燃煤掺烧精细化管理

1、附件1QC小组活动成果资料汇总表序 号申报班组 名称QC小组名称QC小组活动成果名称小组成员 姓名01优化配煤掺烧燃煤掺烧精细化管理苗承刚、李洪庆、蒙嘉刚、 谭定、牛志军、佟伏生、 靳诚、侯斌、刘永、李巍、 肖济和、陶洪伟、邓星亮、 沈文阳报送单位名称联系人姓名联系电话备注：成果资料附后附件2QC 小组活动成果资料样式封面国投电力控股股份有限公 司2012年度QC小组活动 成果发表会交流资料QC小组活动成果报告课题名称：燃煤掺烧精细化管理类型：问题解决型QC小组注册号：QC课题注册号：报送单位：小组名称：优化配煤掺烧发表人：二O二年 五月十八日QC小组本着“攻克难点，追求创新”的精神，在QC活

2、动当中不断增强小组人员的质量意识，以达到“完善细节，提升品质”目标。小组名称优化配煤掺烧成立时间小组类型现场型注册时间课题名称燃煤掺烧 精细化管 理小组人数14人活动时间小组成员姓名性 别文化程度职务职务分工1苗承刚男本科副总经理组长2李洪庆男本科总经理助理、燃料采购部副组长3蒙嘉刚男本科:安全技术部经理副组长4谭定男本科发电运行部经理副组长5牛志军男本科发电运行部经理 助理组员6佟伏生男本科发电运行部经理 助理组员7靳诚男本科安全技术部运行 管理专工组员8侯斌男本科发电运行部燃料 专工组员9刘永男本科发电运行部锅炉 专工组员10李巍男本科:发电运行部值长组员11肖济和男本科发电运行部值长组员

3、12陶洪伟男本科发电运行部值长组员13邓星亮男本科发电运行部值长组员14沈文阳男本科:发电运行部值长组员2、课题选择1） 公司生产方针加大煤种掺烧力度，降本增效。2） 实际存在的问题因电煤价格上升，造成火电企业发电成本上升，火电企业经营异常困难。如何降低燃料成本成为企业面临的难题，掺烧价格相对较低的印尼煤成为必由之路。3） 员工成长的需要通过掺配煤优化，提高技术水平，实现自我全面提升。4） 选定课题优化配煤掺烧3、现状调查1）锅炉概况国投钦州发电公司一期工程装设两台630MW汽轮发电机组，锅炉型号东方锅炉厂制造的DG1900/，为超临界直流炉，一次再热、单炉膛、尾部双烟道、采用前后墙燃烧方式、

4、挡 板调节再热汽温、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构n型锅炉。制粉系统采用BBD3854双进双出筒式钢球磨煤机表1 :锅炉主要参数表名称单位B-MCRT-MCRBRL过热蒸汽流量t/h195018571857过热器出口蒸汽压力MPa过热器出口蒸汽温度C571571571r再热蒸汽流量t/h再热器进口蒸汽压力MPa再热器出口蒸汽压力MPa再热器进口蒸汽温度C327322321再热器出口蒸汽温度C569569569省煤器进口给水温度C290287286炉膛截面热负何MW/m2炉膛容积热负荷kW/m3燃烧器区域面积热负荷MW/m2锅炉计算热效率（低位发热量）%炉膛出口过剩空气系数一

5、省煤器出口过剩空气系数一2 ）设计煤种我公司燃煤设计煤种为山西大冋烟煤，校核煤种1为神府东胜煤，校核煤种 2为贵州水城煤，其燃煤特性如下：项目符号单位设计煤种（大 同塔山）校核煤种1（神府东胜煤）校核煤种2（贵州水城1.元素分 析收到基碳Car%收到基氢Har%收到基氧Oar%收到基氮Nar%收到基硫St， ar%2.工业分 析收到基水份Mar%8收到基灰份Aar%干燥无灰基挥发分Vdaf%空干基水份Mad%收到基低位发热量Qnet， arkJ/kg260202648020960kcal/kg622263245012单位设计煤种（大 同塔山）校核煤种1（神府东胜煤）校核煤种2（贵州水城5261

6、78-灰熔点变形温度DTc124015001270软化温度STc132015001360流动温度FTc142015001430灰成分二氧化硅Si02%三氧化二铝AI2O3%三氧化二匚ox.4、目标设定1 )领导支持 本次活动受到公司领导和部门经理的高度重视。2 )人员保障 本小组成员具有丰富的现场实践经验和较强的团队精神。3) 技术和资金保障小组成员具有较强的工作能力，掌握实际运行经验及掺配煤情况。5、原因分析1) 2007年掺配煤情况年入炉煤量为万吨。其中掺烧印尼煤共 2万吨，占总量的比例达到%全部为低热值印 尼煤；燃用国内优混烟煤万吨占总量的。2) 2008年掺配煤情况年入炉煤量为万吨。其

7、中越南煤掺烧时由于该煤种挥发分过低为无烟煤，造成锅炉燃 烧着火不稳，灰渣可燃物高达12%以上，不利于锅炉安全经济稳定运行，因此不再进行该煤种的掺烧。3) 2009年掺配煤情况，年入炉煤量为万吨4) 2010年掺配煤情况，年入炉煤量为万吨。5) 2011年至11月份掺配煤情况，入炉煤量为万吨。6、要因确认因电煤价格上升，造成火电企业发电成本上升，火电企业经营异常困难。如何降低燃料成 本成为企业面临的难题，掺烧价格相对较低的印尼煤成为必由之路。2011年6月份后，以具有代表性的秦皇岛港 5500大卡山西优混煤炭为例， 4、5、6月份 其平均价格分别为 777元/吨、820元/吨和838元/吨，分别

8、环比上涨元/吨、元/吨和元/ 吨，6月份的平均价比3月份上涨元/吨，使得本来已普遍亏损的火电企业经营异常困难。秦皇岛港5500大卡山西优混动力煤月平均价格及其同比、环比变化情况7、制定对策掺烧试验的开展情况投产以来，2007年为保证机组调试的正常运行，采购煤种相对较好，基本为国内优混烟煤，接近设计煤种，因此掺配煤工作相对简单。从2008年开始，印尼煤在公司的掺烧比例逐年提高由19%到2010年的43% 2011年截至11月份达到46%印尼煤已成为公司掺 烧的主要煤种。公司所燃用的煤种随着国内外煤炭市场的变化，煤种最多时达到15种不同的燃煤，其中印尼煤就达到7种，造成锅炉入炉煤的掺配工作复杂、难

9、度大。掺烧印尼煤存在的问题1）印尼煤具有高水分、高挥发分、低灰分、低热值或中高热值以及中高硫分等特征。印 尼煤挥发分达到 50%左右，着火温度低，极易着火的特性会导致煤粉自燃与制粉系统爆炸 等事故。2）燃用高挥发分印尼煤易出现“燃烧尖峰温度”形成局部高温区，燃烧器区域结渣与 高温腐蚀倾向增加，危及锅炉设备安全。3）印尼煤高水分，弓I起排烟温度升高，排烟损失增大，同时烟气量的增加使除尘、脱 硫等设备超负荷运行。4）印尼煤热值相对较低，掺烧时制粉系统系统的出力超出设计值较多，对设备安全构 成威胁。为此，公司在2009年10月委托西安热工研究院进行了1号炉印尼煤掺烧试验，试验目的如下1 ）了解燃用印

10、尼煤后炉膛燃烧区、水冷壁区域燃烧产物（02 CO以及H2S分布情况。2）通过运行参数的调整，优化炉内贴壁温度及气氛，降低发生高温腐蚀与炉内结渣的 趋势。3）确定锅炉燃用印尼煤的最佳掺烧比例以及掺烧方式。4 ）确定锅炉燃用印尼煤的最佳运行参数，并提出相关的运行调整方式和注意事项。 试验结论1 ）磨煤机选型偏小，造成实际燃煤量远高于设计值，磨煤机基本处于最大出力状态， 分离器折向挡板阻力大、调节范围小，易堵塞，导致煤粉较粗。2）锅炉采用了低 NOX燃烧器、分级燃烧措施，在炉内实现低氧燃烧，使煤粉在炉内的 燃烧效果变差、燃尽时间加长，当煤粉较粗时，造成屏过结渣、炉膛出口温度升高，以 及水冷壁的高温腐

11、蚀。3） 满负荷工况修正后的排烟温度均在140C以上，高出设计值（129C） 10C以上，再 加上燃煤量大、烟气量大，排烟热损失较高，对锅炉效率影响较大。4）燃烧器区域侧墙水冷壁存在较为严重的高温腐蚀倾向。两侧水冷壁区域形成较强的还原性气氛，大多数测点处氧量接近0% CO浓度大于5000ppm, H2S含量大于100ppm,部分区域H2S含量大于500ppm经燃烧优化调整后，A侧墙水冷壁的贴壁气氛明显好转， 但是B侧墙仍存在较高的高温腐蚀倾向。5）NOX的生成量在300mg/m3以下，部分工况低于 200mg/m3，不但低于设计保证值不大 于400 mg/m3的要求，也远低于国内同类机组的排放

12、水平。6 ）考虑到制粉系统的安全性与降低炉膛高温腐蚀倾向的要求，燃用印尼煤时应满足入 炉煤煤质如下：A、干燥无灰基挥发分（Vdaf）不大于45%B、收到基全硫（St,ar ）不大于%&对策实施根据试验结论采取燃煤掺烧方案印尼煤着火迅速，属于极易自燃与爆炸的煤种，制粉系统防爆是燃用印尼煤首要考虑 的问题。考虑到制粉系统的安全性与降低炉膛高温腐蚀倾向的要求，燃用印尼煤时应控 制入炉煤煤质如下：1）收到基全硫（St,ar ）不大于%2）干燥无灰基挥发分（Vdaf）不大于45%3） 神混煤具有严重的结渣性，且本身也属于极易着火煤种，印尼煤与神混煤的掺烧 比例不宜超过50%4） 优先采用炉前预混的掺烧方

13、式。降低了入磨燃煤的水分与挥发分，对保证制粉系统的干燥出力以及安全防爆均有利。5）短期单磨印尼煤时，单磨印尼煤的磨不超过两台磨。6）单磨印尼煤的磨应维持较小出力，不大于 48t/h ;7）磨出口温度控制小于 60C，旁路风门开度不大于 35%8）监测磨出口 CO浓度，如有异常升高应立即处理。掺烧大友煤时锅炉主要运行参数控制范围表参数控制值调整目的:说明氧量 (600MVV增加燃烧器区域的氧量， 降低炉膛的高温腐蚀及结 渣倾向负荷300MV对应氧量控制在%二次风 室调整 门15%100%提供燃料燃烧所需氧量对应磨煤机运行时开度在60100%,对应磨煤机停运后开度为15 20%内二次风3格降低内二

14、次风比例，增加 外二次风量，同时兼顾保 护燃烧器喷口开度试验确定，运行中不再调整外二次风50%提高旋流风量，强化风粉 混合掺烧大友煤时全部置 50 %即燃煤 位，印尼煤两侧两个置 80%即燃 油位燃尽风 门开度4070%合理分配燃尽风比例，提 高燃烬风量运行中根据负何、氧量偏差、CO浓度变化及时调整OFA中心风20%促进煤粉的后期燃烧，降 低分隔屏结渣倾向开度试验确定，运行中不再调整煤粉细度18%降低大友煤煤粉细度，促 进煤粉的快速燃尽磨煤机分离器开度约3格；定 期清理分离器。定期合理添加搭 配钢球比例，提高煤粉均匀性磨出口温度7075 C （大友煤）提高大友煤煤粉着火热， 降低印尼煤煤粉着火

15、热； 避免制粉系统爆炸与自燃 事故5862 C（印尼煤）磨旁路风风门3050%提高一次风粉温度，为煤 粉的早期燃烧提供更多的 空气根据负荷进行相应调整料位600800Pa保持较咼料位，维持较低 煤粉细度印尼煤控制在500Pa给煤量非均等给煤控制大友煤给煤量避免在较咼出力下运行，尽可能 降低大友煤耗煤量，而多消耗印 尼煤。9、效果检查1 ）掺烧对主要指标的影响指标掺烧前单烧掺烧印尼煤后掺烧大友煤后总煤量 （t/h ）255265248总风量（t/h ）188919801950给水流量（t/h ）180018311816蒸汽流量（t/h ）184518891871生产厂用电率（%锅炉效率 （%发电

16、煤耗（g/kWh）供电煤耗（g/kWh）飞灰可燃物（%炉渣可燃物（%）锅炉排烟温度（C）125135138引风机机耗电率（%送风机耗电率（%一次风机耗电率（%制粉系统耗电率（%制粉系统钢耗（t/亿Kwh）电除尘耗电率（%氧量（%3脱硫装置前SO2浓度（mg/Nm3160014151625脱硫装置后SO2浓度（mg/Nm310080125脱硫系统耗电率（%石灰石耗量（Kg/kWh）脱硫效率（%国内神混煤掺烧印尼煤对指标的影响1 ）掺烧低卡的印尼煤的量较大，低卡热值的印尼煤水分达到34%以上，甚至高达40%,比设计值增加约25%以上，排烟损失大，排烟温度较掺烧前高出10C。2） 掺烧低卡印尼煤时，

17、锅炉效率下降，较设计值低%主要是排烟损失引起的。3）掺烧低卡印尼煤时，由于煤量大，锅炉送风量、烟气量均增加较多，造成引、送、一次风机、增压风机电耗上升，造成厂用电率上升较多。4）掺烧了低卡印尼煤由于磨给煤量大，磨煤机超出力运行，煤粉相对较粗，飞灰含碳 量上升较大，锅炉不完全燃烧损失增大。5） 掺烧印尼煤后，机组的发电、供电煤耗增大，分别比单烧前上升了1.1g/kwh , 1.66g/kwh.低热值印尼煤与大友煤（Vdaf约31%）、部分高热值澳洲煤（Vdaf约25%）掺烧后对 指标的影响：1）由于大友煤（Vdaf约31%）、高热值澳洲煤（Vdaf约25%）挥发份较低，着火推迟， 所需风量高，排

18、烟温度较掺烧前高出13C，排烟损失大，综合影响煤耗2.16g/kwh 。2）大友，澳洲煤煤质较硬，难磨，制粉系统出力下降，制粉系统电耗上升，机组厂用 电率上升近%3）大友，澳洲煤挥发份相对偏低，二者的燃尽特性与印尼煤相差两个等级以上，部分大友、澳洲煤不能得到充分的燃烧，造成飞灰可燃物偏高，较单烧前分别上升 %影响发电煤耗上升较多。4）大友煤在燃烧初期产生焦油，隔绝了煤粉与空气的接触，并凝聚形成大颗粒煤粉， 影响了煤粉的充分燃烧，也造成了机械不完全燃烧损失的增加。2、对生产设备的影响分析1 ）、对换热部件的影响由于掺烧后，锅炉烟灰量增加，受热面磨损有加剧的情况，按影响较大的低温再热器情 况看，管

19、子壁厚磨损有所增加，目前通过加强检查，采取加装护瓦措施，磨损在可控范 围。2）、对制粉系统的影响掺烧后制粉系统出力增加，设备的磨损增加较大，特别是磨煤机出口分离器和粉管的磨 损较快，目前两台炉磨煤机出口分离器已经进行贴陶瓷防磨处理；分离器出口粉管也在 外部进行防磨处理。3 ）、对锅炉燃烧设备的影响因燃用印尼煤的热值相对偏低，导致锅炉无法带满出力且锅炉效率低，机组风烟系统、 除灰系统等均在在高限工况下运行，设备的可靠运行裕度下降。因印尼煤挥发分较高，容易着火，着火距离较短，当一次风速控制不好的时候容易导致 燃烧器喷口结焦。同时在燃烧器区域侧墙水冷壁存在高温腐蚀倾向。4）、对风烟系统设备的影响由于

20、掺烧后造成烟灰量增加，烟道钢板和撑杆的磨损速度加快，特别是空气预热器至电除尘段烟道，转向多而急（4个90弯），目前两台炉空气预热器至电除尘段烟道转向 处已经磨穿，进行了贴焊处理，面积约 110平方米，内部撑杆迎风面已经已经磨穿，拟 加防磨角钢处理。整个烟道转向处拟进行防磨处理。5）、对脱硫系统设备的影响低热值的印尼煤水分高，造成锅炉烟气量比校核煤种 2增大约20%以上（比设计煤种将增大30%以上），且排烟温度升高，导致脱硫系统系统阻力增大，增压风机出力受阻， 对脱硫系统安全运行形成较大威胁3、掺烧对成本的影响1 ）、掺烧煤种项目煤种低位热值(ar )Kcal/Kg )挥发份(daf) (%全水

21、分(ar)( %灰份(ar)(%硫份(ad)(%典型煤种印尼、菲律宾煤-一-咼硫分印 尼煤4900-二二低热值印 尼煤3800三低热值菲410026律宾典型煤种四国内咼硫 煤5144典型煤种五外购、神混煤514916典型煤种六大友煤5497典型煤种七澳洲煤5983典型煤种八神华混煤5012典型煤种九中煤平煤5426年均加权50892 ）、典型掺配方式项目煤种低位热值挥发份全水分灰份硫份掺配方 式（比 例）(ar )Kcal/Kg )(daf)(%(ar )(%(ar )(%(ad )(%掺配 煤种混煤与低 热印尼煤46491:01掺配 煤种混煤与咼 硫印尼煤5199121:01掺配 煤种混煤与

22、低 热印尼煤49312:01掺配 煤种 四混煤与咼 热印尼煤53821:02掺配 煤种 五混煤与咼 热印尼煤53681:03掺配 煤种 六低热印尼 煤与高热 印尼煤45631:023）、按照全部采购神混煤，按照当年煤炭价格对比掺烧前后成本影响1）、掺烧印尼煤对入厂标煤单价（不含税）影响很大，2011年，2010年，2009年差值分别为39元/吨，58元/吨,26元/吨。2）、仅考虑机组煤耗上升因素，而不考虑设备、安全影响及财务等其他成本，比较掺烧 对成本的影响。4 ）、对成本影响的结论分析开展煤炭掺烧工作，可以多燃烧低热值煤炭，有利于降低入厂标煤单价，从而有效降低 发电燃煤成本。2009年、2

23、010年、2011年开展燃煤掺烧工作后，原煤热值分别为5286大卡、5133大卡、4855大卡，其折算的入厂标煤单价（不含税）分别比 5000大卡原煤 折算的入厂标煤单价（综合平均不含税）分别低 39元/吨、58元/吨、26元/吨，按照 全年发电量所需煤炭数量，计算得出：燃煤成本降低最高可达1亿元，效果非常明显。需要指出的是掺烧后的混合煤质指标要参考锅炉的特性，应先做相关燃烧试验得出参考 意见。同时还要根据脱硫、除尘器以及磨煤机出力、风机出力等重要辅机设备和系统的 能力进行综合考虑。10、巩固措施1 ）掺烧工作的优劣势分析2、存在的难点及需要解决的问题设备方面1 ）、制粉系统设计无备用，在掺配

24、较低热值印尼煤时磨煤机出力受限，机组带负荷能力 受到一定影响。2）、此类型双进双出磨煤机分离器折向门调节困难，各挡板开关不一致。回粉管易被软杂物堵塞，引起分离效果差，灰渣可燃物高。3） 、在掺烧比例较大，或单磨烧印尼煤时，制粉系统爆炸隐患尤为突出，制约了燃煤 掺烧力度。4）、煤场设计存煤量偏小，造成堆放困难，特别是煤种较多时，无法满足配煤要求。 管理方面没有形成数字化煤场、机组效能在线分析、成本实时分析的信息平台，很多分析依靠个人，数据不能及时沟通，决策周期长，往往错过了最佳时机。11、总结和下一步打算1 ）、通过近4年的不断摸索各种煤种的掺烧工作，基本掌握本公司锅炉燃煤掺烧的煤质 范围，能够

25、按照机组特性和经营情况合理配煤。2 ）、通过掺烧经验结合煤炭市场价格情况，合理指导燃煤采购，使发电成本显著降低， 实现了发电量和经济效益双丰收。3）、提高了公司经营管理和技术管理人员的技能水平和综合分析能力，培养了一批能够 科学分析、工作严谨、勇于实践和总结的技术人才。4）、形成了公司卓有成效的燃煤采购原则，同时为二期工程建设积累了丰富的经验。5 ）、公司广泛开拓煤源，加大燃煤掺烧力度，有力保证了机组发电用煤，2009年在经营形势非常差的情况下实现了扭亏为盈，2010年实现盈利过亿元，2011年盈利过亿元。所以，总体上配煤掺烧在火电厂中应当大力提倡，这样能有效降低发电成本，但需要根 据机组不同

26、特性，通过各种试验方法，确定掺烧煤种和原则，并分析确定风险源和控制 措施，在保证安全情况下进行。需要强调的是，配煤掺烧效果的好坏，不是一个部门，不是一个专业的工作，需要燃料 采购、煤场管理、运行管理、经营管理等各方面协作配合才能做到最优效果。2、进一步优化掺配煤的建议和措施1 ）、煤场管理及输煤设备由于印尼煤极易自燃，煤场应实行分场单独堆放，并严密监视煤场存煤温度。当煤堆温 度达到50C以上时，应采取相应的降温措施。一旦发现冒烟、温度异常时，应及时将其 压实，严禁将已自燃的煤送上皮带。同时控制煤场印尼煤煤的存放时间，进场后存放时间一般不宜超过一个月，尽量做到 “烧旧存新”，以免热值损失过多。应

27、严格按照规定上煤，减少混煤比例偏差，防止输煤系统积粉自燃。2）制定混配煤方案a、 一台斗轮机运行无煤船靠泊情况下的混配煤方案（6A、6B皮带可以正常运行） 方案1:分仓配煤（推荐方案）根据机组负荷要求，分仓上不同煤种，由机组通过给煤机来到达配煤比例，从而实现配 煤达到热值、硫份等指标要求。本方案的优点：输煤上煤方式单一、快捷，配煤比例准确，输煤系统、制粉系统耗电量 少，降低能耗。本方案的缺点：煤种挥发份较高时会给制粉系统安全运行带来风险，但一台斗轮机运行 的时间基本较短，通过加强管理可以将风险降低。方案2:煤仓A B侧分别上不同煤种根据配煤要求，将两个煤种按照比例要求分别上到煤仓A、B侧，第二

28、次上煤时将两个煤种分别切换到 B A侧，如此反复，循环加仓，配煤比例高的煤种先上到煤仓内。为 了控制配煤比例的准确性，及时调整配煤方式，单侧上煤时控制料位不超过10米。本方案的优点：可以降低制粉系统的运行风险。本方案的缺点：配煤比例不准确，皮带切换频繁，上煤设备需要长时间，运行输煤耗电 量、制粉系统耗电量多。b、 一台斗轮机运行无煤船靠泊情况下的混配煤方案（6A、6B皮带只能单路运行） 方案1:煤仓单侧错仓错时加仓本方案操作方式（为方便说明按照神混配印尼：1举例）：在#1、#4、#5仓加神混煤米后，在 #2、#3仓加印尼煤1米，然后再在#1、#4、#5仓米 的神混煤上加1米印尼煤，然后再在#2、#3仓1米印尼煤上加米神混，如此单侧交错加 煤，为了控制配煤比例的准确性，及时调整配煤方式，单侧上煤时控制料位不超过10米。本方案的优点：煤仓内的煤能够较好的错开，避免单一煤种入炉。本方案的缺点：上煤方式复杂，斗轮机来回行走调车需浪费很长的时间，输煤单耗非常 高，煤仓煤位很难保持