配煤掺烧对电厂经济性影响的实验研究
李玉贵，张大伟，张静蝶，周静
（大唐东北电力试验研究限公司，西安710000）
摘要：在目前煤价波动较大、煤种复杂、煤质多史的情况下，确定电厂的”最经济煤种”，用最经济煤种在线指导配煤、在线指导购煤，提高经济效益成为目前电厂盈待解决的问题.国 电宁夏石嘴山发电有限责任公司通过在不同负荷、不同煤质工况下进行对比实验，得出锅炉效率与混爆热值的图线关系、排灰成本和环保成本与煤质的关系以及综合成本与混煤热值的图线关系，并由此得到16MJ/kg热值的混煤为当年度电厂的“最经济煤种”.
关键词：配煤掺烧；锅炉效率；接灰成本；环保成本；最经济煤种
中图分类号：TM621.2文献标志码：B文章编号：1009-3230（2018）10-0012-04
ExperimentalStudyonPowerPlantEconomyBased on Coal Blending and BlendingBurning
LI Yu gui ZHANG Da wei ZHANG Zheng rong ZHOU Jing(Datang Northeast Electric Power Test & Research Institute Xi'an 71000 China)
Abstract: In the current situation of coal price fluctuations plex kinds of ooal and changes incoal quality determining “the most econormical coal" of power plants and with the most economicalbenefits have bee urgent problems to be solved by power plants. Ningxin Shizuishan Power Plant coal to guide coal blending online to guide coal purchasing coal online andto improve economicobtained the figure between the boiler efficiency and blending coal calorific value the quantitativerelationship betweencost of ash and environmental proteetion and coal quality the figure betweenoverall cost and blending coal calorific value and thus find that 16MJ/kg is “ the most economical coal" of this year.
Key words: Coal blending and blending burning; Boiler eficiency; Ash cost; Environment cost;The most economical coal
用的煤种差异性很大，这就造成锅炉长期无法在煤种会造成着火延迟、飞灰含碳高、锅炉效率降量翻倍、脱硫效率下降等诸多负面影响，导致锅炉事故急剧增加.
0引言
以煤炭为主，并且在未来很长的一段时间内将继续维持这种局面.面在煤炭的消费结构中，电煤低、燃煤量增高、磨损加刷、制粉耗电升高、冲灰水的消耗也达到了一半以上.
对于燃煤电厂，为了保持稳定的电力生产，势必需要维持一定库存量的煤炭.由于煤炭市场供应紧张以及对煤炭经济性的考量，同一个电厂使
因此，如何在煤炭价格多变的市场环境下确定电厂燃煤最经济煤种对提高电厂的经济效益就显得尤为重要.而配煤掺烧工作可以对煤的掺烧状况进行客观地评价，文中通过实验比较不同煤
种、不同掺烧比例以及不同负荷工况下的机组运行效率、排灰成本、大气环保成本以及设备寿命和安全性，可以得到当前煤价下的“最经济煤种“[2-3}.
喷水减温调节过热汽温，中间一次再热，平衡通风，三分仓容克式空气预热器，刮板捞渣机连续固态排渣，全钢构架，悬吊结构，锅炉运转层以上为紧身封闭岛式布置，燃用烟煤.
1.2实验工况安排
1配煤变化对锅炉效率的实验研究
实验根据先期掺烧试验结果选取了9种热值的混煤，其低位热值分别在16、17、18、19MJ/kg左右变化，实际低位热值以测得的数据为准.实验的负荷工况包括320、270.220MW.
1.1实验系统
实验的实验平台是基于国电宁夏石嘴山发电有限责任公司下属一发公司的2台锅炉机组，2台锅炉均为WGZ1018/18.44-2型，系武汉锅炉厂生产制造的亚临界自然循环汽包锅炉.锅炉采用中速磨直吹制粉系统，双通道轴向旋流燃烧器，对冲布置，尾部双烟道，烟气挡板调节再热汽温，
1.3实验数据
表1为9组实验工况下测得的锅炉效率、发电标煤耗、厂用电率和供电标煤耗的参数数据.
表！
实验步数
负荷/MW 320 270 220煤质灰份A/% 39.77 38.24 35.35 40.65 40.41 40.12 40.41 41.3 38.08低位热值 16.14 17.1 18.13 15.89 16.11 16.57 15.61 15.92 16.82/Mkg-1锅炉效率/% 91.45 91.93 92.32 16′16 91.65 91.67 91.3 91.66 91.85/g-kw-1-h-1 发电标煤耗 313.22 311.11 300.99 317.84 312.62 304.8 313.36 317.61 313.28厂用电率/% 6.42 6.36 6.46 6.62 6.78 6.815 6.73供电标煤耗 6.59 6.8/g-kw--h-1 335.35 332.38 321.57 339.93 12E 336.22 340.42 336.14
1.4结果与分析
显然，由图表中的数据可以很清晰地得出锅炉效率与发电标煤耗、厂用电率和供电标煤耗均成正相关的实验规律.其原因在于锅炉效率越高，电厂燃用同样数量的煤所发出的电量就越多，发电标煤耗自然就越低，同理，厂用电率与供电标煤耗也就感低.
图1锅炉效率与灰份关系图
利用EXCEL软件处理得到灰份、低位热值与锅炉效率的散点图，并根据散点图拟合得到图1-2的线性分布.
温度，这两种因素都会造成锅炉效率的降低.因此，图1和图2表明煤质的好坏将直接影响锅炉的效率，并直观地体现在发电标煤耗等经济参数中.
由图1和图2对比可以看出：随着煤质的变差，煤的低位热值变低，其灰份随之变高，灰份增加后不利于煤在炉膛内的着火及燃尽，增加了燃 烧损失，此外，灰份增加还会降低炉腔的理论燃烧
2 配煤变化对排灰成本的影响
配煤变化会带来灰份的差异，而灰份的存在
2.2冲灰水量和冲灰水费
冲灰水量可由下式计算得到：
(2)
式中，G为冲灰水量（t）；G为灰量（t）.
在已知燃煤量和灰份的条件下，冲灰水费用的计算公式如下：
(3)
式中，F为冲灰水费，（元）；G为燃煤量，（元）；A为灰份（%）：f为冲灰水单价（元/吨）.
图2锅炉效率与低位热值关系图
不仅会降低锅炉的效率，还会对锅炉的受热面造成磨损，产生炉内结渣、造成金属腐蚀等问题，这些问题都会降低电厂的经济效益，所以在计算电厂经济性时必须计算其排灰成本.电厂的排灰成本主要由两部分构成：将灰冲到灰场的冲灰水费和存储灰的灰场建设费用.通过测算电厂的灰量可以计算得到这二者的费用.
由式（2）计算得到冲灰水量约为1093万t，冲灰水单价为0.47元/t，由式（3）计算得到冲灰水费约为513.8万元.由上述计算可知，2010年燃煤平均灰份每增加1%，冲灰水费增加约13.3万元.
2.3灰场建设成本
电厂的排灰成本还包括灰场的建设费用，从2008年下半年至2010年底，在这2年半中国电宁夏石嘴山发电有限责任公司排人灰场的总灰量为562.79万t，建灰场总费用为4713万元，每吨灰平摊得到的建灰场费用约为8.37元/t.
2.1灰量计算
灰量按照下式计算：
(1)
式中，G为灰量（t）；G为燃煤量（t）；A为灰份.
一发公司2010年总燃煤量为217.5万t，当年的燃煤平均灰份为38.66%，由式（1）计算得到灰量为84.0855万t.
2.4排灰成本
荷下，不同的煤种全年排灰成本对比见表2. 一发公司发电量按每年40亿度计算，不同负
一发公司排灰成本对比
表2
负荷/MW 320 270 220煤质灰份A/% 39.77 BE 35.35 40.65 40.41 40.12 40.41 41.3 80低位热值/Mkg-1 16.14 17.1 18.13 15.89 16.11 16.57 15.61 15.92 16.82总灰量/万： 88.73 81.46 68.71 94.18 91.81 90.43 94.98 96.47 83.04排灰成本/万元 1284.75 1 179.47 994.94 1363.76 1329.42 1309 42 1375.251396.86 1202.42
包括脱硫成本、脱硝成本和除尘成本3. 算其环保成本就尤为必要.电厂的环保成本主要
一发在全年发电量为40亿kWh的情况下，燃煤灰份每增加1%，总灰量相应增加1%，排灰成本增加65.57万元，由此可见煤质变化对排 灰成本影响非常明显.
一发公司2010年燃煤平均含硫量为1.56%，在全年发电量为40亿kWh的情况下， 平均脱硫成本为5583.33万元；平均含硫量每增加1%，脱硫成本增加3579.06万元.
3配煤变化对环保成本的影响
不同煤种的煤燃烧产生的污染物排放量是不尽相同的，所花费的环保成本也大相径庭.总的 来说，煤质越好，它的污染物排放量就越低，其环保成本也就越低，但是其煤的价格也越高，因此计
一发公司燃煤总量为217.5万t，全年用于环保缴费为443万元.将排放缴费与燃煤量相关联，可得出一发每燃用一吨燃煤所缴排放费为
质因素造成的附加费用包括排灰成本、环保成本等.图3是一发公司在3种不同负荷下通过“数字化煤场管理系统”软件在线计算得到的综合成本随发热量的变化趋势图如图3所示.
443万元/217.5万t=2.04元/t.
4综合成本与煤质关系
综合成本由两部分构成，一部分是全年买煤费用，另一部分是煤质因素造成的附加费用.煤
图3各负荷下一发公司燃煤发热量与综合成本的关系
由于目前电厂购煤合同附加扣款项为阶梯性扣款，导致购煤款也出现阶梯性变化，同时使得综合成本也呈现阶梯型变化.由上图可以看出，燃煤热值为16MJ/kg时综合成本最低.
参考文献
[1]夏季，火电机组配煤掺烧全过程优化技术研究与应用[D].华中科技大学，2013.[2]乔攀，谭鹏，火电厂配煤掺烧成本数益分析[J].潮北电力 2014 38（4）：59-61.[2017-09-26].[3]邮润田，查五宁，张玄.锅炉配煤掺烧技术管理及 效益分析[J].发电设备，2014 28（5）：397-400.[4]崔余平，火电厂配煤掺烧运行管理及技术措施[J].电力安全技术，2012 14（3）：13-16.[5]刘兴文，火电厂配煤掺烧管理措施探计[J].科技责讯 2014(1)：88.[2017-0926].
5结束语
文中通过实验研究，将配煤掺烧对电厂经济性的影响做了定量分析，主要包括计算锅炉效率、排灰成本和环保成本等.通过综合计算各种成本，利用”数字化煤场管理系统”软件得到了混煤在320、270和220MW负荷下“最经济煤种”的热值为16MJ/kg.电厂可以依据“最经济煤种”指导电厂的购煤、配煤等工作，为电厂创造收益.
