火电厂煤种的混配

火电厂煤种的混配

配煤，就是燃料生产流通部门根据用户对煤质的要求，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的混合煤，它虽然具有掺配单煤的某些特征，但其综合性能已有所改变，实际上是人为加工而成的一个新的“煤种”。动力配煤的基本原理就是利用各种煤在性质上的差异，相互“取长补短”，发挥各掺配煤种的优点，最终使配出的混合煤在综合性能上达到“最佳性能状态”以满足用户的要求。火电厂煤种的混配就是在燃煤电厂输煤系统中，利用某些手段，使混配出的混煤性能能够满足锅炉设计要求。

一、配煤的意义

动力配煤技术作为较成熟易行的煤炭燃前加工技术之一，以其投资抵、效果显著而成为能够尽快投入使用的洁净煤技术之一。它能够在煤炭入炉前，提高煤炭的品质。其意义在于：

⑴人们可以对煤炭的燃烧行为加以预测及控制，使原来低品质的劣质燃煤变成优质燃煤，是原来高污染、高硫排放的煤不经任何添加剂，仅仅通过配煤就可以变成低污染、低硫排放的煤。在动力配煤的配制过程中，也可以通过添加适当的高温固硫添加剂，从而大大减少燃用配煤所产生的二氧化硫排放量；同时，由于燃烧效率的提高，排放烟气中的未

燃烬粉尘及其他有害成分也能够相应减少，减轻了环境污染，并可使企业免支或少支二氧化硫排放费。

⑵使原来易结渣的煤变成不易结渣的煤，降低锅炉事故率；同时提高锅炉效率，节约大量煤炭。我国燃煤锅炉热效率之所以低，最主要的原因是实际燃用的煤炭与锅炉设计使用的煤炭不一致，各种煤种之间燃烧性能相差甚远，煤质与炉型严重脱节。特别是近几十年以来，随着国家煤炭政策的逐步开放，这种现象越来越严重。过去一直采用的是以“炉改”去适应煤炭，很多新锅炉刚安装完毕就得改造，国家每年需要投入大量资金对易结渣、超温、磨损等问题锅炉进行改造。当然改炉可以使炉型适应煤质，效果也相当明显，但“削足适履”，锅炉仍然不能适应煤种新的变化。生产和使用动力配煤，以煤适炉，将多品种煤混合配置成接近锅炉设计煤质，然后送入锅炉中燃烧，既可以节约大量改炉费用，又可以提高锅炉效率，节约大量煤炭。

⑶提高劣质煤的利用率，充分利用当地煤炭资源。长期以来，国家有关政策一直鼓励企业燃用当地煤。但由于很多地方煤炭资源的质量较差，属于劣质煤，企业使用的积极性不高。动力配煤的推广使用可以有效的改变这种情况，它能够使用户经过配煤得到质量稳定的煤炭，改善着火稳定性，提高燃烧效率。同时又减少流通运输费用，是煤炭得到合理利用，提高流通效益。

⑷随着供用电矛盾的缓解，电网调峰任务日趋繁重，大量机组较长时间在低负荷下运行。为了保证锅炉低负荷燃烧稳定，也需要进行煤种的混配。

⑸燃料费用占火电厂成本的比重高达70%左右，随着市场经济的深化改革，煤炭市场的开放，电厂在保证安全、经济运行的基础上，可以同时选择几个品种煤掺配燃烧，以降低燃料费用。

二、混配的约束条件

为了保证锅炉的安全性、经济性的需要，对混配煤的煤质提出一定的约束条件。假设有n种煤，各煤的配比分别为χ1、χ2、χ3、…、χn,则首先应满足下列两个约束条件。

χ1+χ2+χ3+…+χn=1

χ1≥0,χ2≥0,χ3≥0,…,χn≥0

其他约束条件根据需要从以下几项煤质指标中选择。

1、挥发分

挥发分含量越高的煤，着火性能越好，燃烧稳定，飞灰可燃物越少；对于挥发分很少的无烟煤，焦炭很难燃尽，飞灰可燃物含量高，机械不完全燃烧热损失大。挥发分是评价配煤的首要条件，是衡量燃煤着火难易程度的重要指标；挥发分对着火温度、着火速度都有明显的影响。入炉煤挥发分变化太大时，空气过剩系数、热风温度、煤粉细度都要发生相应变化，给燃烧调整带来很大不便。对于一台煤粉炉，其

挥发分的适应范围很窄，挥发分不能小于某个下限值V daf,min,以维持低负荷燃烧的稳定性和经济性；挥发分也不能高于某个上限值V daf,max，以防止燃烧器喷口烧坏或引起其他事故。

因此混配煤时，挥发分有两个约束条件，即

χ1V1+χ2V2+χ3V3+…+χn V n≥V daf,min

χ1V1+χ2V2+χ3V3+…+χn V n≤V daf,max

2、发热量

发热量，是表征煤质的综合性指标，是燃煤的最重要的性能指标。发热量低，锅炉燃烧不稳，机械不完全燃烧和排烟热损失增大，磨煤机电耗增大，因此发热量有个最低限值Q net,armin。

χ1Q net,ar1+χ2Q net,ar2+χ3Q net,ar3+…+χn Q net,arn ≥Q net,armin

3、灰分

煤中灰分含量增加，火焰传播速度减缓，着火推迟，燃烧稳定性差；灰分含量增加，也会使焦炭燃尽程度变差，灰渣物理热损失增加；灰分含量增加，还会引起受热面污染和磨损增加，因此灰分有个最高限制A armax。

χ1A ar1+χ2A ar2+χ3A ar3+…+χn A arn≤

A armax

4、水分

水分增加，煤的热量还有一部分将消耗在水分的蒸发和

过热上，是炉膛燃烧温度水平降低，导致燃烧稳定性变差，减少煤粉的燃尽程度；水分增加还会引起输煤设备堵塞，因此水分就有个最高限值M armax。

χ1M ar1+χ2M ar2+χ3M ar3+…+χn M arn≤M armax

5、硫分

煤中硫分虽然是可燃物，但是硫份含量过高，会引起空气预热器腐蚀和堵灰同时还会引起环境污染恶化，因此硫份有个最高限值S armax。

χ1S ar1+χ2S ar2+χ3S ar3+…+χn S arn≤S armax

6、灰熔点

灰熔点是煤质是否容易结渣的指标，对锅炉的安全经济运行有重大的影响；特别要注意的是，混煤灰熔点不是单煤指标的简单线性函数关系，混煤的结果有可能使灰熔点降低很多，这一点在配煤时必须充分考虑。

三、混配比例

对于多煤种混合，首先查看含硫份、水分、挥发分、灰分和热量，这几种指标哪几项偏离设计值太大，哪项指标是我们混配后需要满足要求的，例如我们主要关心挥发分、灰分，此时应采取下列步骤计算。

列出混配后指标方程式，即

χ1V1+χ2V2+χ3V3+…+χn V n=V设计值

χ1A1+χ2A2+χ3A3+…+χn A n=A设计值