顏雪琴

（上海電力股份有限公司吳涇熱電廠，上海 200241）

燃煤電廠運(yùn)行中的主要成本之一是燃料。為了降低煤炭成本，大多燃煤電廠都在摻燒劣質(zhì)煤，吳涇熱電廠也不例外。摻燒大混煤的比例在20%～30%。由于劣質(zhì)煤價(jià)低，煤炭成本有所降低，但是過(guò)熱器、再熱器、制粉系統(tǒng)等設(shè)備受煙氣磨損會(huì)加劇，勢(shì)必要增加維護(hù)和維修成本。除此之外，由于磨煤機(jī)運(yùn)行臺(tái)數(shù)增加，廠用電也會(huì)上升。為了定量分析摻燒劣質(zhì)煤后對(duì)機(jī)組供電煤耗的影響程度，專門對(duì)12號(hào)燃煤機(jī)組進(jìn)行了摻燒劣質(zhì)煤對(duì)供電煤耗影響的試驗(yàn)。

1 試驗(yàn)方案

1）機(jī)組簡(jiǎn)況 12號(hào)燃煤機(jī)組的鍋爐系上海鍋爐廠制造（SG-1025／18.3-M316型），一次中間再熱控制循環(huán)固態(tài)排渣煤粉爐，制粉系統(tǒng)選用正壓直吹式，配5臺(tái)RP-863碗式中速磨煤機(jī)。鍋爐配有4組可調(diào)式直流燃燒器，呈4角切向布置，采用同心反切燃燒方式。

2）摻燒劣質(zhì)煤方案 以12號(hào)機(jī)組的達(dá)標(biāo)煤耗340 g／k Wh為基準(zhǔn)供電煤耗，進(jìn)行240、180、120 MW三種電負(fù)荷工況下?lián)綗淤|(zhì)煤的經(jīng)濟(jì)性對(duì)比試驗(yàn)。試驗(yàn)分兩部分進(jìn)行：第一部分于2013年7月10日進(jìn)行基準(zhǔn)試驗(yàn)（不摻燒工況），檢測(cè)全燒神木煤時(shí)機(jī)組的整體運(yùn)行狀況，以便與摻燒劣質(zhì)煤試驗(yàn)工況進(jìn)行相關(guān)比較；第二部分于2013年7月12日進(jìn)行摻燒試驗(yàn)，機(jī)組按目前日常燃煤加倉(cāng)摻燒方式運(yùn)行，檢測(cè)鍋爐效率、蒸汽參數(shù)、輔機(jī)電耗等與機(jī)組經(jīng)濟(jì)性相關(guān)的參數(shù)，并根據(jù)運(yùn)行日志記載的摻燒劣質(zhì)煤時(shí)相應(yīng)磨煤機(jī)石子煤量偏大的現(xiàn)象，選取磨煤機(jī)D進(jìn)行石子煤量稱重及石子煤取樣熱值分析工作。

2 煤質(zhì)分析

吳涇熱電廠目前采用的燃煤摻燒方式為“爐前摻配、爐內(nèi)混燒”，即神木煤與大混煤在輸煤皮帶上均勻地以1∶1摻配比例混合，進(jìn)入原煤斗，再通過(guò)磨煤機(jī)一同磨制成煤粉，然后送入爐膛燃燒。試驗(yàn)期間，針對(duì)摻燒和非摻燒工況，分別取2013年7月10日及12日神木煤，2013年7月12日大混煤原煤樣送實(shí)驗(yàn)室分析，分析數(shù)據(jù)匯總?cè)绫?所示。

表1 原煤樣實(shí)驗(yàn)室分析數(shù)據(jù)

摻燒石子煤時(shí)磨煤機(jī)D數(shù)據(jù)，如表2所示。

3 試驗(yàn)結(jié)果分析

通過(guò)12號(hào)機(jī)組在240、180、120 MW三種電負(fù)荷工況下，摻燒及不摻燒煤試驗(yàn)，記錄主蒸汽溫度、再熱蒸汽溫度、再熱減溫水量、氧量、飛灰含碳和爐渣含碳等主要數(shù)據(jù)，定量分析各工況摻燒劣質(zhì)煤后對(duì)機(jī)組供電煤耗的影響程度。

表2 摻燒石子煤時(shí)磨煤機(jī)D數(shù)據(jù)

3.1 鍋爐效率對(duì)煤耗的影響

以12號(hào)機(jī)組達(dá)標(biāo)煤耗340 g／k Wh為基準(zhǔn)，進(jìn)行比對(duì)分析。試驗(yàn)結(jié)果顯示：240 MW電負(fù)荷，煤耗上升2.639 g／k Wh；180 MW電負(fù)荷，煤耗上升1.664 g／k Wh；120 MW電負(fù)荷，煤耗上升1.902 g／k Wh。鍋爐效率對(duì)煤耗的影響參見(jiàn)表3。

表3 鍋爐效率對(duì)煤耗的影響

3.2 汽水參數(shù)對(duì)煤耗的影響

從汽溫參數(shù)與再熱減溫水量角度進(jìn)行耗差分析，以基準(zhǔn)工況為比對(duì)。試驗(yàn)結(jié)果顯示：240 MW電負(fù)荷，煤耗下降0.759 g／k Wh；180 MW電負(fù)荷，煤耗上升0.936 g／k Wh；120 MW電負(fù)荷，煤耗下降0.039 g／k Wh。汽水對(duì)煤耗的影響參見(jiàn)表4。

3.3 輔機(jī)電耗對(duì)煤耗的影響

輔機(jī)電耗對(duì)供電煤耗變化的影響，以基準(zhǔn)工況為比對(duì)：240 MW電負(fù)荷，煤耗上升0.037 g／k Wh；180 MW電負(fù)荷，煤耗上升0.148 g／k Wh；120 MW電負(fù)荷，煤耗上升0.047 g／kWh。輔機(jī)電耗對(duì)煤耗的影響參見(jiàn)表5。

3.4 石子煤量對(duì)煤耗的影響

磨煤機(jī)D出力為24 t／h，摻燒方式為神木煤50%＋大混煤50%時(shí)，石子煤排放量為0.73 t／h；石子煤排放率為2.95%；石子煤灰分為81.09%；石子煤低位發(fā)熱量為4160 kJ／kg。以基準(zhǔn)工況為比較參照：240 MW電負(fù)荷，煤耗上升0.952 g／k Wh；180 MW電負(fù)荷，煤耗上升1.239g／kWh；120 MW電負(fù)荷，煤耗上升1.859 g／k Wh。石子煤量對(duì)煤耗的影響，數(shù)據(jù)分析如表6所示。煤耗綜合因素影響計(jì)算匯總，如表7所示。

表4 汽水參數(shù)對(duì)煤耗的影響

表5 輔機(jī)電耗對(duì)煤耗影響

4 結(jié)論與建議

1）分別在240、180、120 MW三個(gè)電負(fù)荷下，以不摻燒（全神木煤）工況為基準(zhǔn)，進(jìn)行摻燒后煤耗的經(jīng)濟(jì)性比較，并綜合鍋爐效率、汽水參數(shù)、輔機(jī)電耗以及石子煤量4個(gè)因素的共同影響，試驗(yàn)結(jié)論為：240 MW電負(fù)荷，摻燒后供電煤耗上升2.869 g／k Wh；180 MW電負(fù)荷，摻燒后供電煤耗上升3.987 g／k Wh；120 MW電負(fù)荷，摻燒后供電煤耗上升3.769 g／k Wh。

2）從試驗(yàn)結(jié)果可以看出，由于大混煤的灰分高達(dá)42%，固定碳和揮發(fā)性含量均相對(duì)較低，摻燒后飛灰含碳量明顯上升，導(dǎo)致未完全燃燒損失增大，鍋爐效率下降明顯，對(duì)煤耗影響達(dá)到2 g／k Wh，建議摻燒大混煤量要控制，可以適當(dāng)摻燒些褐煤等別的煤種來(lái)對(duì)沖。

表6 石子煤量對(duì)煤耗的影響

表7 煤耗綜合因素影響計(jì)算匯總

3）對(duì)汽水系統(tǒng)參數(shù)影響比較明顯的是再熱蒸汽溫度，下降的幅度在10～15℃，影響供電煤耗0.5～0.8 g／k Wh。再熱蒸汽溫度的降低，會(huì)降低循環(huán)熱效率，使得排汽壓力下的蒸汽濕度升高，有可能會(huì)對(duì)汽輪機(jī)低壓末級(jí)葉片產(chǎn)生汽蝕，建議盡可能運(yùn)行高位磨煤機(jī)并通過(guò)燃燒器擺角和風(fēng)煙擋板調(diào)整，抬高再熱器出口溫度。

4）從輔機(jī)電耗來(lái)看，六大風(fēng)機(jī)電耗基本不變，主要是磨煤機(jī)電耗明顯增大，在磨煤機(jī)出力基本一致的狀況下，摻燒工況相應(yīng)的電流和制粉單耗大于非摻燒工況，結(jié)合表6的數(shù)據(jù)，可以確認(rèn)是磨煤機(jī)石子煤量大引起的。雖然磨煤機(jī)石子煤的低位發(fā)熱量為4160 kJ／kg，小于6270 kJ／kg中速磨系統(tǒng)正常石子煤發(fā)熱量上限值，但其排放率已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了磨煤機(jī)本身出力的0.5‰。

5）摻燒大混煤（20%～30%比例），會(huì)增加供電煤耗3～4 g／k Wh，這是可以定量計(jì)算的部分，還會(huì)產(chǎn)生降低磨煤機(jī)出力、增加灰渣排放量、煙氣中灰濃度增加對(duì)鍋爐所有換熱設(shè)備磨損、堵塞增加的運(yùn)行維護(hù)成本等無(wú)法定量計(jì)算部分，建議摻燒大混煤比例應(yīng)綜合考慮以上兩方面影響。