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燃烧优质煤与劣质煤对发电综合经济性影响的分析（大唐辽源热电厂）于庆录2008年3月15日摘要：针对辽源厂由于锅炉燃烧煤质劣情况，经常出现由于煤质原因影响发电负荷及结焦被迫停炉现象；同时使设备磨损加重，厂用电率升高；通过对燃烧不同煤质对发电综合经济性影响的分析，提出了燃用煤质的最经济选择，11月末厂采用该方案选择煤质后，06年12月份至今（07年12月31）未发生停炉结焦现象和影响发电负荷现象。关键词：煤质发电经济性分析一、基本情况辽源厂现有两台俄罗斯生产的100MW超高温、超高压双抽供热机组，分别于2001年1月和10月投产发电，配套两台420t/h锅炉,锅炉设计煤种低位发热量3934大卡/千克，校核煤种低位发热量3651大卡/千克。02、03、04年锅炉长期燃用低位发热量在3700-4000大卡/千克的煤种,生产运行基本稳定。2006年以来，由于煤矿采取了水洗精煤的工艺和分质量销售方式，辽源厂1-10月份平均入炉燃煤低位发热量3438大卡/千克，虽然采取了混配煤、参烧试验、调整了燃烧器、进行了动力场试验、调整了风粉配比和一、二次风速等一系列措施。但经常出现由于煤质原因影响发电负荷；同时使制粉系统、输粉系统、除灰系统、电除尘器超设计出力运行；设备磨损加重；单耗量增加；机组运行经济性受到较大影响；综合经济效益降低。特别是进入10月份以来，每天都存在由于煤质影响发电负荷的问题。二、对比分析1、制粉系统严重超设计出力，造成设备损坏，锅炉磨损严重，增加检修费用，降低设备使用寿命。表一所示：在负荷率为84%的情况下，锅炉燃料消耗量超出设计值43%；磨煤机出力超出设计值21.5%，锅炉结焦、除灰、除尘系统故障率增加，影响正常发电、供热。表一：2006年10月01-08日、9日生产日报：序号设备名称设计值1-8日9日实际值超设计值发电量200MW346.5万kwh403万kwh1锅炉燃料消耗量68．9t/h4531.8t94．41t/h4730t98．54t/h（单台）43%2磨煤机出力40.551t/h47．20t/h49．27t/h（单台）21．5%3给煤机出力9-56t/h47．20t/h49．27t/h（单台）4给粉机出力3-9t/h7．87t/h8．21t/h（单台）5发电负荷率95．05%84%6发电原煤消耗率1150g/kwh1173g/kwh2、对锅炉效率的影响锅炉效率对年耗煤量、年煤碳费用的影响发热量（大卡/千克）影响锅炉效率（%）影响煤耗（g/kwh）影响资金（万元）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（辽源）↑1.726↓0.416↓28.72燃用不同煤质，从锅炉效率的反映看，125000万千瓦时、按年供热量260万吉焦计算入炉所需煤量；锅炉效率按国标DL/t904-2004火力发电厂技术经济指标技术方法技术。发热量（大卡/千克）不同发热量所需煤量（吨）其中锅炉效率变化引起的煤量增减（吨）合计全年所需煤量（吨）30001122782.3+1290.291124072.2673500962384.8+513.91962898.713700910364+262.1910626.14000842086.7-68.38842018.324500748521.51-312.99748208.525000673669.36-519.96673149.4燃用不同发热量的煤质年所需煤量3、对厂用电的影响发热量大卡/千克制粉系统万千瓦时输煤系统万千瓦时除灰系统万千瓦时引风机万千瓦时送风机万千瓦时合计电量万千瓦时资金万元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、对锅炉受热面磨损的影响锅炉受热面的磨损量=飞灰磨损特性系数×炉内材料耐磨系数×烟气中的飞灰浓度×飞灰撞击可能系数×烟气中的飞灰流速×飞灰浓度不均匀分布系数×飞灰流速不均匀分布系数×锅炉运行时间在其它条件不变的情况下，主要与飞灰浓度有关；而飞灰浓度在锅炉过量空气系数不变的情况下，主要与煤质的灰份所决定，同一煤种灰份与发热量有一定对应关系。从辽源厂机组投产运行以来，发生了10次省煤器漏泄，其中因入炉煤低位发热量在3500大卡/千克及以下，发生了5次省煤器漏泄，占省煤器漏泄的50%。尤其2号炉高温段省煤器漏泄，更充分说明煤质含较大石性。如发生1次省煤器漏泄，如按停机40小时计算，影响上网电量400万千瓦时（按1、2号机平均负荷100MW计算），折合人民币150万元，扣除成本影响收入80万元。锅炉启动耗油、耗电、汽水损失等费用9万元；合计发生一次三管漏泄间接损失达89万元。5次影响445万元，此外煤质下降，灰份增大不仅影响锅炉风机耗电增加，影响风机效率下降风机单耗增大，风机磨损加剧，使检修周期缩短，如锅炉引风机叶片03、04年每年做一次防磨，目前叶片每半年就需做防磨。煤质下降，灰份增大还使锅炉一次风管漏由2003年每月的2-3次增至2006年每月的15-18次。5、对机组负荷的影响通过对辽源厂机组运行长期观察和试验及锅炉出力记录，入炉煤低位发热量低于3200大卡/千克（不含褐煤）时，煤质石性较大，锅炉将达不到额定出力运行，06年多次发生由于入炉煤质发热量影响机组负荷的现象，具体统计如下:入炉煤质发热量(大卡/千克)负荷（万kwh）锅炉出力(t/h)1号机2号机1号炉2号炉3019.07.27.1343.2335.82880.56.77.5356.4316.32737.25.85.5307.3260.4入炉煤质发热量(大卡/千克)负荷（万kwh）锅炉出力(t/h)1号机2号机1号炉2号炉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、对燃料运输费的影响与燃用设计煤种燃料运输增加或减少的费用发热量（大卡/千克）变化趋势资金（万元）3000↑499.453500↑198.923700↑101.464000↓26.474500↓201.395000↓341.34三、综合比较表一、燃用不同煤质时比设计煤质年增加或节约费用发热量（大卡/千克）变化趋势资金（万元）限负荷、结焦或磨损（万元）变化趋势合计资金（万元）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（辽源）↓614.3↓619.03表二、燃用不同煤质时购煤（含运费）资金发热量（大卡/千克）价格（元/大卡）燃用煤量（吨）资金（万元）30000.051124072.26716861.08435000.055962898.7118535.837000.0555910626.118699.70740000.0555842018.3218692.80745000.065748208.5221885.15000（梅河矿）0.066673149.422213.935000（辽源矿）0.079673149.426589.4通过以上表一、表二、及总表（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，年综合节约费用4999.28万元。2、燃用4000大卡/千克的煤比燃用3500大卡/千克的煤，年综合节约费用2411.96万元。3、燃用3700大卡/千克的煤比燃用3500大卡/千克的煤，年综合节约费3587.32万元。4、燃用4500大卡/千克的水洗精煤，比燃用4000大卡/千克的煤，年综合费用多耗2870.03万元（主要是煤价）。5、燃用5000大卡/千克（梅河矿）的水洗精煤，比燃用4000大卡/千克的煤，年综合费用多耗2941.05万元。（主要是煤价）。6、燃用5000大卡/千克（辽源矿）的水洗精煤，比燃用4000大卡/千克的煤，年综合费用多耗5715.32万元。（主要是煤价）。四、结论1、辽源厂锅炉燃用煤质发热量在4000大卡/千克是最佳选择，经济性最好；发热量高于4000大卡/千克比低于4000大卡/千克经济性要好，同时对提高安全生产水平、降低设备磨损、保证使用寿命、煤耗和厂用电率以及提高冬季库存能力都有相当大的好处。2、辽源厂锅炉不易燃用煤质发热量低于3200大卡/千克，锅炉将达不到额定出力运行，影响机组发电负荷。3、根据辽源厂生产设备配置情况，目前两台锅炉的制粉系统日连续运行小时数基本是24h，煤质发热量在3400大卡/千克左右，日燃煤量最多达4400t左右，发电负荷仍受影响，制粉系统出力基本是45T/h,已经超出了设计出力。因此不宜继续烧劣质煤。4、根据辽源周边煤炭储量与开采、供应的实际情况，主要煤炭供应的国矿已经对煤炭进行了分选，分为水洗精煤、粒煤、煤泥、混中，其中水洗精煤热值在5000大卡/千克以上，煤质最好，不含石头和矸石，可磨性好，损失小；其次是粒煤，热值在4000-4500大卡/千克，煤质较好，可磨性好，损失较小，含石头和矸石量较少；在次之是泥煤，是水洗煤洗出的煤泥，热值在3500—4200大卡/千克，含泥土量较大，比较粘，只能少量掺烧，易堵煤；最差的是混中，是回采煤，主要是含石头（花岗岩石头）量大，且无法挑选，可磨性不好，热值低，设备磨损严重，影响负荷，是不能选用的煤种。5、根据市场实际情况，建议辽源电厂采用4000-4500大卡/千克筛粒煤，虽然原煤价格高一点，但对电厂的发电单位燃料成本会降低、综合效益相对更高一些，特别是按质论价，不受掺杂使假的欺骗，同时对避免设备损坏、影响电量、提高煤场储存能力、产生经营风险都是长远之计。6、市场调查情况：目前辽源厂设计煤种，在辽源周边有210万吨左右，质量及价格如下（根据燃管部2006.10.26日提供）：序号煤种数量（万吨）热值（大卡）价格（分）煤矿可用1筛粒煤6040007．75辽源矿2水洗精块煤55500以上7．98辽源矿3筛粒煤水洗块煤1054400-45004800-5007．47．75梅河矿604地煤4040007．75小矿20五、效果1、06年12月份至07年12月31日未发生停炉结焦现象，平均每次节约资金99.24万元（前5次平均）。2007年经济技术指标度创历史最好值。发电设备平均利用小时7364小时，供电煤耗比去年同期下降13.08克/千瓦时，综合电率比去年同期下降0.99%，其中发电厂用电率比去年同期下降0.39%。2、未发生省煤器漏泄现象，如按停机40小时计算，影响上网电量400万千瓦时（按1、2号机平均负荷100MW计算），折合人民币150万元，扣除成本影响收入80万元。锅炉启动耗油、耗电、汽水损失等费用9万元；合计发生一次三管漏泄间接损失达89万元。发电量万千瓦时供热量万吉焦综合厂用电率%发电厂用电率%06年8月109722.2411.