摘要：目前，我国正处于高速发展的阶段，对电力的需求量处于持续上升状态，在这种形势下，火电厂运行中需要承受极重的经济负担。因此，火电厂为确保自身运行正常需要采取各种措施降低发电成本，其中最为主要的就是使用配煤掺烧。此举虽然有效降低了火电厂的发电成本，但却带来新的困扰，配煤掺烧中对配比有着极严格的要求，实际中经常出现配比不当影响锅炉系统安全稳定运行的情况。为此，本文就针对火电机组配煤掺烧全过程优化技术应用进行分析研究。
关键词：火电机组；配煤掺烧；全过程优化
引言：
配煤掺烧是燃用多种煤电厂确保锅炉安全经济运行的一项重要措施。在国民生产生活用电日益增多的情况下，火电厂为了更好的进行电力生产，需要长时间持续的应用锅炉，可能造成锅炉损坏，影响电力生产活动。为了规避此种情况，应当在锅炉烧煤中科学、合理的应用配煤掺烧方法，降低炉膛内热量，缓解锅炉损伤程度。
一、配煤掺烧的基本理论要求
1.煤燃烧性的特点
（1）发热量。煤的利用价值主要来自于对发热量的考量，这也是煤炭性能指标中作用最为突出的一项关键因素所在。机组运行的过程中，发热量是证明锅炉是不是处于热平衡、有没有开展负荷调节和配煤掺烧的一项主要标准。
（2）水分。水分是煤的固有组成成分，正是因为水分的存在，煤中的可燃物质大量的减少，在煤的燃烧过程中，如果水分含量过高，会阻碍煤的燃烧，加大煤燃烧过程中的损耗，也会加速破坏引风机。
（3）挥发分。这项指标的高低会直接影响着火的速度、燃烧的快慢和火焰的性状等等。煤中挥发分的数量是随着不同煤种而改变的，一般情况下。挥发分数量和煤的碳化程度保持负相关的关系，但是煤燃烧的稳定性和燃尽性也不尽如人意。要是煤挥发性程度较高，不但会缩短着火距离，还会影响整个燃烧器和制粉系统的稳定运行。
2.污染物排放特性
在配煤掺烧的利用过程中，主要的影响物包括氮氧化物、二氧化硫和烟尘。煤的挥发分较高而含氮量较低的话，就不会排放氮氧化物，控制氮氧化物的排放使用的技术主要是低氮燃烧与尾部脱硝的技术手段。
二、配煤掺烧全过程优化技术的应用探究
1.模型设计的原则
（1）尽量全面考虑入炉混煤产生的全部环节和锅炉运行的整个过程，如煤的购买、检测、运输、堆放、管理、掺烧方法设计和具体的掺配、燃烧等。
（2）模型的核心任务是完成来煤煤种的掺烧配比设计。在掺配设计过程中，要综合考虑混煤的各煤质参数，主要为混煤单价、发热量、挥发分、硫分、水分、灰分、配煤代价等，这些参数的测定应满足国家相关测试标准和测试规范，由电厂专门机构进行独立测试。
（3）煤质基本参数并不是孤立的，其具有一定的相关性。混煤的发热量、水分、灰分、硫分线性可加，挥发分虽然非线性可加，但目前动力配煤认为是线性可加，煤的灰熔融性与配比则是非线性关系。
（4）混煤的发热量、水分、灰分、硫分、挥发分等要满足锅炉设计要求，在此前提下，单价和配煤代价越低越好。
2.模型设计与分析
基于上述设计原则，设计的多方位配煤掺烧模型如图1所示。由图1可知，多方位配煤掺烧模型主要包括进煤管理模块、煤场管理模块、配煤方案设计模块和掺烧现场管理模块等。
（1）进煤管理模块。进煤管理模块主要负责来煤标准的获取，对来煤进行验收、检测，获取电厂购进燃煤第一手参数，主要工作为：
①获得来煤标准。根据煤炭招标结果，从燃煤供应商处获得所购买燃煤的煤种、煤质，进煤数量等信息，需要供应商提供供煤样本作为日后来煤验收的标准。
②来煤验收。根据供应商提供的样本对实际大批量来煤进行验收，抽样检查合格后将购进的燃煤参数提交至煤场管理模块和配煤方案设计模块。
③来煤检测。尽管购进的燃煤符合合同规定基本参数，但为了更好地实现配煤方案和燃煤在煤场中科学合理的存放，必须对不同批次来煤的具体属性进行检测和统计，如单价、发热量、挥发分、灰分、全水分、硫等。
④信息输出和日常维护。将所购燃煤的检测数据告知煤场管理模块及配煤方案设计模块，并进行相关信息的日常维护和更新等。
（2）煤场管理模块。煤场管理模块主要对燃煤进行合理存储，根据配煤计划完成配煤输煤工作等。基本工作为：
①基本信息接收。从进煤管理模块获得燃煤相应数据，如供应商、煤种、煤质、数量、燃煤具体属性等。
②存煤。根据进煤情况和以往配煤历史，合理安排燃煤存储方式，有利于低成本存储、管理及日后配煤、输煤等。
③存煤情况分析。根据目前存煤情况，统计分析煤场信息，方便用户管理。
④配煤输煤。根据配煤方案设计模块提供的配煤方案和煤场存煤情况，完成具体的配煤和输煤工作，将锅炉燃烧所需混煤送至指定地点。
⑤日常维护。基本信息的日常更新等。
（3）配煤方案设计模块。该模块主要根据进煤管理模块、煤场管理模块、掺烧现场管理模块提供的信息，进行配煤方案的设计。具体工作为：
①配煤方案确定。根据电厂目前的燃煤信息（如煤种、煤质参数）、掺烧现场信息（如锅炉近期运行情况）、煤场信息（如各煤种储量、存储分布）等，初步确定多种（2～3种）配煤方案。
②配煤方案确定。对煤种配煤方案进行分析，给出每种方案相应的掺烧参数（如发热量、挥发分、硫分、负荷、单价等），选择最好方案。
③配煤方案输出及更新。将配煤方案输出给煤场管理和掺烧现场管理模块，如果掺烧现场临时出现异常或紧急情况，根据已有配煤计划，及时更新配煤计划。
④日常维护。基本信息的更新维护。
（4）掺烧现场管理模块。该模块主要指掺烧现场的监管人员对锅炉运行情况进行监督，如出现锅炉结焦、一次风管堵塞等问题要立即处理，并将结果反馈至配煤方案设计模块，用于配煤方案的更新、改进等。
3.模型的应用分析
（1）进煤管理模块加强对进厂煤的检测和监管，当来煤情况或入厂煤质发生大幅变化时，及时向配煤方案设计模块提供相关警示信息，便于对掺配方案进行调整。
（2）煤场管理模块负责及时向配煤方案设计模块提供存煤信息，并根据存煤情况和以往配煤经验，提供掺配方式建议。实际应用中，由于褐煤挥发分高，易自燃，到场后原则上不应在储煤场存储；若来量大，未及时排空，应存储在储煤场尾部的专储位置，边储边压实，并及时处理局部自燃和加强对易燃易爆物的检查。
（3）配煤方案设计模块可根据存煤情况和存煤煤质参数，合理决定混配上煤方式，当掺配方式或比例有较大改变时，应向安全部门汇报。既要保证机组的安全稳定运行，又不能使储煤场出现褐煤单一、煤种存量过大的现象。当配煤掺烧现场管理模块反馈来锅炉结焦等紧急信息时，应根据负荷情况，及时更改配煤方案，降低负荷运行。
（4）掺烧现场管理模块的工作人员应加强对锅炉运行情况的监管，将数据反馈至配煤方案设计模块。实际运行中，由于所掺配的褐煤发热量低、灰分高，大负荷时容易发生一次风管堵塞和大渣量现象。因此要加强对一次风压的检测，以及对捞渣机转动部分和电机部分的检查，保证掺烧现场的安全稳定运行，运行中一旦发现锅炉结焦，要向配煤方案设计模块及时反馈。
结语：
随着配煤掺烧方法的普及，几乎所有的火电厂燃煤管理中都有优化配煤技术方面的内容，加强配煤掺烧方法的技术改造或有效掺烧措施的实施等，提高配煤掺烧方法的有效性，科学、合理的应用到锅炉烧煤中，这不仅能够保证锅炉烧煤安全、有效的运行，还能促进电力生产经济效益的提高。
参考文献：
[1]刘兴文.火电厂配煤掺烧管理措施探讨[J].科技资讯，2014
[2]张桂萍.对火电厂配煤掺烧管理工作的分析[J].山东工业技术，2014
论文作者:张利邦
论文发表刊物:《电力设备》2018年第26期
论文发表时间:2019/1/16
标签：煤场论文; 锅炉论文; 管理模块论文; 方案设计论文; 发热量论文; 燃煤论文; 模块论文; 《电力设备》2018年第26期论文;