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近六十台改造落地:原煤仓分仓改造有什么优势?

电力体制改革浪潮席卷而至,新的市场竞争环境下,竞价上网、产能过剩、燃煤成本等诸多问题使得煤电企业面临巨大经营压力,对于发电原料的调度和储备也面临着前所未有的挑战。


大部分燃煤发电企业采取配煤掺烧方式来提高机组运行经济性,将不同种类不同性质的煤种混合掺配完成发电,节约燃煤成本。而煤电机组变负荷的灵活性对于电厂参与深度调峰至关重要,在负荷升降的过程中需要解决煤种快速切换的问题。


为实现对燃料的优化管理,我公司提出基于原煤仓分仓的快速配煤掺烧技术通过对现有设备实施少量改造,实现了不同煤种的快速变煤掺烧,精准实时在线切换煤种,应对全天快速变负荷的调峰需求,高负荷燃用高热值煤,低负荷燃用低热值煤,提高负荷响应,同时增加低热煤的掺烧量,取得负荷响应和经济性的双重收益,有力提升企业市场竞争能力。




一、原煤仓分仓改造案例


我司深耕原煤仓分仓技改领域,已落地近六十台原煤仓分仓改造项目。下面以某电厂两台 600MW 超临界直流机组改造项目为例进行说明。


该电厂锅炉为Π型布置,单炉膛、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。

锅炉燃烧方式为前后墙对冲燃烧方式,前后墙各布置3层低NOx轴向旋流燃烧器,每层各有5只,共30只燃烧器。

在最上层煤粉燃烧器上方,前后墙各布置1层燃烬风口,每层布置5只,共10只燃烬风口,用来补充燃烧后期需要的空气,同时实现分级燃烧。配六台直吹式中速辊式磨煤机,每台磨有五根出粉管,对应一层燃烧器。电厂上煤系统为双路皮带系统,在煤仓间设置有10A、10B皮带,煤仓间带式输送机层采用电动双侧犁式卸料器进行,通过选择启动A路或B路犁式卸料器的犁刀,两条皮带分别可以向两台锅炉12个原煤仓进煤。



原煤仓由主要由上部圆柱形原煤仓、中部圆台原煤仓和下部双曲线原煤斗三部分构成,另外,给煤机入口有一段大小头,连接原煤斗及给煤机入口。

对现有原煤仓实施改造,在原煤仓内区域加装隔板,给煤机入口上方的双曲线煤斗区域安装一套新式插板门,用来分别控制两侧煤流。

在不对原输煤及配煤系统做任何变动的情况下,仅通过上述简单改造,利用开启两侧的新式插板门来控制进入给煤机的煤种,实现快速变换煤种的目的。

分隔后的原煤仓,一半装好煤,一半装劣质煤,根据不同负荷和深度调峰的需要,自动开启不同的新式插板门向给煤机实时提供与负荷相适应的原煤,以适应机组全天快速变负荷要求,需要高负荷烧低热值煤,低负荷烧高热值,提高负荷响应,同时增加低热煤的掺烧量,极大满足了快速响应负荷要求的同时提高了劣质煤掺煤率的目的。


为保证改造效果和利用率,在原煤仓顶部增设防爆照明及视频监控,在原煤仓内隔板两侧各增加一台用于测量煤位的导波雷达设备。现有的给煤机入口插板门仍保留。为使原煤仓煤流下煤顺畅,防堵塞,可在原煤仓仓壁上增设贴壁风疏堵设备,提前预防堵煤。


在磨煤机及给煤机运行中,原煤仓隔板的双向闸板可以任意来回切换,对原煤仓下煤无影响。分隔仓内装不同性质的煤种,将插板门均打开,可由 “分磨磨制,炉内混烧”,进一步变为“磨内混合磨制、炉内均匀混烧”的配煤新方式。


二、原煤仓分仓技术的优势



在目前大部分火电企业经营效益下降,煤价持续上涨的情况下,掺烧低热值煤是一个提升企业效益的有效手段。原煤仓进行灵活性分仓改造,可实现降低经营成本、提高企业经营状况、满足电网深度调峰要求。除在电站锅炉推广应用外,在其它有使用掺配煤并采用原煤仓储存化石类燃料的行业均可应用。其技术创新点如下:


● 灵活性高,快速切换。实现一个煤仓一台给煤机同时供应两种不同的煤种,及时改变锅炉配煤,满足锅炉不同负荷对煤质的要求。改造完成后原煤仓可做两种煤掺配,也可用于单一煤种。


● 改造工程量小,改造成本低。锅炉制粉系统变动不大,不需要再增加一个煤斗仓,也不需增加给煤机、磨煤机,特别是上煤系统不用做任何变动。利用现有的原煤仓存储两种不同煤种,辅以必要的监视手段,实现实时在线变换煤种的目的。


操作简单方便,运行安全可靠。可快速响应机组负荷的变化,彻底改变以往配煤过程中时间滞后、不能及时变换煤种的弊端。面对负荷快速变动时的精准配煤需求,分仓技术实现机组负荷“高峰顶得上,低谷降得下”,从根本上解决了机组负荷响应与精准配煤之间的矛盾。


● 提高劣质煤掺烧量。满足火电机组灵活性要求,满足发挥机组辅助服务的需要,在火电企业参与电网辅助服务、调频等方面发挥其优势。灵活应对全天快速变负荷的要求,从燃料侧为企业增收节支、提质增效提供有力保障,进而提升企业的市场竞争能力。


● 经济效益显著。原煤仓进行灵活性分仓改造成本低、收益高。以当前市场计算,20.9MJ的高热值煤价为1000元/t,15.9MJ的低热值煤价为600元/t,每台给煤机出力50t/h,以各带一半负荷计,年内运行小时按5000h,全年低热值煤占比50%,分仓运行的投入率按40%考虑,年收益为:(50t/h­-25t/h)×5000h×(1000元/t-600元/t)×50%×40%=1000万元。




三、原煤仓分仓改造在电力现货交易中的作用



电力现货交易市场具有高度的实时性和波动性。电力的生产与消费需要在瞬间完成,这就要求发电原料的供应必须稳定且可靠。一旦原料供应出现短缺或延迟,可能会造成电力的供应不足或价格波动。


为了应对电力现货交易的这些挑战,原煤仓的分仓管理显现出其独特的优势。


1. 提高调度灵活性


分仓管理能够灵活应对市场变化,通过在不同煤仓中存放多种原煤,并根据需求预测提前填充,确保生产正常进行。分仓改造后,火电厂在电网负荷波动时,能够迅速调整不同煤种的组合,提高调峰能力。从而在电力市场中获取更多的调峰辅助服务收入。


2. 提高采购效益


分仓操作可以使企业根据不同的采购渠道、价格和质量进行更为精细的成本控制。根据煤炭市场的价格波动和煤种供应情况,灵活调整燃煤结构,选购性价比高的煤种。有助于降低燃料成本,减轻火电厂的经济负担。


3. 降低库存成本


通过精确的调度和预测,可以实现按需补充煤仓,降低不必要的库存,从而降低库存成本。


4. 提升燃煤利用率


分仓技术可以根据煤种特性进行合理搭配,优化燃煤质量,提高燃煤利用率,降低飞灰含碳量,改善锅炉结渣状况,减少污染物排放,提高机组运行经济性。


5. 增强电厂竞争力


通过优化配煤掺烧技术,火电厂可降低污染物排放,提高能源利用效率,符合国家环保政策要求。在市场竞争中,具备优质、环保的发电能力将有助于提高电厂的竞争力。


6. 延长设备寿命


原煤仓分仓技术有助于降低锅炉内部结渣、磨损等问题发生,延长设备的使用寿命,降低设备维修成本。同时,分仓技术可以确保机组在运行过程中燃煤质量的稳定,降低因煤质波动导致的设备故障风险,提高运行稳定性和可靠性。