发电公司培训教材：燃煤管理.doc

燃煤管理燃料是火力发电厂提供能源(化学能)的物质基础。燃料质量关系到锅炉机组的安全经济运行,也是火电厂生产管理和经济核算的中心环节。近几年来,燃料价格几经调整,使发电成本中燃料费用猛增到70%以上,所以火电厂必须重视燃料管理。由于供煤的质量和数量波动大,尤其是煤质方面,所以当前燃料管理主要是抓好燃煤管理。实际上燃煤管理是一项兼有生产管理和经营管理的工作,主要包括燃煤供应计划的编制、燃料的成本核算、燃煤的数量和质量验收、燃煤的合理贮存、燃煤的盘点和混配等。随着电厂的深化改革,燃料管理势必向全过程管理的方向发展,涉及范围更广,内容更丰富。第一节 燃料验收根据有关规定,用煤单位应抽查验收煤炭的质量和数量。煤炭质量验收有时叫做计质,它是通过对来煤进行采样、制样和化验,以核验其质量；煤炭数量验收通常称为计量,它是利用轨道衡(或地中衡或电子皮带秤)对来煤进行称量,以核验其数量。因此,火电厂燃煤验收工作的内容主要是指进厂煤的计质和计量。计质和计量是燃料管理的重要组成,它们对于维护电厂的合法利益和增加经济效益都具有重要的现实意义。通过燃煤的验收还可为按不同品种煤的科学贮存、合理配煤和建立煤质档案资料奠定基础。火力发电厂应该认真做好入厂煤的验收,与煤矿和运输部门加强联系,互通情况,搞好协作,共同执行煤炭送货办法,使发运的煤质量足,质量合格,运输损耗小,争取均衡到达。一、数量验收入厂煤的计量因运输方式不同,分火车运煤的计量验收和船舶运输的计量验收。前者通过常用轨道衡、地中衡(汽车运煤)、电子皮带秤或检尺计量煤炭的数量,若采用检尺计量,还要测出煤炭的密度。后者-般采用观测水尺换算载质量,但有时也利用码头磅秤或电子皮带秤计量。根据计量方式的不同,人厂煤的数量验收可分为如下两种方式:一种按划线标记来验收,煤量有不足现象的,应进行复查；另一种是过磅和丈量体积。采用丈量体积时,来煤的比重每季测定一次。如果全部检斤、检尺确有困难的,可采用抽测法,抽测数量根据电厂的具体情况确定。对于煤船,均应有吨位吃水线,按吃水深度进行验收。验车检尺要做到:量准、记准、算准,并要煤、账、款三相符。在有条件时,应采用比较先进的准确的煤炭检斤设备,如轨道衡。电子秤是一种记量准确,使用方便的设备,也应逐步推广使用。现将常用的两种验收方法简介如下:1轨道衡计量轨道衡可分为静态衡和动态衡两种,无论是静态衡还是动态衡,其称量结果都会出现误差、相对而言,静态衡比动态衡误差小些。但是,动态衡与静态衡相比,过衡所需时间较短,加速车辆周转,降低车辆使用费,提高工作效率。动态衡称量结果误差与行车速度有关,车辆通过动态衡时,速度越大称量误差就越大,速度慢称量误差就小。当速度在一定限度内时,速度所引起的称量误差可以忽略不计。因此,动态轨道衡都有限速规定,车辆过衡称量时,不得超过规定限速。根据国家有关规定:用于国内贸易的轨道衡适用于煤炭、矿石及原材料等低值材料的计量,其准确度为0.5%。国际贸易要求轨道衡的称量准确度为0.1%,动态衡很难达到。轨道衡通常是有公差的,电厂与矿方之间的计量允许有误差存在,但计量误差不得超过规定。轨道衡在使用中,往往误差会逐渐增大,因此,轨道衡必须按规定定期校验、检定,必须持有半年以内的检衡合格证,否则不得用于商务计量。轨道衡计量仅限于装有轨道衡的电厂。在进行煤量验收时,应使火车按要求速度逐一通过轨道衡。同时记下载重火车质量和火车自身质量,两者差值即为该车皮的煤量。煤车在过轨道衡以后,应立即从该煤车上采样。从同一种煤的各车皮上采取的煤样可混合成为一个综合样,然后化验其水分、灰分、挥发分、发热量等。2检尺计量法检尺计量法是用量器(即容器)代替衡器进行计量的一种方法。采用该法必须具备如下两个条件:测定煤炭密度及测量容器容积。火车来煤的检尺计量是以车厢为容器,装满煤后称出煤的质量,再换算成单位体积的质量,称为车厢煤炭密度。在装车地测定的密度为发站容积密度,在到达站测定的密度为到站容积密度。亏吨的处理:入厂煤经验收发现亏吨或质量低于规定时,应主动向有关单位联系并要求补偿。煤炭送货办法规定:煤矿和铁路及交通部门,必须切实负责,积极采取措施,保证发运煤的质量准确,在运输和换装过程中不抛散丢失,煤矿装车应当按照车皮标定载重装足。在货物运单内,由煤矿填明实际装煤的长、宽、高和煤的容重、矿别、品种、级别,以便煤车到达后进行核对。煤车到达后,标记状态发生变化,应会同车站复查,缺少的质量由铁路部门赔偿。如标记没有发生变化,复查时,车站也应派员参加,缺少质量由煤矿补发或退还价款或运费。二、质量验收进厂煤质量验收包括采样、制样和化验,采样和制样应按相应的有关规定进行；化验项目根据煤炭计价规定为发热量、灰分、水分、挥发分、硫分、块度下限率(指矿发煤中小块煤粒度下限的筛下物占全部煤量的百分数)及煤炭品种。为积累资料,建立档案,还应定期进行各品种积累煤样的元素分析、工业分析,对灰熔融性、发热量、硫分等每年至少测定一次。1采样采样点的布置及采样步骤。在电力生产过程中,根据不同的需要,对煤及其燃烧物采取不同的样品进行化验,样品种类的不同,其采样点的布置即采样步骤也不相同,进场煤一般在车厢或船舱中采样,入炉煤多在输煤皮带的煤流中采样,煤粉样一般在细粉分离器下粉管或给粉机落粉管中采样(对中间仓贮式制粉系统),也可以在一次煤粉管中(对直吹式制粉系统)连续采样,飞灰样可在烟道(垂直烟道或水平烟道)采样。 在车厢内采取煤样为了校核供方煤质的分析结果,验收人厂煤的质量,监督供方合同的执行及为燃烧配煤提供依据,以正确指导生产,需对人厂煤进行及时采样。煤在车厢中的位置不同,其粒度组成会相差很大,煤在装车时,由于煤的离析作用,会造成大块煤滚向四周,使车厢角、车厢边处块煤较多,而细粒多集中在煤的下落处,因此,采样点的不同会影响煤的采样精密度。为了使所采的样具有代表性,GB475-1985规定采用斜线布点法设置采样点,如1-2-3所示。图1-2-3 斜线采样布点法在车厢顶部采样时,应按下列规定进行: 1）根据不同品种的煤确定采样点和子样数目。对于精煤、洗中煤和粒度大于100mm的块煤,不论车皮容量大小,按图1-2-3(b)所示,在斜线上的1、2、3、4、5点处,按5点循环法,每车皮采一个子样,即第一个车皮采第1点,第2个车皮采第2点,按此顺序采样,当采完5个车厢后,再从第6个车厢的第1点采起,如此循环直至采完为止。对于原煤、筛选煤,不论车皮容量大小,按图1-2-3(a)所示,沿斜线方向在1、2、3点,每个车皮采三个子样。斜线两端的采样应距离车厢顶角1m,其余各点均匀地分布在上述两采样点之间的斜线上,各车厢的采样斜线方向应一致。对分别为300、250、200、150、100、50t的入厂原煤(车皮容量为50t),其采样点的数目及布置应符合如下规定:对于煤量不足3O0t为一个批量时,原煤和筛选煤最少应采18个子样(采样点的布置如图1-2-4所示):对于300t煤量，有6节车皮,每节车皮的对角线上采3点；对于250t煤量,有5节车皮,其中2节车皮各采5个子样，其余3节各采3个子样；对于200t煤量,有4节车皮,其中3节车皮各采5个子样，一节采3个子样；对于150t煤量,有3节车皮,其中2节车皮各采5个子样，一节各采8个子样；对于100t煤量,有2节车皮,每节车皮各采9个子样；对于50t煤量,只有一节车皮,在车皮每条对角线上布置9个采样点,共采18个子样。2）采样时,先挖到表层煤下0.4m后采取。3）采取粒度不超过150mm的入厂煤时,使用尖铲宽度约250mm,长度约300mm的采样工具。4）采样过程中不能将应采的煤块、矿石和黄铁矿漏掉或舍弃。5）所采的煤样要立刻放人密封的容器中,并立即送往化验室,防止水分损失。图1-2-4 火车顶部采样300t以下采样点的布置图 在煤堆上采取煤样在煤堆上取样时,因为煤堆体积大,且形状不规则,内外层湿度相差较大,外层煤易风化而变质,堆煤时因离析作用造成周围大块多、顶部煤块粒度较小等分布不均匀现象,一般不易取到代表性较好的样本,从而引进系统误差。然而要严格按照有关规定进行采样,也可采到具有一定代表性的样本。1）煤堆上应采的子样数目。根据GB475-1983的规定,煤堆上应采的子样数目与煤的品种、灰分大小、堆煤量多少和是否洗选等因素有关。2）煤堆上的采样点的分布。按规定的子样数目,根据煤堆的不同堆形,应当均匀而又合理地分布在顶、腰、底或顶、底的部位(底在距地面0.5m处),除去0.2m表层煤,然后采样。3）子样最小质量。煤堆上采子样时,其最小质量可按最大块度确定。3）采样工具的开口宽度。不小于煤最大块度的2.53倍。 在煤流中采样炉前煤一般在输煤皮带的煤流中采样。为了计算煤耗及指导锅炉燃烧,需要对炉前煤进行采样分析,采样点一般布置在皮带机全长的中部位置或尾部的落煤流处。由于皮带机的运行,皮带上的煤随皮带一起运动,煤易发生离析作用,皮带两侧的煤块较大,粒度较小的煤积聚在皮带中心处,因此,应将采样处煤流横截面上的煤全部采出,使不同粒度级别的煤均能采到,若采用横截皮带刮煤形式采样,应将采样器紧贴皮带而不留底煤。如果一次不能采出整个煤流横截面上的煤,也可分两次采取,每次采半边。煤两次采样之间相隔的时间,可按输煤的总时间除以应采的子样数目来确定。 测定全水分专用煤样的采取全水分是指原煤样本中所含的全部水分,因为全水分极易受环境温度的影响而发生变化,难以准确测量,所以,对测定全水分的煤样的采取要求较严,采样时力求快速,采样后务必将样品装人密闭的容器中,并立即制样进行分析,防止水分损失。采取测定全水分的煤样有两种方法。一是单独采样,在煤流中单独采样时,需按均匀分布采样点的原则至少采取10个子样,每个子样的最小质量为5kg；在火车顶部单独采样时,在装煤后煤表层或卸煤前向下挖掘0.4m后立刻进行采取。其方法是沿斜线按5点循环的顺序,在每节车皮上采取一个子样并合并成全水分样。子样的质量按煤样最大块度与子样最小质量之间的关系选取。用轨道衡计量的进厂煤,全水分样的采取必须在计量前半小时内采完,最迟不得超过计量后半小时。二是在煤样制各中分取,该方法是将具有代表性的煤样按GB474 19gg煤样的制备方法中的规定制各样品,当粒度破碎到13mm时,迅速用9点法采取不少于2kg的煤样；或当粒度破碎到6mm时,按同样的方法取出不少于300g的煤样。 煤粉样的采取制粉系统中,煤粉样采取的位置视制粉系统的型式而定,如前所述,对中间贮仓式制粉系统可在细粉分离器下粉管或给粉机落粉管中采样,在细粉分离器下粉管中采样时,可采用煤粉活动采样管,该采样管由开有槽型口的两个金属管叠套而成。外管40/344mm,内管35.5/30mm,槽口长度比下(落)粉管小,采样时,使采样管的内、外管槽型开口处于相互遮盖位置,插入下粉管后,将槽型口朝上,转动采样管,外管使槽口接受煤粉,取完煤粉后，恢复内外管槽型口相互遮盖的位置,取出采样管,将煤样放置于磨口的玻璃容器中,每班采样至少两次。给粉机落粉管中的连续采样,可采用煤粉自由沉降采样器,该采样器有一根头部开有1.52.5mm圆孔的直管和煤粉样收集罐组成。采样时,将该管插入垂直的落粉管的中心处,并使整套采样装置处于密封状态,每班采样量至少1kg。对于直吹式制粉系统可在一次煤粉管中连续采样,采样时可使用抽气式活动等速采样器,该采样器是由等速采样管、两级旋风捕集器、过滤器及微压计等组成的,采样时将等速采样管插人煤粉输送管中,借助抽气源和微压计调整采样管内的粉速和输粉管道的粉速二者是相等的,抽出的煤粉样经旋风捕集器到给样器内。每班采样量至少lkg。如前所述,煤粉样是用来监控制粉系统的运行工况,炉前原煤样用以计算煤耗,目的不同,采样的位置也不相同,二者不能相互代替。因为煤粉的煤质不同于炉前原煤,在制粉系统中煤受热风(或烟气)干燥,原煤经制粉系统加工后,粒度变细。表面积增大,部分煤发生氧化,使挥发分成分发生改变,热值降低,水分含量减少；原煤变成煤粉后,粒度虽然减小,局部均匀性比原煤好,但由于受热风输送和分离器作用的影响。粒度偏析严重,就整体而言,不易取到有代表性的粉样；计算煤耗时,需要测定全水分。原煤通过加工变成煤粉后,外在水分消失,无法测定全水分。目前,国际上多采用炉前原煤的化验结果作为计算煤耗的依据。 飞灰样的采取目前,火电厂飞灰采样通常采用两种类型的采样器，一是抽气式飞灰采样器,适用于垂直烟道中采样；该采样器是由采样管、U型管差压计、旋风捕集器、中间灰斗、集样瓶等组成采样时全套装置应处于气密状态,其操作步骤如下:采样管要安装在高于烟气露点温度约50的锅炉尾部烟道内,管口要朝向烟气流侧；调节抽气阀门使采样管口内烟速接近烟道内的烟速。然后开始收集样品。另一种是撞击式飞灰采样器,是用于水平烟道中采样,该采样器结构较为简单,主要由一根直径为15mm头部呈1530 斜口的管子,直通阀门和集灰瓶组成,集灰瓶外有固定架,但用该采样器采取的飞灰样,颗粒一般偏粗,化验该样品所得的可燃物含量比实际偏大,需校正。其操作步骤如下:采样口头部斜口的中心要位于水平烟道的中心线上；采样管安装位置应有利于被撞击的飞灰因受重力作用而落到集灰器内。无论采用上述哪种采样器,都应注意露在烟道内的连接管道要尽量短,而且要保温,以防止烟气中的水蒸气凝结；采样系统要保持良好的气密性,每班采集的飞灰量不少于500g。2制样 制样要求制样是指对采集到具有代表性的样本,按规定的方法通过破碎和缩分以减小粒度和减少数量的过程。制备出的煤样不但符合试验要求,而且还要保持原样本的代表性。 制样的步骤制样所需的设备和工具如破碎机、缩分器、各种规格的筛子、盘、毛刷、台秤以及为煤样减灰所用的桶滤布、捞勺等必须齐全。具体步骤如下:1)煤样粒度大于5mm时,无论其煤量多少,必须先进行破碎,使破碎的煤全部通过13mm的方孔筛,掺合均匀后,用堆锥四分法缩分出不少于60kg的煤样；2)将上述缩分出的煤样继续进行破碎,使之全部通过13mm的方孔筛,掺合均匀后,用相应的二分器缩分出不少于15kg的煤样。若需进行全水分测定,则可从保留样中用9点采样法取出部分煤样；3)将第二步中缩分出的煤样再继续破碎,使之全部通过3mm的方孔筛,掺合均匀后,用相应的二分器缩分出不少于3.75kg的煤样,若需制备减灰煤样,测定浮煤挥发分,则可从弃煤中用二分器缩分出部分煤样；4)将第三步缩分出的煤样继续进行破碎, 使之全部通过1mm的方孔筛,掺合均匀后,用相应的二分器缩分出不少于0.1kg的煤样, 同时从弃煤中用二分器缩分出不少于0,5kg的煤样作为备查样品；5)将第四步缩分出的煤样加热至50左右,保温至24h, 使煤样烘干,然后取出,待与空气温度达到平衡后,全部磨细到粒度小于0.2mm, 掺合均匀后装人瓶中,作为分析试样用。(3) 制样过程。制样过程包括破碎、过筛、掺合和缩分四个环节。1)破碎破碎是减小粒度,增加煤粒的分散程度,改善煤的不均匀度的一种措施。破碎煤样可采用机械法和人工法。机械法破碎煤样不仅可以减少劳动量,又能保证样本的代表性。常用的机械设备有粗碎用的锤击式和颚式破碎机,进料粒度可大至100mm,出料粒度为3-6mm；中碎用对辊式破碎机,进料粒度为13mm,出料粒度3mm；细碎用圆盘式破碎机、棒磨机和球磨机等,出料粒度可达0,2mm；还有一种振动磨样机,适用于实验室制备少量试样,习惯上称它为密封式磨样机,进料粒度13mm,可一次磨细至0.2mm,2min就可磨制100g试样。人工碎煤不仅劳动强度大,而且容易产生人为系统误差。人工碎煤要在表面光滑的硬质钢板上进行。碎煤工具主要是手锤和钢辊。破碎和缩分要交替进行,对原始煤样必须先全部粉碎至25mm以下,才允许进行缩分。按这样的规定可以减少人工破碎和缩制的工作量。若煤中水分太大,不易用机械破碎研磨时,可将煤样先行干燥后再给予破碎。对于测全水分的煤样,干燥前后都要称量。制备煤样不能一次完成时,也可以分几部处理,每部分都应按同一比例缩分出煤样,再合并成一个煤样。每破碎一种煤样,要清扫破碎机,以免污染另一种煤样。清扫时可用待破碎的煤样通过破碎机予以“冲洗”,反复“冲洗”几次,每次都要弃去“冲洗”煤,然后再处理煤样。2)过筛为使煤样破碎到所需要的粒度,需用各种筛孔的筛子进行筛分。过筛后凡未通过筛子的煤样都要重新进行破碎、过筛,直到全部煤样都通过所用的筛子为止。3)掺合1 一制样台； 2 一支架； 3 一漏斗；4一压锥圆铁板；5一十字缩分器图1-2-5 煤样的缩分当煤样经破碎、筛分到一定粒度后,要进行缩分。为使缩分后的煤样不失去代表性,每次缩分前都应将煤样加以掺合使其均匀化。掺合煤样一般采用堆锥法。将破碎筛分后的煤一铲一铲地铲起,在钢板上堆成一个圆锥体。堆锥时,由于煤样中大小不同颗粒的离析作用,粗粒的煤总是分布在圆锥体的周围,细料的煤及煤粉则集中于煤堆的中部和顶部。为使煤样的大小颗料在煤堆中分布得比较均匀,堆锥时必须围着煤堆一铲一铲地将煤从锥底铲起,然后从锥顶自上向下洒落,使每铲煤都能沿煤堆顶部均匀地向四周滑落。为保证煤自锥顶向四周滑落得均匀,最好在锥体的正上方放上一个漏斗,煤自漏斗中自由漏下,能均匀分布于锥体四周。堆掺工作重复进行3次,就认为粒度不同的煤已分布均匀,可进行缩分。掺合工序只用于人工缩分(四分法)和全水分专用煤样缩分。当使用二分器和缩分机械时,可免去掺合工序。4)缩分。缩分是使煤样量减少而又使其不失代表性的过程。常用的缩分方法有如下几种:四分法。掺合工作结束后,用压锥圆铁板将煤堆压成厚度一定的扁圆体,再将扁圆体用十字缩分器分成4个形状大体相等的扇形体,弃去对角的两个扇形体,把剩余的两个扇形体的煤样继续进行掺合和缩分。为不失煤样的代表性,这一操作的关键在于堆锥,要力求锥体四周的粒度分布一致。二分器缩分器法。二分器如图1-2-6所示。粒度小于13mm、数量较少的煤样可用二分器缩分。二分器是由一组偶数目长方形小格槽组成,每间隔一个小格槽分向两侧口,糟间宽度为煤样最大粒度的1.5-2倍。缩分时用与二分器宽度相同的簸箕铲取煤样,从二分器顶部的一端移向另一端缓慢倾人,使其自由落下,均匀分布在所有的格槽内。煤样则从两边分成两份任取一边的煤样作试验用或继续缩分；另一边煤样抛弃。二分器同时兼有掺合作用,所以用二分器缩分时,不需先经掺合,直接倒人二分器即可。缩分较湿的煤样时,要不时振动二分器,以免堵塞格槽。二分器格槽的数目,相当于一次进样的缩分点。若往返几次,则缩分点成倍增加,因而这种方法的缩分效果高,偏差小。机械缩分法。人工缩分易产生偏差,当样品数量大时,最好使用破碎缩分联合制样机,其优点是简化制样工序,减少人为误差,提高工效。5)干燥图1-2-6 二分器干燥的目的是使煤样能畅通地通过破碎机、缩分机、二分器和筛分时不粘附在筛上。因此,干燥需视具体情况而定,不是固定的工序。对于分析化验用的煤样(粒度(0.2mm),则需要经过空气干燥至恒重后才能使用。干燥时,需对煤样加热至50左右,并保温2-4h。6)减灰。灰分大于10%的煤,若需要用浮煤进行分析化验时,应将小于3mm的原煤煤样放人重液中进行浮选而达到减灰的目的。浮选用的重液为氯化锌的水溶液,其相对密度可按浮选的需要配制,例如褐煤、烟煤浮选时使用相对密度为1.4的重液,而无烟煤则要根据煤的干基真相对密度和干基灰分,计算所需重液的相对密度。第二节 燃料的贮存管理火力发电厂燃料的消耗是连续均衡的,由于燃料供应点与电厂有一定的距离,需要经过长途运输才能到达厂内,同时,燃料供应还受到供方因素(煤炭紧张)、铁路运输、卸车设备等因素的影响,为了确保燃料供应,电厂订货时,往往要与数家煤矿或燃料供应商签订供货合同,供货时通常会有几个单位同时发运,有时一天内数列到厂,有时几天还不能保证到达一列,很难做到连续均衡的发运,使得电厂来煤总是间断性的。因此电厂要设置贮存煤场,来煤多时,将多余的煤贮存起来,来煤少时,从煤场中取煤,贮煤可作为来煤不均衡或厂外运输及煤矿出现故障时的调节之用。一、贮存煤场的设置目前,电厂的贮煤有露天贮煤和封闭贮煤两种方式,采用何种方式要根据煤质情况、煤的发热量、挥发分含量与煤矿的距离、运输手段、存煤量的多少以及周围环境的要求等因素决定对于运输距离远、煤源点多、煤的发热量低、电厂装机容量大等需要存煤量多的情况,一般采用露天煤场。露天煤场中又分为燃用煤场和永久性煤场,燃用煤场做来煤的暂时存放场所,供经常燃用；永久性煤场的存煤要堆成规则形状,并分层压实,可以存放一段时间,只进行有计划的翻烧,其目的是为了减少煤场的作业范围和作业量,减少煤场设备动用率。露天煤场按期布置方式可分为条形煤场和圆形煤场两种。煤中的水分对煤的发热量、输煤系统、制粉系统及锅炉安全、经济运行都有一定的影拘。因此,在我国多雨地区的电厂中,需要设置干煤棚,并设有相应的存取设备,否则会影拘机组的运行。火力发电厂设计技术规程规定:对于多于地区的发电厂,应根据煤的物理特性、制粉系统和煤场设备型式等条件,确定是否设置干煤贮存设施。当需要设置时,其容量可按全厂34天的耗用量考虑。干煤棚的设置与否及其面积的大小要根据具体情况而定,不能因为设置干煤棚浪费资金而不建,也不能人为地增大干煤棚的面积。其面积的大小应以满足雨天的用量为宜。对于干煤棚内的存煤要合理调度,应尽量做到雨天燃用干煤棚内的煤,晴天使用露天煤场的煤。对于露天煤场的煤逐层使用要比逐堆使用好,干煤棚的结构如能做到雨天防雨、晴天又能吸收热量,那么,其内部存煤的物理显热就会大大提高。综上所述,干煤棚与露天煤场的存煤合理调度,既能降低人炉煤的水分,又能充分利用日照来提高煤的入炉热量,从而提高电厂的经济性。二、发电分公司燃料运输陕西有色榆林新材料有限公司发电分公司位于榆林市金鸡滩镇，距榆林市30公里，交通比较便利。电厂现已建成规模为5330MW的装机容量。本期建设规模为5330MW国产燃煤机组，不再考虑扩建条件。本期工程新建5330MW机组。输煤系统按5330MW级机组设计。输煤系统安装2台斗轮机，堆取能力1000t/h。带式输送机系统规格为B1200mm， v=2.5m/s， Q=1000t/h。输煤系统采用程序控制，四班制运行，每班运行约4小时。 本工程5330MW机组年耗煤量约322万吨(设计煤种)，燃煤由榆林杭来湾煤矿供应。燃煤以#0胶带煤矿运输为主。三、影响煤场存量的因素影响燃料贮备量的因素很多,主要有以下几个方面:(1)电厂正常的发电量是影响燃料贮备的主要因素；(2)电厂所处的地理位置、交通运输情况、供煤矿点情况及市场情况；(3)电厂与主要供煤电的距离；(4)电厂在电网的位置；(5)季节的变化；(6)库存损耗。根据电力工业技术管理法规中规定,贮煤场的容量应根据交通运输条件和来煤情况确定,一般采用下列数值:(1)经过国家铁路干线来煤的发电厂为715天的耗煤量；(2)不经过国家铁路干线,而由煤矿直接来煤的发电厂为5天以下的耗煤量；对于靠近煤矿的发电厂,当来煤可靠时一般不设贮煤场；(3)由水路来煤的发电厂,根据水路可能停止运输的时间考虑贮煤量。四、燃料的库存保管火力发电厂燃煤保管是燃料管理中一项重要的工作内容。它对于合理贮煤,确保入炉煤质,减少耗损(包括机械耗损与化学耗损),都有着十分重要的作用,而且对降低发电成本、增加电厂经济效益也是一种有效途径。因此,要重视燃煤保管工作。为了保证火电厂燃料连续供应,保持正常发电,火电厂必须贮备一定的煤量。其贮备煤量要依据锅炉机组及其消耗水平、运输路程远近,贮煤场大小、季节气候等因素来确定。贮备过多或过少都是不恰当的,过多则会影响电厂资金周转,且因长期贮存煤发生低温氧化,导致煤质下降,严重时,还会引起煤的自燃；过少则难以应付意外情况发生(如因运输事故而延长煤的到厂时间性,或煤矿因故不能按时发运煤等造成锅炉燃料中断),影响正常发电。电力工业技术管理法砚中规定,电厂一般要存7-15天的煤量,这对燃煤量大的电厂来讲,煤场库存量是很大的；煤在露天煤场中长期贮存,因不断受到自然力(风、雨、雪)的作用及温度变化的影响,煤堆内部会发生风化和氧化,从而导致煤质发生变化，其变化程度与贮存条件、时间及煤品种直接相关。煤质变化主要表现在如下几个方面:（1）发热量降低:贫煤、瘦煤发热量下降较小,而肥煤、气煤和长焰煤则下降较大。（2）挥发分变化:挥发分也会发生变化,对变质程度高的煤挥发分有所增多,对变质程度低的煤挥发分则有所减少。（3）灰分产率增加:煤受氧化后有机质减少导致灰分相对增加,发热量相对降低。（4）元素组成发生变化:长期贮存的煤,其元素组成有所变化。碳和氢含量一般降低,氧含量迅速增高,而硫酸盐硫也有所增高,特别是含水量黄铁矿硫多的煤,因为煤中黄铁矿易受氧化而变成硫酸盐。（5）抗破碎强度降低,粘结性下降:一般煤氧化后,其抗破碎强度均有所下降,且随着氧化程度的加深,最终变成粉末状,尤其是年轻的褐煤更为明显。综上所述,煤在长期的贮存过程中,会导致煤的质量劣化,使煤中的有机质氧化、自燃，挥发分降低和粘结性变差,产生化学损耗(质量损耗或无形损耗),使其使用价值降低。煤在煤场中贮存及搬运过程中,会产生机械损耗(数量损耗或有形损耗),它包括因风雨侵蚀和冲刷,被风和雨雪带走的煤尘和煤粉及煤在搬运过程中所产生的途耗(撒掉、飞散的损耗)。因此,在组堆及长期贮存中,如果对煤场存煤管理不当,会发生“有形”或“无形”的损耗,给电厂带来一定的经济损失。因此,对煤场存煤进行科学管理是燃料管理的一项重要内容。1煤的组堆和保管对不同品种的煤要按煤的品种分开组堆贮存。因为不同品种的煤,它的碳化程度、分子结构和化学活性是不一样的,氧化的难易和着火也不同,所以应该按品种分开堆放。对需要长期贮存的煤,尤其是低变质程度、易受氧化作用的煤,组堆时要分层压实且其表面覆盖一层适宜的覆盖物质,因为空气和水是露天贮存煤堆引起氧化和自燃的主要原因。煤堆内若有空隙,乃至空洞,空气便可自由透入堆内,使煤氧化放热；同时,煤堆内水分被受热蒸发并在煤堆高处凝结释放大量热量；再者,煤中的黄铁矿也受氧化放出热量。这些都会产生或加引煤的氧化作用和自燃倾向。防止的办法是压实煤堆以减少空气占有的空隙,限制空气流通形成通道,防止雨水透人堆煤内部,避免或减少煤的氧化,防止煤的自燃；也可在煤堆表面覆盖一层无烟煤粉、炉灰、粘土浆等。此外,还可喷洒阻燃剂溶液,既可减缓煤的自燃倾向,又可避免煤被雨水冲刷流失,还可防止煤被大风吹走而造成煤的流失。(1)选择好组堆形状。煤堆的形状取决于贮煤量、煤炭的质量、煤种、煤场场址地形、煤场面积的大小及煤堆设备等,堆煤形状有圆锥性、圆弧形、长方形及棱锥形。一般堆成正截角锥体较为理想,因为正截角锥体自然通风较好,顶端表面平整,既有利于盘点,又可减少风吹雨淋对煤的损耗,同时还可消除煤块和煤末分离的偏析现象。但对于阳光直射地区的煤场,在组堆时可采用屋脊式的尖顶,以减少阳光的辐射热。(2)正确选择组堆方向。根据我国地理位置,组堆以南北方向长,东西方向短为宜,可减少太阳直射,防止煤堆自燃。注意堆煤的环境,煤堆中不要混入引燃物品,要避免日光的晒射和雨雪的浸湿,减少氧化。煤不能堆放在有蒸汽、暖、热水管道的地方,更要远离热源和电源。(3)煤堆的高度取决于煤场机械设备和煤堆的宽度,煤堆宽度越大,煤堆高度也就越高,但一般不宜过宽过高,因为煤堆高度过大,煤堆温度愈高,进人煤堆的空气量也就愈多,自燃的可能性就大。煤堆过高,一旦有自燃险情发生,很难在较短的时间内倒堆。同时,煤堆过高,煤堆自重加大,会增加煤场地面的承载力,严重时,会造成地面下沉。褐煤和长焰煤的堆存高度一般不超过2m,堆存时间以0.51月为宜；气煤、肥煤、焦煤和瘦煤的堆存高度可达4-5m,堆放时间以不超过2个月为宜；贫煤和无烟煤一般不易自燃,堆放高度不限,但堆放时间不宜超过6个月。因为堆放时间越长,热值损失就越多,场耗损失就越大。(4)煤堆温度升高是煤堆内部发生剧烈氧化的标志。除无烟煤和低挥发分的半烟煤外,均应定期监测煤堆的温度,防止自燃。测温位置为煤堆顶部,深0.5m以下,并将此处的煤温与周围环境的温度进行比较,若两者温度相差大于10,则要重新组堆压实。煤堆温度不得超过60,如超过60时,应及时燃用或采取煤堆挖沟、松堆、喷淋、倒堆和灌水等降温措施,具体采用哪种方法可视具体情况选用。如煤堆温度超过8O时,低挥发分的煤可能会在2天内自燃着火。煤堆温度不断地上升,表明煤堆内部氧化作用相当剧烈,已有较明显的变质。(5)煤堆自重对煤场地面施加的载荷力很大,高者可达200kN/m2,煤场底部基础要牢靠,地面要坚实,要具有一定的承载力。煤场最好是水泥地面,场地必须干燥平坦,自然排水通畅。对于底部未经水泥硬化的煤场,为了便于雨水渗漏于地下,可在其底部垫一定厚度的劣质煤；但不得铺垫粉灰及炉渣。当煤场底部为水泥地面时,其周围应设有排水良好的水沟。因为煤堆中水分增多,会促进煤的氧化和自燃。(6)组堆完后,要建立组堆档案,写明堆号、煤品种及其进厂时间、组堆工艺和监测温度等。(7)每月末要对存煤进行一次盘点,检查实际存煤是否有亏损,以便正确地计算发电耗煤,存煤的每月亏损数量一般不应超过日均存煤量的0.5%。2、防止煤堆自燃(质量损耗或化学损耗)的措施(1) 影响煤自燃的因素煤是在常温下会发生缓慢氧化的一种物料,它受空气中氧的作用而被氧化产生热量,聚集在煤堆内部,随着时间的延长,煤堆内部积蓄的热量增多,温度愈来愈高,而温度的升高又会加速煤的氧化,当温度升高到60后,煤堆温度会急剧上升,若不及时采取措施,就会发生煤堆着火。煤在无需外火源加热而受自身氧化作用所产生的积蓄热而引起的着火就称为煤的自燃。影响煤自燃的因素主要有以下三个方面:1)煤的性质:煤的变质程度对煤的氧化和自燃起着决定性的作用。一般变质程度低的煤,其氧化、自燃的倾向较大。此外,煤的岩相组成和矿物质种类及其含量、粒度大小和含水量多少,都会影响煤的氧化、自燃性能。2)组堆的工艺过程:为了减少空气和雨水渗入煤堆,组堆时要选择好堆基,逐一将煤层压实并尽可能消除块、末煤分离和偏析。组堆后,在其表面覆盖一层适宜的覆盖物质,在喷洒一层粘土浆。同时要设置良好的排水沟。3)气候条件:大气温度、降雨量、降雪量、大气压力波动、刮风持续时间及风力大小等因素都会影响煤的氧化、自燃。(2) 煤堆自燃(化学损耗)的防止措施为了减少或防止煤的氧化和自燃,应加强对煤保管,根据预防为主的原则可采用下列预防措施:1)分层压实组堆:易受氧化的煤(如褐煤、长焰煤)组堆时最好分层压实,至少也须表层压实,有条件时,可在煤堆表面披上一层覆盖物。实践证明,这是一种既有效又经济的根本措施。2)建立定期检温制度:对贮量大、存期长的煤堆特别是变质程度低的煤,需每天检测一次煤堆温度(对其他类别的煤可适当延长测温时间),并做好详细记录。3)及时消除自燃源:把煤堆中60的极限温度称为自燃源,在检温过程中,如果发现煤堆温度达到60温度或煤堆每昼夜平均温度连续增加高于2(不管环境温度多高),就应立即消除自燃源。消除自燃源的方法是将自燃源区域内的煤挖出,使之暴露在空气中散热降温或立即供给锅炉燃烧。但不得向自燃源区域煤中加水,否则,会加速煤的氧化和自燃。4)烧旧存新:烧旧煤存新煤,缩短贮存期,是防止煤变质自燃的有效措施。尽可能地采用清堆上煤的办法,这不仅可以减少损失,而且便于计量和管理。3降低贮煤损耗(数量损耗或机械损耗)的措施煤在卸车、贮存及混配过程中,由于卸车设各、组堆工艺及自然力的作用,不可避免地使煤的数量减少,产生数量损耗。这种损耗虽然是不可避免的,但是如果设备先进、措施得当、科学管理,则会使这种损耗降低,达到节能降耗,提高经济效益的目的。(1) 防雨损煤场周围修筑挡煤墙是防止雨水冲刷的有效措施,为了避免煤堆浸泡在水中,贮煤场地要高于地平面,而且煤场地面要设置一定的坡度,避免煤堆上积水；为了便于排水,煤场四周应设有排水沟,煤场周围应设有煤水沉淀池。当降雨雪时,雪水及雨水带走的煤流进沉淀池,然后用抓斗机将沉淀池中的煤取出,这样就可避免煤流失在场外,为了防止空气从煤堆底部进人煤堆中,贮存煤场底部不得垫炉渣等多空隙类的物料。(2) 防风损煤场周围种植灌木类植物,形成防风屏障,对减少煤场存煤数量损耗能起到一定的作用。而且有利于环境保护。风是煤数量损耗的另一个重要原因, 堆煤时应尽量考虑风向问题。背风组堆是防止堆煤作业时数量损耗的一个有效措施。选择合适的卸车设备是降低卸煤损耗的一种有效措施。一般情况下,螺旋卸车机卸煤的损耗较小,桥型抓斗卸车设备卸煤的损耗大。目前,翻车机以其卸车效率高、节省劳动力卸车干净等优点为大、中型电厂所普遍采用,但在进行卸车作业时,有大量的煤粉荡起,尢其是风大的时候,这种情况更甚,不仅污染环境,而且造成煤耗。为了解决这一问题,目前,翻车机卸车系统已加装喷雾设备,从而减少煤的卸车损耗。第三节 煤种混配与掺烧一、配煤的必要性与可能性配煤就是通过精确的采样、计量和在线分析等检测系统,把几种煤均匀混合掺配,使其达到一定的规格,在保证锅炉技术要求的情况下,最大限度的提高经济效益,保证电厂的正常运行和满足环保要求。配煤可在煤矿、贮煤场、煤仓及混煤设施中进行。锅炉配煤掺烧有四个目的:1技术性要求锅炉的稳定运行必须以保证煤质稳定为前提,每台锅炉及其辅助设备都是依据一定煤质特性设计的,所谓燃料设计,就是要充分考虑到煤的灰分、哈氏可磨性系数、挥发分、结渣性和粘污性等性能,确定燃煤的参数,以确保用煤要求。在运行过程中提供的燃煤必须符合设计要求,低于或高于设计值,都会影响锅炉的正常出力。锅炉只有燃用与设计煤质接近的煤种,才能得到最好的经济性。煤质不稳定将会造成电厂辅助系统的损坏,因为灰处理系统、静电除尘器、湿式除尘器和吹灰器的运行是以锅炉用煤质量稳定为前提的。设计煤质可能是单一煤种也可能是混配煤种,然而,由于煤源的限制,设计单一煤种很难满足生产需要。许多火电厂实际燃用的煤种繁多,煤质特性各异,若不采取适当措施。势必影响锅炉的燃烧性能,增大煤耗,乃至发生严重事故。依据不同煤质特性配煤是解决煤质与锅炉不符、保证煤质稳定的行之有效的方法之一。因此,燃用多种煤的电厂应根据供应煤的煤质和数量制订出合理的配煤方案,使锅炉在燃用与设计煤质相接近的煤的条件下运行,以提高锅炉燃烧效率,增加锅炉安全经济性。2经济性要求火力发电厂中燃料成本占总生产成本的75%以上,在煤炭市场体系发生变化后,电厂又可能在保证锅炉安全、经济运行的条件下,遵照“质优价廉”和“就近”的原则,选用那些生产稳定、煤质稳定、交通便捷及运输距离短的矿点,降低运输损耗,降低燃料费用,同时再选择几个价格较低的煤种混配掺烧,从而达到降低燃料费用的目的。3电网调峰的要求随着电网容量的不断增大,电网调峰的任务日趋繁重,要求大容量的机组较长时间在30%-50%的低负荷下运行。此时锅炉运行中的问题是低负荷下锅炉燃烧的稳定性。为了满足低负荷下锅炉能稳定燃烧,必须进行配煤。4环保要求为了控制烟气中硫氧化物的排放标准,有时也需采用高硫煤与低硫煤混配,使入炉煤的含硫量控制在1%以下,符合环保要求。由于煤炭市场的变化,目前电厂燃煤的供应有三个明显的变化趋势:煤种多变,因煤炭的产、运、销及电力生产情况的变化,往往向电厂供应几个特性相差十分悬殊的煤种；劣质煤的比例增大,由于目前国家煤炭政策的调整,国家直属大矿已下放到地方,存在着地方小矿、个体小矿及煤炭经营者与大矿竞争的趋势,供应电力生产的劣质煤逐年增多； 计划外采购、来煤加工等多渠道进煤及煤炭市场的开放,使电厂有可能同时购进多个煤种。以上三种情况使混煤掺烧成为可能。二、燃煤结构的基本要素及其特性考虑到燃料配烧的目的、燃料的种类及燃料采购的经济性,燃煤结构包括三个基本要素。 煤种要素由于煤源及产量的限制,一般电厂不可能按照设计要求燃烧单一煤种,而往往需要将不同煤种按要求混配掺烧,并对这些可供的煤种进行技术、经济比较和论证,使掺混后人炉煤质量符合锅炉设计的要求。 煤量要素在设计燃料参数一定的情况下,不同煤种的需求量与煤种相适应,由于入炉煤的特定要求。煤量总是随着煤种的变换而变化。 煤价要素随着煤炭市场的变化,煤炭价格在逐步放开。目前,煤炭价格已走向市场,发电企业打破了长期以来的国家统分局面,形成不同层次的煤价结构,同时不同矿点运距的差别,形成了煤炭的价格结构体系。煤种、煤量及煤价三种要素组成了燃煤结构,其不同的组合,有着不同的意义,对这三种要素进行优化组合是燃料管理的一项重要内容。优化组合后的燃煤结构应具有如下三个特征:一是标准性,即经过组合的煤必须满足锅护要求；二是经济性，组合后的煤价格要低廉；三是实用性,不同煤的掺配在实践上可行,工艺简单,利于操作。三、燃煤混配煤质指标的选用燃煤混配是燃用多种煤的电厂确保锅炉经济安全运行的一项重要措施。要选用何种煤质指标作为配煤依据,视锅炉燃烧要求而定。通常选用灰分(或发热量)、挥发分,有时也选用灰熔融性。例如锅炉燃烧不好、煤耗高时,则选用挥发分或灰分作为配煤指标较为合适；又如锅炉经常发生结渣,威胁锅炉安全运行时,则选用灰熔融性作为配煤煤质指标较好；再如为使烟气中硫氧化物含量符合排放标准要求,可选用硫分作为配煤指标。一般混煤的煤质持性可按参与混配的各种煤的煤质特性用加权平均计算出来。这是因为煤中灰分或发热量、挥发分等在混配过程中不会发生“交联”作用,有很好的加成性。然而,对灰熔融性则不能采用上述加权平均方法,而必须通过对混煤的实测。因为各种煤炭所含的矿物质各不相同,在高温下相互发生复杂的化学反应而形成新的共熔体,使混煤灰的熔融性温度发生变化,尽管国内外有不少人提出根据灰的化学成分计算灰熔融性温度,但都有局限性。因此,对混煤的灰熔融性温度,必须通过实验室一系列不同配比试验,筛选出适合锅炉燃烧要求的配煤比。四、火电厂常用的配煤方法煤的配比的准确与否关系到配煤的质量。因此,必须选择行之有效的合理方法进行配煤。通常采用下列两种方法:1分堆或分罐配煤法分堆配煤是将不同的煤种分堆、分区存放,配煤时,按上述计算方法算出的配比,对于用煤斗来调节煤种比例的电厂,采用煤斗挡板开度法来调节,依据煤斗的挡板开度来调节输煤皮带的出力,从而达到该种煤单位时间的预定送煤量,如甲、乙两种煤需按3：1混配,则预先分别调节好甲、乙两煤斗挡板的开度,按比例取煤,使皮带输煤量按3：1的比例进行作业,这样即可达到预定的配煤比。分区分堆存放,烧旧存新,既有利于煤场管理又便于配煤,同时还可以降低煤的化学损耗。(a)人字型分层煤堆； (b)间垛菱形煤堆图1-2-7 堆煤方法混煤罐是常用的配煤设施,既可当煤仓作临时储存罐使用,又能当混煤设施使用。利用混煤罐配煤,能保证煤的配比,将挥发分不同的煤种分罐贮存,配煤时，按计算出的比例，通过调节贮罐闸板开度的方法来控制煤种比例,进行煤的混配。2煤场堆放混煤床法煤场堆放混煤床法采用推煤机,将不同的煤种按比例进行混堆。对于设有门式抓煤设施的电厂,可用抓斗数法按比例进行取煤,各种煤的抓斗数依据预定的混配比确定,如甲、乙两种煤混合,确定其配比12,则应抓一斗甲煤,抓两斗乙煤,混匀后,再用抓斗转移到混好的煤堆中存放用。煤种的堆放方法有如下几种: (1)人字型分层堆煤。如图1-2-7(a)所示,按计算好的比例,根据堆煤设备的出力,将需要混配的不同煤种按比例逐层堆存,堆存时,按混配的比例要求,及时调整煤层厚度,使之符合配煤要求。采用该法堆煤的优点是:煤床端部锥体部分掺混相对简单,堆煤设施的臂长只要能达到煤堆中心,无需转动,就能做到人字型分层堆煤的目的。(2)菱形间垛堆煤。如图1-2-7(b)所示,菱形间垛堆煤法的特点是堆存的煤堆是由若干个小分层煤床组成的,这样可以减少煤炭的颗粒分散,如需要更改混掺时,也只影响部分煤的断面。堆煤设备的自动化程度较高,需采用计算机才能得到有效的控制,煤床末端锥形的堆放比较困难。堆放时,根据化学及物理分析得到的数据,将待混配的两种煤,分别标记为A、B,再根据整个混煤堆的大小将A煤种堆成三个小区,将B煤种在A煤种的中间填平,使之形成菱形。在两个菱形的B煤种之间,再堆放A煤种,使之形成菱形,直至整个煤堆形成三角形断面为止。第四节 燃烧的基础知识一、燃烧所谓燃烧,是指燃料中的可燃物与空气中的氧发生强烈的放热并伴有光的化学反应过程。燃烧需具备三个条件:(1)可燃的物质(来源于燃料)；(2)助燃的氧气(来源于空气)；(3)足够高的温度(达到燃料着火点的温度,对于锅炉来说,温度来源于炉膛)。1完全燃烧所需要的空气量单位质量（或体积）燃料完全燃烧所需要的最少空气量称为理论空气量。在这种情况下，空气中所有的氧气和燃料中所有的可燃物质全部化合。在燃烧产物中既没有多余的氧（自由氧），也没有任何可燃物质存在。固体燃料中的可燃物质为C、H和S，它们完全燃烧时所需要的氧气量可按化学方程来计算。例如碳的燃烧化学方程式为：C+O2=CO2以质量表示为：12Kg+32KgO2=44KgCO2或1Kg碳完全燃烧需要2.67 Kg的氧，并生成3.67Kg的二氧化碳。同理可求得：1Kg氢完全燃烧需要7.94Kg的氧，并产生8.94 Kg的水蒸汽；1Kg硫完全燃烧需要1 Kg的氧并产生2 Kg的二氧化硫。已知1Kg燃料中（应用基）含有Kg碳、Kg氢、 Kg硫，同时还考虑到燃料本身还含有Kg氧（这部分氧应从燃料的氧气需要量中扣除，则每1Kg固体燃料所需要的空气量=2.67+7.94+ - Kg/Kg按重量计，空气中氧的平均含量是23.2%，将上式乘以，可以求得按重量计的理论空气量L0=0.115Cy+0.342Hy+0.043Sy-0.043Oy=0.015(Cy+0.375Sy)+0.342Hy-0.043Oy将上式除于空气的密度1.293Kg/Nm3，可得到以容积计的理论空气量。V0=0.0889(Cy+0.375Sy)+0.265Hy-0.0333Oy Nm3/Kg在实际的燃烧设备中，由于燃料和空气的混合往往不够完善，若只将理论所需的空气量送入炉内，则不能保证燃料的完全燃烧。因此，为保证炉内燃料的完全燃烧，加入的实际空气量Vk常常比理论空气量V0多