摘要：当前，我国发电厂基本上为活力发电厂，而在火力发电中，燃料费用在总发电成本中的比重高达70%，并且基于我国资源紧缺背景，使得煤炭价格持续增加，导致火电厂企业经济效益严重下降，甚至发生行业性亏损问题。因此，一些企业为了改善经营状况，开始掺烧价格低廉的印尼煤。对此，本文对电厂制粉系统现状及掺烧情况以及印尼煤的特点及燃用情况进行简单介绍，对掺烧印尼煤的实际情况进行简单分析，最后介绍掺烧印尼煤的经济性情况，并提出掺烧印尼煤的运行调整建议。
关键词：电厂 印尼煤 掺烧 分析
前言：在燃煤电厂生产中，煤炭作为基础生产原料和动力之源，其成本往往能占到了电厂运营成本的70%以上[1]。近年来煤炭价格触底反弹后趋于高位，对煤电行业压力与日俱增；且随着电力改革的深入，大用户直供电的推进，竞价上网日益激烈，对燃煤电厂的生产利润和生存空间构成严峻挑战。印尼煤以其较低的市场价格受到国内煤电企业的关注，且各煤电企业也根据自身的实际进行了部分的掺烧，也取得了一定降低成本的效果。
一、电厂制粉系统现状及掺烧情况：
广州某电厂是4×320MW燃煤发电机组，制粉系统采用由北京电力设备制造厂生产的ZGM80G-III型中速辊式磨煤机（表1），单机采用五用一备正压直吹方式运行。
表1：ZGM80G-III型中速辊式磨煤机
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随着煤炭市场的价格波动，根据电厂实际生产燃烧过：神木2、山西大混、神木大混、印尼煤等不同煤种，并取得良好的经济效益。自2017年四月份开始，电厂开始尝试进行部分掺烧印尼煤，其燃用情况如下图。
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虽然该电厂掺烧印尼煤的比例并不是很大，但印尼煤以其较低的价格优势，掺烧中良好的燃烧效果，成为降低生产成本有效方法，在电厂连续掺烧的六个月，就为电厂节省生产成本约1022.2万元。但印尼煤作为一种高挥发分煤种，也需要在生产中采取行之有效的措施，保障生产的安全性。
二、印尼煤的特点及燃用情况
我厂燃用的印尼煤，其热值较低，挥发分比较高，水分较大。对制粉系统的安全运行有较高的要求，虽然该煤种极适合做动力煤种，但因其较高的挥发分，很容易热解挥发，措施不当会引起自然或者爆炸[2]。煤种的实际情况如表1。
表1 印尼煤种的工业分析
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以上述煤种，根据制粉设计“国标”的计算，结果如表2
表2 锅炉燃烧印尼煤种相关参数计算[2-6]
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可见：1、锅炉全部燃用印尼煤，理论计算在全磨运行状态虽然可以满足要求，但是实际运行中磨煤机入口一次风温受季节、管道特性、风门严密性等因素的影响而温度偏低，造成各台磨煤机干燥出力有所不足，基本无法满足实际生产要求；同时全磨运行下锅炉经济会明显下降，不能达到节能降耗的目的。2、受由于印尼煤水分较高，即使其可磨系数较大，煤种比较容易磨碎，但水分严重制约了其碾磨出力。3、同时水分太高，对磨煤机的干燥出力也有很大影响，但也有其有利一面。作为一种高挥发分煤种，其热解温度很低（仅有95℃），但磨煤机入口温度可达310℃左右，正是由于该煤种有较高的水分，水分挥发带走大部分能量，进而保证燃烧印尼煤的安全性[7]。其主要危险存在于启停和事故跳闸的过程，需采取一定的安全措施。
三、掺烧印尼煤的实际情况
锅炉磨煤机采用五运一备正常运行方式时，现有设备掺烧两台磨较为合理，不仅可以满足实际生产需求，同时还可以保证锅炉制粉系统运行有一定的安全余量和锅炉运行可靠性（与掺烧三台磨相比）；且剩余磨煤机出力余量可以通过选择次优煤种，以达到充分发挥锅炉制粉系统性能，进一步降低机组生产成本。在冬季环境气温较低，造成锅炉一次风温下降较多，应及时根据磨煤机的干燥出力情况调整掺烧方案，保证机组安全生产。
根据印尼煤的煤种特性，确保锅炉在燃用印尼煤过程中的安全，尤其是磨煤机启停和跳闸过程，必须进行有效的事故预想和技术措施。
1、对掺烧印尼煤的磨煤机出口粉温严格控制在55～65℃，磨煤机入口风量控制在原神木煤或优混煤时的风量基础上增加10％。
2、燃用印尼煤的磨煤机启动应进行充分暖磨（15分钟以上），达到给煤机启动温度为65℃后，应快速启动给煤机；可适当增加煤量，尽快将磨煤机出口粉温降至在55～65℃之间。
3、磨制印尼煤的制粉系统启动后巡检值班员应加强磨煤机本体、磨煤机出口平台、给煤机本体、石子煤排放系统、煤粉管道膨胀节等的检查，防止有漏粉、积粉现象，同时应用红外线测温仪每2小时对各粉管及原煤仓进行测温。
4、加强对印尼煤干湿情况进行监视，防止因煤湿造成堵磨。集控值班员应经常监督石子煤值班员加强石子煤的排放，防止石子煤箱着火。
5、磨制印尼煤的制粉系统停运时对应的给煤机皮带必须走空。加强对磨煤机的吹扫工作，保持40km3/h以上的冷风量对磨煤机吹扫10分钟，然后开启该磨的灭火蒸汽二次门对磨煤机通蒸汽5分钟后关闭该磨的灭火蒸汽二次门。确认磨煤机出口粉温降至49℃以下后方停运磨煤机，并保持40km3/h左右的冷风量继续对粉管进行吹扫30分钟。
四、掺烧印尼煤的经济性
作为一种比较劣质的煤种，其降低生产成本的经济优势比较明显。虽然机组运行中的煤量由燃烧优质煤的139t/升至150t/h,但对锅炉风烟系统和锅炉效率并未造成明显影响。且印尼煤作为一种比较容易磨制的煤种，其在磨制过程中磨煤机的加载压力比磨制哈氏系数为50的煤种低很多，磨煤机运行过程中电流较其它煤种低4～6A；该煤种的硫份、灰分等较低，对锅炉脱硫、脱硝、除尘未有明显影响。
五、掺烧印尼煤的运行调整
1、根据掺烧印尼煤的磨煤机出口温度，合理增大磨煤机出力。因为印尼煤的露点很低（表2），低于露点温度煤粉很容易在分离器顶部，弯头、闸板门、膨胀节等处聚集，影响煤粉输出，严重者堵塞煤粉管道。
2、对掺烧印尼煤的磨煤机的加载压力合理控制，由于该煤种的可磨系数较高，较为容易碾磨；加载压力过大很容易引起磨煤机的磨辊振动，加载压力调节以自动优先；如无法有效降低振动，采取手动调节加载压力方式，防止磨辊长期振动而损害磨煤机。
3、若掺烧印尼煤的磨煤机发生磨煤机中心落煤管堵煤造成的磨煤机出口温度突升，应立即采取措施降低磨煤机出口温度，可保持最大冷风量进行吹扫并对磨煤机通灭火蒸汽，防止印尼煤热解自燃。停运磨煤机时通知石子煤值班员必须排放干净。
4、印尼煤种一般湿度较大，密切监视磨煤机电机电流和磨煤机进出口压差，合理控制磨煤机出力，保证磨煤机进出口差压在合理范围，防止堵磨。
参考文献：
[1]中国电力企业联合会. 中国电力行业年度发展报告2016[R]. 北京: 中国市场出社,2016
[2] DL/T 5145-2012,火力发电厂制粉系统设计计算技术规定[S]. 北京: 中国电力出版社,2012
[3] 徐启,李乔乔,潘萌萌. 中速磨煤机直吹式制粉系统干燥剂和通风量计算分析[J]. 华电技术,2015(5): 57-59
[4] 王立芳. 新型 MPS 中速磨煤机的理论计算及结构有限元分析[D]. 吉林大学, 2013
[5]DL/T 5240-2010, 火力发电厂燃烧系统设计计算技术规程[S]. 北京: 中国电力出版社,2011
[6]珞家騄,余晓福,王永清. 水和水蒸气热力性质图表. 哈尔滨工业大学: 高等教育出版社,2003
[7] 杨帅普.某燃煤电厂320MW机组的中速磨直吹式制粉系统节能研究[D].华南理工大学，2018
论文作者:赵学科
论文发表刊物:《电力设备》2019年第24期
论文发表时间:2020/5/6