放
根据煤的分类，对煤场进行分区，划分成3个区域。在接卸火车或汽车来煤时按区域堆放，对符合要求的1类煤可直接上至原煤仓或与其它煤种进行掺配。
3.3建立数字化煤场
应用计算机技术，开发数字化煤场平台。对煤的质量则通过现场布点采样掌握，每个单元格沿煤场宽度方向取10个以上子样，人工混合，制成一个煤样，当天出化验结果，把化验后的数据录入数据库，建立起数字化煤场。
图1：应用计算机技术开发的数字化煤场平台
3.4制定配比、掺配上煤
利用数字化煤场平台，制定和优化发热量和挥发分二元掺配方案。上煤前根据设备状况、来煤情况和煤场情况制定配比。制定配比时采用加权平均法即：
配煤Vad(%)=∑Xi,ad Vad,i(i=1.2…n)
配煤Qnetad(%)=∑Xi,ad Qnetad,i(i=1.2…n)
首先采用挥发分进行配煤，在满足挥发分的要求下同时满足发热量的要求；当现有煤种无法满足挥发分的要求时则采用发热量进行配煤。
3.5优化配煤分析
为使掺配后的煤达到要求，应经常进行优化配煤分析。优化配煤时注意以下问题：
（1）配煤前准确分析煤质指标。对进厂煤取样、化验，准确得出煤的各种参数。
（2）煤质煤种分类适当。根据来煤情况及设计煤种分类,分类太少,不利于掺配；分类太多,要有较大的场地, 接卸和煤场堆放都较困难。
（3）煤质分区动态管理。严格按区域进行分类堆放，避免堆放后煤混合在一起。分区堆放宜采用动态管理，根据来煤情况进行调整。
（4）确立优化配煤比例。配煤作业比较复杂，须严格作业，通过比例作业、总量控制相结合保证配煤质量。为掌握配煤的效果，要适时了解制粉系统运行及锅炉燃烧情况，不断总结、调整配煤比例。
（5）准确计量。电子皮带称须及时投入，掌握瞬时上煤量，使各种煤的比例准确。
（6）完善数字化煤场，适时更新和完善数据。
4.结束语
在能源日益紧张、燃料价格不断上涨的情况下，配煤工作对于保证锅炉安全高效燃烧，降低发电成本，合理使用资源具有十分重大的意义。配煤技术是一门复杂的技术，需要在工作中不断总结和探索。
参考文献：
[1]沈桂男，煤质变化对锅炉运行经济性的影响，华东电力，2005，33（3）：29
[2]徐敏，浅谈火电厂的配煤工作，华东电力，2002，（9）：65
[3]郝丽芬等，燃煤电厂动力配煤技术的应用，发电设备，2005，（2）：88
[4]刘正海，火电厂煤种的混配，火电厂节能与指标管理技术手册，2006，（5）：370-371
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