燃燒優(yōu)質(zhì)煤與劣質(zhì)煤質(zhì)對發(fā)電綜合經(jīng)濟性影響的分析(報中電聯(lián)發(fā)布幻燈片)

燃燒優(yōu)質(zhì)煤與劣質(zhì)煤對發(fā)電綜合經(jīng)濟性影響的分析（大唐遼源熱電廠）于慶錄

2008年3月15日摘要：針對遼源廠由于鍋爐燃燒煤質(zhì)劣情況，經(jīng)常出現(xiàn)由于煤質(zhì)原因影響發(fā)電負荷及結(jié)焦被迫停爐現(xiàn)象；同時使設(shè)備磨損加重，廠用電率升高；通過對燃燒不同煤質(zhì)對發(fā)電綜合經(jīng)濟性影響的分析，提出了燃用煤質(zhì)的最經(jīng)濟選擇，11月末廠采用該方案選擇煤質(zhì)后，06年12月份至今（07年12月31）未發(fā)生停爐結(jié)焦現(xiàn)象和影響發(fā)電負荷現(xiàn)象。關(guān)鍵詞：煤質(zhì)發(fā)電經(jīng)濟性分析

一、基本情況

遼源廠現(xiàn)有兩臺俄羅斯生產(chǎn)的100MW超高溫、超高壓雙抽供熱機組，分別于2001年1月和10月投產(chǎn)發(fā)電，配套兩臺420t/h鍋爐,鍋爐設(shè)計煤種低位發(fā)熱量3934大卡/千克，校核煤種低位發(fā)熱量3651大卡/千克。02、03、04年鍋爐長期燃用低位發(fā)熱量在3700-4000大卡/千克的煤種,生產(chǎn)運行基本穩(wěn)定。

2006年以來，由于煤礦采取了水洗精煤的工藝和分質(zhì)量銷售方式，遼源廠1-10月份平均入爐燃煤低位發(fā)熱量3438大卡/千克，雖然采取了混配煤、參燒試驗、調(diào)整了燃燒器、進行了動力場試驗、調(diào)整了風粉配比和一、二次風速等一系列措施。但經(jīng)常出現(xiàn)由于煤質(zhì)原因影響發(fā)電負荷；同時使制粉系統(tǒng)、輸粉系統(tǒng)、除灰系統(tǒng)、電除塵器超設(shè)計出力運行；設(shè)備磨損加重；單耗量增加；機組運行經(jīng)濟性受到較大影響；綜合經(jīng)濟效益降低。特別是進入10月份以來，每天都存在由于煤質(zhì)影響發(fā)電負荷的問題。

二、對比分析

1、制粉系統(tǒng)嚴重超設(shè)計出力，造成設(shè)備損壞，鍋爐磨損嚴重，增加檢修費用，降低設(shè)備使用壽命。表一所示：在負荷率為84%的情況下，鍋爐燃料消耗量超出設(shè)計值43%；磨煤機出力超出設(shè)計值21.5%，鍋爐結(jié)焦、除灰、除塵系統(tǒng)故障率增加，影響正常發(fā)電、供熱。表一：2006年10月01-08日、9日生產(chǎn)日報：序號設(shè)備名稱設(shè)計值1-8日9日實際值超設(shè)計值發(fā)電量200MW346.5萬kwh403萬kwh1鍋爐燃料消耗量68．9t/h4531.8t94．41t/h4730t98．54t/h（單臺）43%2磨煤機出力40.551t/h47．20t/h49．27t/h（單臺）21．5%3給煤機出力9-56t/h47．20t/h49．27t/h（單臺）4給粉機出力3-9t/h7．87t/h8．21t/h（單臺）5發(fā)電負荷率95．05%84%6發(fā)電原煤消耗率1150g/kwh1173g/kwh2、對鍋爐效率的影響鍋爐效率對年耗煤量、年煤碳費用的影響發(fā)熱量（大卡/千克）影響鍋爐效率（%）影響煤耗（g/kwh）影響資金（萬元）3000↓-1.838↑0.443↑20.523500↓-0.854↑0.206↑9.893700↓-0.46↑0.111↑5.384000↑0.13↓0.031↓1.524500↑1.039↓0.25↓14.225000（梅河）↑1.726↓0.416↓23.995000（遼源）↑1.726↓0.416↓28.72

燃用不同煤質(zhì)，從鍋爐效率的反映看，125000萬千瓦時、按年供熱量260萬吉焦計算入爐所需煤量；鍋爐效率按國標DL/t904-2004火力發(fā)電廠技術(shù)經(jīng)濟指標技術(shù)方法技術(shù)。發(fā)熱量（大卡/千克）不同發(fā)熱量所需煤量（噸）其中鍋爐效率變化引起的煤量增減（噸）合計全年所需煤量（噸）30001122782.3+1290.291124072.2673500962384.8+513.91962898.713700910364+262.19106267-68.38842018.324500748521.51-312.99748208.525000673669.36-519.96673149.4燃用不同發(fā)熱量的煤質(zhì)年所需煤量3、對廠用電的影響發(fā)熱量大卡/千克

制粉系統(tǒng)萬千瓦時輸煤系統(tǒng)萬千瓦時除灰系統(tǒng)萬千瓦時引風機萬千瓦時送風機萬千瓦時合計電量萬千瓦時資金萬元3000806.7933.570.2295.6865.29+1071.45+364.293500321.3313.327.9738.1126+426.75+145.093700163.896.814.2619.4413.26+217.65+74400042.761.773.75.073.46-56.78-19.314500325.3113.528.3138.5826.32-432.03-146.895000551.3922.8847.9965.3944.62-723.27-248.974、對鍋爐受熱面磨損的影響

鍋爐受熱面的磨損量=飛灰磨損特性系數(shù)×爐內(nèi)材料耐磨系數(shù)×煙氣中的飛灰濃度×飛灰撞擊可能系數(shù)×煙氣中的飛灰流速×飛灰濃度不均勻分布系數(shù)×飛灰流速不均勻分布系數(shù)×鍋爐運行時間在其它條件不變的情況下，主要與飛灰濃度有關(guān)；而飛灰濃度在鍋爐過量空氣系數(shù)不變的情況下，主要與煤質(zhì)的灰份所決定，同一煤種灰份與發(fā)熱量有一定對應(yīng)關(guān)系。

從遼源廠機組投產(chǎn)運行以來，發(fā)生了10次省煤器漏泄，其中因入爐煤低位發(fā)熱量在3500大卡/千克及以下，發(fā)生了5次省煤器漏泄，占省煤器漏泄的50%。尤其2號爐高溫段省煤器漏泄，更充分說明煤質(zhì)含較大石性。如發(fā)生1次省煤器漏泄，如按停機40小時計算，影響上網(wǎng)電量400萬千瓦時（按1、2號機平均負荷100MW計算），折合人民幣150萬元，扣除成本影響收入80萬元。鍋爐啟動耗油、耗電、汽水損失等費用9萬元；合計發(fā)生一次三管漏泄間接損失達89萬元。5次影響445萬元，此外煤質(zhì)下降，灰份增大不僅影響鍋爐風機耗電增加，影響風機效率下降風機單耗增大，風機磨損加劇，使檢修周期縮短，如鍋爐引風機葉片03、04年每年做一次防磨，目前葉片每半年就需做防磨。煤質(zhì)下降，灰份增大還使鍋爐一次風管漏由2003年每月的2-3次增至2006年每月的15-18次。5、對機組負荷的影響通過對遼源廠機組運行長期觀察和試驗及鍋爐出力記錄，入爐煤低位發(fā)熱量低于3200大卡/千克（不含褐煤）時，煤質(zhì)石性較大，鍋爐將達不到額定出力運行，06年多次發(fā)生由于入爐煤質(zhì)發(fā)熱量影響機組負荷的現(xiàn)象，具體統(tǒng)計如下:入爐煤質(zhì)發(fā)熱量(大卡/千克)負荷（萬kwh）鍋爐出力(t/h)1號機2號機1號爐2號爐3019.07.27.1343.2335.82880.56.77.5356.4316.32737.25.85.5307.3260.4入爐煤質(zhì)發(fā)熱量(大卡/千克)負荷（萬kwh）鍋爐出力(t/h)1號機2號機1號爐2號爐2627.35.95.5304.2272.52976.05.46.3263.8260.03167.17.05.4359.5321.43186.26.06.3322.4272.02880.55.57.1294.4255.83102.66.45.5352.7307.33191.06.96.7359.4319.73191.07.27.1349.5341.53014.26.46.8326.5284.93145.66.66.3340.4285.52827.97.36.5360.3337.86、對燃料運輸費的影響與燃用設(shè)計煤種燃料運輸增加或減少的費用發(fā)熱量（大卡/千克）變化趨勢資金（萬元）3000↑499.453500↑198.923700↑101.464000↓26.474500↓201.395000↓341.34三、綜合比較

表一、燃用不同煤質(zhì)時比設(shè)計煤質(zhì)年增加或節(jié)約費用

發(fā)熱量（大卡/千克）變化趨勢資金（萬元）限負荷、結(jié)焦或磨損（萬元）變化趨勢合計資金（萬元）3000↑884.263000↑3884.263500↑353.91500↑1853.93700↑251.93↑251.934000↓47.29↓47.294500↓362.5↓362.55000（梅河）↓614.3↓614.35000（遼源）↓614.3↓619.03表二、燃用不同煤質(zhì)時購煤（含運費）資金

發(fā)熱量（大卡/千克）價格（元/大卡）燃用煤量（噸）資金（萬元）30000.051124072.26716861.08435000.055962898.7118535.837000.0555910626.118699.70740000.0555842018.3218692.80745000.065748208.5221885.15000（梅河礦）0.066673149.422213.935000（遼源礦）0.079673149.426589.4通過以上表一、表二、及總表（附表一）看出：1、燃用4000大卡/千克的煤比燃用3500大卡/千克的煤，年綜合節(jié)約費用4999.28萬元。2、燃用4000大卡/千克的煤比燃用3500大卡/千克的煤，年綜合節(jié)約費用2411.96萬元。3、燃用3700大卡/千克的煤比燃用3500大卡/千克的煤，年綜合節(jié)約費3587.32萬元。4、燃用4500大卡/千克的水洗精煤，比燃用4000大卡/千克的煤，年綜合費用多耗2870.03萬元（主要是煤價）。5、燃用5000大卡/千克（梅河礦）的水洗精煤，比燃用4000大卡/千克的煤，年綜合費用多耗2941.05萬元。（主要是煤價）。6、燃用5000大卡/千克（遼源礦）的水洗精煤，比燃用4000大卡/千克的煤，年綜合費用多耗5715.32萬元。（主要是煤價）。四、結(jié)論1、遼源廠鍋爐燃用煤質(zhì)發(fā)熱量在4000大卡/千克是最佳選擇，經(jīng)濟性最好；發(fā)熱量高于4000大卡/千克比低于4000大卡/千克經(jīng)濟性要好，同時對提高安全生產(chǎn)水平、降低設(shè)備磨損、保證使用壽命、煤耗和廠用電率以及提高冬季庫存能力都有相當大的好處。2、遼源廠鍋爐不易燃用煤質(zhì)發(fā)熱量低于3200大卡/千克，鍋爐將達不到額定出力運行，影響機組發(fā)電負荷。3、根據(jù)遼源廠生產(chǎn)設(shè)備配置情況，目前兩臺鍋爐的制粉系統(tǒng)日連續(xù)運行小時數(shù)基本是24h，煤質(zhì)發(fā)熱量在3400大卡/千克左右，日燃煤量最多達4400t左右，發(fā)電負荷仍受影響，制粉系統(tǒng)出力基本是45T/h,已經(jīng)超出了設(shè)計出力。因此不宜繼續(xù)燒劣質(zhì)煤。4、根據(jù)遼源周邊煤炭儲量與開采、供應(yīng)的實際情況，主要煤炭供應(yīng)的國礦已經(jīng)對煤炭進行了分選，分為水洗精煤、粒煤、煤泥、混中，其中水洗精煤熱值在5000大卡/千克以上，煤質(zhì)最好，不含石頭和矸石，可磨性好，損失?。黄浯问橇Ｃ?，熱值在4000-4500大卡/千克，煤質(zhì)較好，可磨性好，損失較小，含石頭和矸石量較少；在次之是泥煤，是水洗煤洗出的煤泥，熱值在3500—4200大卡/千克，含泥土量較大，比較粘，只能少量摻燒，易堵煤；最差的是混中，是回采煤，主要是含石頭（花崗巖石頭）量大，且無法挑選，可磨性不好，熱值低，設(shè)備磨損嚴重，影響負荷，是不能選用的煤種。5、根據(jù)市場實際情況，建議遼源電廠采用4000-4500大卡/千克篩粒煤，雖然原煤價格高一點，但對電廠的發(fā)電單位燃料成本會降低、綜合效益相對更高一些，特別是按質(zhì)論價，不受摻雜使假的欺騙，同時對避免設(shè)備損壞、影響電量、提高煤場儲存能力、產(chǎn)生經(jīng)營風險都是長遠之計。6、市場調(diào)查情況：目前遼源廠設(shè)計煤種，在遼源周邊有210萬噸左右，質(zhì)量及價格如下（根據(jù)燃管部2006.10.26日提供）：序號煤種數(shù)量（萬噸）熱值（大卡）價格（分）煤礦可用1篩粒煤6040007．75遼源礦2水洗精塊煤55500以上7．98遼源礦3篩粒煤水洗塊煤1054400-45004800-5007．47．75梅河礦604地煤4040007．75小礦20五、效果1、06年12月份至07年12月31日未發(fā)生停爐結(jié)焦現(xiàn)象，平均每次節(jié)約資金99.24萬元（前5次平均）。2007年經(jīng)濟技術(shù)指標度創(chuàng)歷史最好值。發(fā)電設(shè)備平均利用小時7364小時，供電煤耗比去年同期下降13.08克/千瓦時，綜合電率比去年同期下降0.99%，其中發(fā)電廠用電率比去年同期下降0.39%。2、未發(fā)生省煤器漏泄現(xiàn)象，如按停機40小時計算，影響上網(wǎng)電量400萬千瓦時（按1、2號機平均負荷100MW計算），折合人民幣150萬元，扣除成本影響收入80萬元。鍋爐啟動耗油、耗電、汽水損失等費用9萬元；合計發(fā)生一次三管漏泄間接損失達89萬元。發(fā)電量萬千瓦時供熱量萬吉焦綜合廠用電率%發(fā)電廠用電率%06年8月109722.2411.388.506年9月120872.5111.219.6206年10月107156.4611.039.406年11月1027936.8612.218.506年12月1210442.8811.37.207年1月1277539.1511.047.3607年2月1200926837710.727.513、發(fā)電廠用電率下降發(fā)電量萬千瓦時供熱量萬吉焦綜合廠用電率%發(fā)電廠用電率%07年3月1303931.1910.857.707年4月103318.1310.879.2607年5月121112.710.659.5407年6月130601.810.599.3307年7月143922.0210.479.2807年8月77680.5810.629.5107年9月133222.1510.289.1607年10月133988.4810.459.0207年11月1255535.0911.448.1507年12月1252538.6211.687.5711月末廠采用該方案選擇煤質(zhì)后，06年12月份、07年1月份發(fā)電量明顯比06年8-11月份增加,而發(fā)電廠用電率下降,為了便于比較,選擇供熱期11、12、1月份發(fā)電廠用電率進行比較。06年12月份比06年11月份發(fā)電廠用電率下降1.3%,影響供電煤耗下降5.8克/千瓦時,同比節(jié)約廠電量157.35萬千瓦時,節(jié)約資金56.65萬元。07年1月份比06年11月份發(fā)電廠用電率下降1.14%,影響供電煤耗下降5.1克/千瓦時,同比節(jié)約廠電量145.64萬千瓦時節(jié)約資金52.43萬元。原煤發(fā)熱量大卡/千克價格元/大卡全年燃煤量（噸）全年燃料運費（萬元）全年入廠煤費用（萬元）鍋爐效率變化%爐效影響煤耗g/kwh煤耗影響資金（萬元）廠用電量萬千瓦時廠用電量影響資金(萬元）30000.051124072.272095.9516861.084-1.8380.44320.524496.291618.6635000.055962898.711795.4218535.8-0.8540.2069.893851.591386.5737000.0555910626.11697.9518699.707-0.460.1115.383642.51311.340000.0555842018.321570.0318692.8070.13-0.031-1.523368.071212.5145000.065748208.521395.1121885.11.039-0.25-14.222992.831077.425000（梅和礦）0．066673149.41255.1522213.931.726-0.416-23.992692.6969.345000（遼源礦）0.079673149.41255.1526589.41.726-0.416-28.722692.6969.344000局本部0.074842018.32767.9224923.740.13-0.443-1.523368.071212.514500煤河礦0.071748208.521346.7723905.261.039-0.25-14.222992.831077.42附表一原煤發(fā)熱量大卡/千克包括直接損耗在內(nèi)的年耗費用（萬元）煤質(zhì)石性（含量）、熱值損失影響包括矸石影響在內(nèi)實際燃料總費用（萬元）標煤單價元/標煤發(fā)電單位燃料成本元/千瓦時限負荷（磨損停爐（萬元）包含所有損失在內(nèi)的預(yù)算成本燃料總成本300020596.216143.1126739.32555.690.2139300029739.32350021717.793244.9824972.66518.970.1998150026472.66370021714.34217123885.34496.370.191123885.34400021473.8321473.83446.260.171821473.38450024343.4124343.41505.90.194724343.415000（梅和礦）24414.4324414.43507.370.195324414.435000（遼源礦）27188.727188.7565.030.217527188.74000局本部26902.6526902.65559.080.215226902.64500煤河礦26315.2326315.23546.880.210526315.23附表一表一、圖表中橫坐標表示發(fā)熱量為3000—5000大卡/公斤表二、圖表中橫坐標表示發(fā)熱量為3000-5000大卡/公斤06年10.1-24日每日均負荷與實際日燃煤量時間日均負荷（萬千瓦時）發(fā)電量（萬千瓦時）日燃煤量（噸）16.98167.4195627.41177.8200838.43202.4190147.58181.8179258.44202.6231167.26174.2210578.07193.62529811.24269.83525916.794034730時間日均負荷（萬千瓦時）發(fā)電量（萬千瓦時）日燃煤量（噸）1017.19412.641581117.90429.641301217.34416.243831317.62422.843831417.63423.243511517.77426.443651616.73401.643581718.0043247721818.41441.842211917.68424.441512018.19436.640112117.11410.643932215.38369.240052317