1 引 言

由于我国煤价的不断上涨，而燃料成本约占燃煤电厂生产成本的80%左右，促使燃煤电厂的生产成本也随之增加。因此，电厂经营面临的主要问题就是如何降低燃料成本 ^[1]。

伊春热电装设2台350MW超临界燃煤汽轮发电机组，锅炉为超临界参数变压运行直流炉，单炉膛、一次再热、平衡通风，锅炉运转层为栅格板大平台、紧身封闭、干式排渣、全悬吊结构Π型锅炉，最大连续蒸发量（BMCR）1121.2t/h。同时设计煤质采用扎赉诺尔褐煤与鹤岗洗中煤按1:1混合的混煤。

由于燃煤紧缺问题的暴露, 国内燃煤发电机组想要合理的利用煤炭资源，响应降本增效号召，尝试掺烧非设计煤种的混煤。伊春热电积极响应股份公司降本增效的号召，严格控制燃料成本。认真研究配煤掺烧技术。但由于我厂位于黑龙江东北部，冬天严寒漫长，最低温度能达到零下45°，煤场燃煤冻结，破碎后冻块较多。各种燃煤的掺配比例一直无法实现精准掺配。同时燃料运行造成很大困难。活化给煤机、落煤管以及碎煤机经常堵塞（最严重时，8段头部落煤管15分钟堵一次）。由于掺配不均，造成锅炉中心给料机、给煤机，经常堵塞，增加工作量以及危险性，同时燃煤掺配不均会使炉膛负压波动，甚至会出现锅炉灭火现象。因此我厂采用了自动混煤技术，可以通过提高掺配的精度，节约成本，保证机组的炉膛的稳定燃烧，提高经济效益的目标。

2 混煤掺烧的特性分析

2.1 混煤掺烧的着火特性

当混煤受热达到一定的温度的时候，开始不断的挥发气体，产生大量的煤焦油。煤在燃烧的过程中，通过不断的热分解使其满足着火的条件^[2]。因此我们可以通过对热分解的分析来了解着火特性。影响热分解的主要因素有升温速度、活化能E( J/mol)等。热解速度可以通过热解动力学模型表述:

          （1）

公式（1）中，R表示通用气体常数；k代表频率因子；E表示活化能；T表示温度；f表示升温速度，a表示可燃质的质量分数。

通过大量的混煤掺烧着火特性的分析，可以发现每个煤种在燃烧时都存在一个独立的剧烈燃烧阶段，而将不同的煤种进行混煤掺烧时，混煤在燃烧时就会出现两个或更多的剧烈燃烧阶段，由此可以看出在进行混煤掺烧时，并没有改变各自煤种独有的着火特性，同时混煤的着火特性更倾向于易燃煤种的着火特性。

2.2 混煤掺烧的燃尽特性

煤种的不同，其燃尽特性也是有很大差别的。混煤的燃尽特性介于易燃尽煤种和难燃尽煤种的燃尽之间，且更倾向于难燃尽煤种的燃尽特性^[3]。由于混煤在燃烧过程中会出现易燃尽煤种占用了更多的氧气，致使难燃尽煤种燃烧迟缓，燃烧时间增加，阻碍了混煤的全部燃尽。

2.3 混煤掺烧的可磨特性

可磨性不同的煤进行混合时,绝不是简单的可磨性中和效应, 而是更倾向于难磨煤种^[4]。混煤在磨成煤粉的过程中，会产生煤粉粗细程度不均匀的现象，易磨煤种的煤粉细度较细，难磨煤种的煤粉细度较粗，致使混煤不能够完全燃尽。

通过对三种混煤特性的分析，说明如果电厂锅炉混煤掺烧技术不够成熟，就会导致混掺煤粉的燃烧性能不佳，这样的煤粉进入炉膛后，就会导致炉膛负压大幅度的波动，甚至会出现全炉膛无火现象。因此就需要提高混煤的掺配精度，使之与设计要求相匹配，才能够保证锅炉的稳定燃烧。

3自动混煤技术的应用

我国各个电厂的锅炉是按一定煤种设计的，要保证锅炉正常高效运行，就要求燃煤特性与锅炉设计相匹配。我厂煤种杂，再加上掺烧煤泥，从掺配到入炉很难完全满足燃烧要求，掺配不科学必然造成锅炉热效率降低，能源浪费，污染物超标排放以及运行操作困难等状况^[5]。自动化混煤技术就可以有效的解决此类问题，它将不同质量、不同类别的单种煤，经过初级筛分、二级破碎等步骤，按预设比例混合，掺配出符合燃烧设备要求的动力煤，使锅炉燃烧更加的稳定。

3.1自动混煤设备的安装

自动混煤设备如图1所示，整套设备由混煤斗、自动化定量给煤机、搅拌混煤机、输送皮带机、自动化混煤控制系统五大部分组成。结合我厂的实际情况，最后选择安装半地下形式，这样可以省去部分的土建成本，而且半地下形式占用煤厂地上面积小，符合我厂的实际需求。

图1 自动混煤设备安装示意图

3.2自动混煤的应用分析

自动混煤是将不同的煤种分配到不同的称重式定量给料机，确保计量的准确性和长期稳定性。如图2所示，通过传动机构作用于变频调速的给煤机，产生一个正比于给煤机皮带载荷的电流信号正比于速度传感器测量的皮带转速信号，将此信号通过积分运算，再由计算控制系统根据实际测量的速率与设定速率相比较，不断的修正皮带速度，形成闭环反馈环节，从而实现定量给料，达到各种燃煤精准掺配的目的。

图2 自动混煤流程图

同时在控制系统中有完善的报警系统，可以及时地发现和排除堵煤、断煤、过载和皮带跑偏等故障，可以保证机组上煤的准确性及可靠性。

4 结束语

通过不断的研究可以看出，自动混煤可以实时调整掺配方案，满足锅炉燃料要求，提高锅炉热效率。同时有效地提高整个配煤过程的掺配精度，实现控制各种煤种、煤泥更科学精准的掺配，保证了我厂掺配煤泥的可靠性和长期稳定性，大幅度提高了我厂的经济效益。

[1] 刘发圣，谈紫星，桂良明，等.大型电站锅炉混煤掺烧试验研究 [J]. 发电设备，2015(4)：248-251.

[2] 马仑，汪涂维，方庆艳，等. 混煤燃烧过程中的交互作用：掺烧方式对混煤燃烧特性的影响[J]. 煤炭学报，2016 (9) ：2340-2346.

[3] 段学农，朱光明，焦庆丰，等. 电厂锅炉混煤掺烧技术研究与实践[J]. 中国电力，2008，41(6) ：51-54.

[4] 苗莉. 浅谈电厂锅炉混煤掺烧技术应用[J]. 工业技术，2013 (1) ：97-98.

[5] 胡健.电站锅炉混煤掺烧及污染物排放特性研究[J]. 青岛电力，2017，36(3)：47-51.