(华润电力（贺州）有限公司 542700)
【摘要】文中从灰渣含碳量、排烟温度、液氨单耗、辅机电耗等方面就无烟煤掺烧经济性进行了分析，提出了一套掺烧经济性评估办法，为同类型机组提供了参考。
【关键词】锅炉 无烟煤 掺烧
0 前言
为适应煤炭市场变化，降低燃料成本，拓宽设备煤种适应性，贺州电厂2016年4月开始尝试掺烧当时有价格优势的无烟煤，经过不断的试验调整，35%负荷下无烟煤掺烧比例可以接近50%，各项指标稳定，但相比全烧烟煤期间灰、渣含碳量、排烟温度及液氨单耗等指标有较大幅度升高，掺烧无烟煤导致机组能耗升高，无烟煤有多少价格优势时才能为企业带来经济效益？这就需要对无烟煤掺烧经济性进行分析评估，为煤炭采购决策提供依据。
1 设备概况
贺州电厂2×1045MW超超临界机组，锅炉为DG3033/26.15-Ⅱ2型变压运行本生直流锅炉, 采用Π型布置、单炉膛、低NOx轴向旋流燃烧器、前后墙对冲燃烧方式、一次中间再热、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构。
采用正压直吹式制粉系统，配6台MGS4366型双进双出钢球磨煤机。燃烧系统共布置有48只DBC-OPCC型低NOx旋流煤粉燃烧器。前、后墙各布置3层, 每层8只, 每台磨煤机带一层燃烧器。锅炉主要设计参数见表一。
表一、锅炉主要设计参数
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2 煤质简介
2.1实际燃用煤种
实际燃用煤种为平煤、同煤等烟煤及部分印尼煤，实际煤种参数见表三。
表三、实际燃用煤种煤质参数
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2.2无烟煤
无烟煤热值24.2MJ/kg，干燥无灰基挥发份9.16%，收到基灰份19.7%，收到硫份0.53%，收到基水份7.7%，哈氏可磨系数45。
3 掺烧无烟煤经济性分析
受区域经济及水电多发等因素影响，2016年3月份以来贺州电厂持续单机运行，负荷基本维持在350MW左右，三台磨运行，4月3日开始逐步掺烧无烟煤，无烟煤掺烧比例逐步增加至约50%，掺烧无烟煤后锅炉相关经济指标发生了较大变化。
3.1 飞灰、炉渣含碳量
无烟煤由于挥发份低，难于着火和燃尽，在和烟煤掺烧时，还会出现抢风现象[1]，这就导致掺烧无烟煤期间，煤粉燃尽性变差，锅炉飞灰、炉渣含碳量均会有不同程度的升高，无烟煤掺烧期间飞灰、炉渣含碳量变化如图一所示。
图一、飞灰、炉渣含碳量
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通过上图可以看出，随着无烟煤掺烧比例的增加，飞灰、炉渣含碳量逐步增加。无烟煤掺烧比例26%时，飞灰含碳量较全烧烟煤期间平均升高0.6%,炉渣含碳量平均升高4.1%（3月30日-4月3日飞灰含碳量平均1.9%，炉渣含碳量平均5.3%；4月4日-4月10日飞灰含碳量平均2.5%，炉渣含碳量平均9.4%），根据经验值，影响煤耗升高0.6*0.84+4.1*0.089≈0.87g/kWh；
当无烟煤掺烧比例达到46%时，飞灰含碳量较全烧烟煤期间平均升高2.7%,炉渣含碳量平均升高5.8%（3月30日-4月3日飞灰含碳量平均1.9%，炉渣含碳量平均5.3%；4月19日-4月21日飞灰含碳量平均4.6%，炉渣含碳量平均11.1%），根据经验值，影响煤耗升高2.7*0.84+5.8*0.089≈2.79g/kWh。
3.2 排烟温度
无烟煤由于挥发份低，难于着火和燃尽，掺烧期间炉膛火焰中心升高，锅炉排烟温度会有所升高，无烟煤掺烧比例26%时，负荷350MW期间排烟温度较全烧烟煤期间升高16℃（全烧烟煤排烟温度106℃左右，无烟煤掺烧26%期间排烟温度122℃左右），根据经验值，影响煤耗升高16*0.148≈2.37g/kWh；
当无烟煤掺烧比例达到46%时，负荷350MW期间排烟温度较全烧烟煤期间升高8℃（全烧烟煤排烟温度106℃左右，无烟煤掺烧46%期间排烟温度114℃左右），根据经验值，影响煤耗升高8*0.148≈1.18g/kWh。
3.3 炉侧主要辅机耗电率
无烟煤由于挥发份低，难于着火和燃尽，排烟温度升高，并且无烟煤可磨性系数低，难于磨制，导致风烟系统及制粉系统耗电率有所增加[1]，无烟煤掺烧比例达到26%时，炉侧主要辅机耗电率升高0.17%（全烧烟煤时2.12%左右，无烟煤掺烧26%时2.29%左右），根据经验值，影响煤耗升高0.17*3.011≈0.51g/kWh；
当无烟煤掺烧比例达到46%时，炉侧主要辅机耗电率升高0.35%（全烧烟煤时2.12%左右，无烟煤掺烧46%时2.47%左右），根据经验值，影响煤耗升高0.35*3.011≈1.05g/kWh。
3.4液氨单耗
无烟煤由于挥发份低，着火温度高，掺烧期间锅炉出口NOx生成量增加，为控制NOx达标排放，需要增加喷氨量控制，导致液氨单耗增加，无烟煤掺烧比例26%时，液氨单耗升高0.00005kg/kWh（全烧烟煤时0.00035 kg/kWh左右，无烟煤掺烧26%时0.0004kg/kWh），每度电液氨成本增加0.00005*3000/1000≈0.00015元；
当无烟煤掺烧比例达到46%时，液氨单耗升高0.00025kg/kWh（全烧烟煤时0.00035 kg/kWh左右，无烟煤掺烧46%时0.0006kg/kWh），每度电液氨成本增加0.00025*3000/1000≈0.00075元。
3.5综合评价
根据以上分析，烟煤入厂标单按当时的540元/吨计算，无烟煤入厂标单按分别比烟煤便宜27、28、29、30、31元/吨计算度电成本如表五所示。
表四、无烟煤掺烧经济性计算模型
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通过上表可以看出，无烟煤掺烧比例46%时，无烟煤入厂标单比烟煤低28元/t以下时发电成本已高出全烧烟煤成本，因此无烟煤入厂标单比烟煤便宜28元/t以上时具备掺烧价值。
4 结语
无烟煤虽然在一定的时间、一定的区域内具有一定的价格优势，但是由于无烟煤挥发份低，难于着火和燃尽，掺烧除要考虑锅炉稳燃、设备磨损加剧等因素外，还要考虑掺烧总体经济性，在保证安全的前提下且具有相当经济价值时再考虑进行掺烧。
参考文献：
[1] 赵振宁. 600 MW 超临界机组掺烧印尼褐煤、越南无烟煤试验研究