浅谈入厂煤全水分损失对燃煤发电厂经济效益的影响及改进方案

发表时间:2020/7/2   来源:《电力设备》2020年第6期   作者:于文涛1 李会鹏1 许振华1
[导读] 摘要:全水分影响煤炭计价的一个比较重要的指标,也是日常工作中经常遇到的较为复杂的问题。
        (1.河北冀研能源科学技术研究院有限公司  河北石家庄  050021)
        摘要:全水分影响煤炭计价的一个比较重要的指标,也是日常工作中经常遇到的较为复杂的问题。根据近几年的经验分析了入厂煤采制化过程中的水分损失对入厂煤全水分测定的影响,并提出相应的解决方案。
        关键词:全水分损失;影响因素;改进措施;修正;
        近年来煤炭价格一直居高不下,大大提高了燃煤发电厂的燃料成本,从而对电厂经营造成了巨大的压力。如何做好燃料验收工作,对降低燃料成本和标煤单价,提高电厂竞争力的关键所在。
        一、全水分损失对电厂的影响
        现在燃煤发电厂一般以燃煤的收到基低位热值进行结算,根据煤炭低位热值计算公式:
        ,可以看出随着燃煤的全水分增高,其收到基低位热值逐渐降低,详见表1。
        表1 全水分对不同燃煤收到基低位热值影响
       
        近年来,各电厂入厂燃煤验收逐步实现机械化采制样,在机械化采制样装置精密度和偏移符合国标的前提下,DL/T747-2010《发电用煤机械采制样装置性能验收导则》中规定整机全水分损失不应超过0.70%。按照极限值0.70%计算可以影响5000大卡燃煤大约42大卡热值,现在煤价约0.1元/卡,一吨煤价格偏高4.2元,对于年耗煤400万吨的电厂来说,直接经济损失达1680万元。因此,如何降低入厂煤全水分损失,在整个煤质验收中就显得十分重要了。
        二、全水分损失的影响因素及改进措施。
        (一)采样过程中对全水分损失的影响因素及改进措施。
        1、人工采样过程中对全水分损失影响因素及改进措施:
        1)人工采取煤样时,应在过衡以后尽快采取,减小天气等因素对煤样外在水分的影响。
        2)火车和汽车在长时间运输过程中,由于重力作用会造成水分的离析,如批煤中存在游离水,它将沉到底部,因此随着煤深度的增加,水分含量也逐步增加。改进措施:应挖坑至0.4m~0.5m采样,取样前应将滚落在坑底的煤块和矸石清除干净。
        3)采样过程中不注意对已采取的煤样进行密封保管,造成的煤样全水分损失。改进措施:采取的煤样必须保存在密封良好的容器中,完成一车采样后应将煤样密封并放置到阴凉处保存,整个采样单元采样结束后,称量所有煤样重量并记录。
        2、机械化采样机采样过程中对全水分损失影响因素及改进措施:
        机械化采制样装置的水分损失主要是由机械化采制样装置破碎机(国标规定锤碎机的转速应不大于950r/m,要求生热和空气流动程度尽可能小)引起的,这部分水分损失可以由全水分损失试验测定。
        由于以前生产的机械化采制样装置设计存在缺陷(如集样器敞口运行、传送系统和破碎机密封性差等),会造成全水分损失过大,远远超出国标要求的。
        改进措施:对全水分损失过大的机械采样机采取的煤样只用来制备分析样和存查样,全水分样品应按照国标GBW/T475-2008《商品煤人工采取方法》中规定的在运载工具上单独采取,或进行不同水分煤样的全水分损失试验,根据试验结果进行修正。一般情况下,可根据煤样全水分和相对应的全水分损失建立线性回归方程来进行修正。
        新采购的机械采制化装置应设有大水分旁路,当煤样水分超出最大设计值时,可通过大水分旁路采取煤样,然后通过人工制备样品;大水分旁路也可以用来单独采取全水分煤样。
        (二)、制样过程中对全水分损失的影响因素及改进措施。
        入厂煤煤样采取后应尽快进行制样,如不能及时制样,制样前应先称量煤样总重量,在确认没有样品损失的前提下需对煤样进行水分损失补正(详细方法见GBW/T211-2017《煤中全水分的测定方法》中规定)。
        煤样粒度须符合国标要求。国标GBW/T211-2017测定全水分煤样的粒度有两种分别为6mm和13mm,粒度越小,在制样中的水分损失越大,因此入厂煤全水分煤样应尽量在13mm采取。试验表明:采用6mm煤样测定全水分的结果比13mm测定煤中全水分的结果要小0.1%~0.3%。
        制样设备应满足国标要求,人工制样时应采用密封式破碎机和二分器制备全水分样品,制样过程要迅速,在制备出全水分样品前应尽量减少煤样与空气的接触时间,减少破碎和缩分的次数。采用联合破碎缩分机进行制样时,其制样精密度和准确度应符合国标要求且无明显的水分损失。
        (三)化验过程中对全水分损失的影响因素及改进措施。
        化验过程对全水分测定结果影响较小,但是不正确的操作会带来结果的失真,化验操作过程中的影响因素及改进措施;
        1.全水分煤样到达化验室后应立即测定,称取煤样之前,应将密闭容器中的煤样充分混合至少1min,使析出的水分再混合到煤样中。
        2.必须严格按照国标要求进行测定,国标中规定的空气干燥法只适用于烟煤和无烟煤,用于测定褐煤会造成测定结果偏低。测定褐煤应采用通氮干燥法和微波干燥法。
        3.取样过程要迅速,采用符合要求的取样勺,采用多点取样,杜绝取样过程不规范引起的偏差。
        综上所述,能够影响电厂入厂煤全水分测定结果精密度和准确度的因素有很多,并且需要各岗位人员认真负责,才能有效的保证结果的有效性。在实际工作中,对机械采制样装置定期进行维护,确保其水分损失在国标允许范围内,尽可能的减小采制样过程的水分损失。通过对全水分损失影响因素的分析,可以更加有效的对整个过程进行质量控制,进而更好的管控入厂煤成本。
        结语
        通过对电厂经营分析可知,随着煤炭价格持续居高不下对电厂运营能力提出了更加严峻的考验。在现有的条件下,如何改进入厂煤验收方式,降低发电成本、增强电厂竞争力成为电厂能否生存的重中之重。在研究和实践过程中,根据这几年的经验,通过对入厂煤采制化过程中全水分损失的影响因素的分析总结,提出了相应的整改措施。在实际应用中,需要根据实际情况,提出用针对性的解决方案,从而实现电厂效益的稳定发展。
        参考文献:
        [1] 周桂萍、范志斌等《电厂燃料》[M].北京:中国电力出版社,2017
        [2] 方文沐、杜惠敏、李天荣等《燃料技术问答》[M].北京:中国电力出版社,2005
        [3] 林木松、苏伟、陈刚等《煤质仪器分析与燃煤机械采样技术》[M].北京:中国标准出版社,2015
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