如今,煤炭市场供应紧张,煤炭品质良莠不齐,不同煤质价格差异较大,火电厂多采用配煤掺烧的方式提高发电效益,掺烧一部分低热值煤,以降低燃料成本。
然而,大部分机组每台磨煤机对应一个原煤仓,入炉煤的品质受限制,锅炉对劣质煤的消纳能力不强。无形中提高了对燃煤采购、供应的要求,增加煤炭采购难度,不利于燃料保供。
为了适应市场需求,保证机组带负荷能力的同时消纳劣质煤,应在不同负荷工况下燃用不同品质的煤种,这就要求对锅炉原煤仓进行灵活性改造。
01
低负荷稳燃问题:低负荷时段投煤量较低,单独使用劣质煤可能导致熄火停机事故,增加燃油成本,影响机组安全;
煤种切换问题:原煤仓结构设计原因导致无法快速调整煤种,影响燃料种类与机组负荷的匹配度,影响机组带负荷能力和升负荷速率,造成电量欠发或燃煤成本过高。
以上问题限制了火电机组燃煤的灵活性和经济性,因此,需要对原煤仓实施改造,使入炉煤种实现动态调整,高负荷和最低稳燃负荷燃用高热值煤,其它负荷燃用低热值煤,科学合理地掺烧经济煤种。
02
一号仓装优质煤,二号仓装劣质煤。当一号仓闸板门开启、二号仓闸板门关闭时,一号仓内优质煤下落,一半煤直接经下方给煤机进入磨煤机,另一半煤落入螺旋输送机构,在螺旋叶片带动下输送至二号仓。此时,两台原煤仓的磨煤机皆输送优质煤,可迅速提升机组负荷。
当机组降负荷时,将一号仓闸板门关闭,二号仓闸板门开启,电机反转,两台原煤仓的磨煤机皆向锅炉输送劣质煤,提高劣质煤掺烧量,降低燃料成本。
经上述改造,可实现在线快速切换煤种,实现高负荷和快速升负荷条件下燃用高热值煤种,降负荷条件下燃用低热值煤种,精准换煤,解决低负荷下磨煤机投运台数少、炉内燃烧不均问题和升负荷速度慢、高负荷磨出力不足的问题。此外,螺旋叶片的旋转还能对煤堆起到扰动作用,有效防止堵煤蓬煤,提高供煤的稳定性。
03
双仓互通改造方案仅通过安装螺旋输送装置,即可实现两仓之间煤质互通互联,改造费用远低于现有方案,大大降低了电厂的改造成本。
(2)收益
● 发电收益:某电厂2024年上半年#1、2机最高负荷运行时长为389.17小时,经原煤仓双仓互通改造后,机组负荷能力提升7MW,以2024年上半年综合电价(含税)0.42元/kWh计算,年度发电收益增加7000kW´778.34h´2´0.42元/kWh=457.7万元;
● 燃料成本:低热值经济煤种掺烧区间为50%-70%负荷区间,2024年上半年该负荷区间占比17.41%,运行时长1048.66小时。按照低热值煤比例70%计算,年度节约燃煤成本至少792.8万元。
2. 改造工期
改造工期仅需一周,工程量小,且无需停炉。此外,施工过程安全无风险,改造后不增加原煤仓的负载,无需进行额外的校核,确保了电厂的安全稳定运行。
3. 后期维护
螺旋输送机构结构并不复杂,其易损件为螺旋叶片,采用16Mn、60Mn耐磨材料,两年更换一次叶片即可(无需停炉),单次费用不超10万。
4. 堵煤情况
双仓互通改造不会增加任何堵煤风险,相反,螺旋输送机结构可起到搅动原煤的作用,有助于疏通煤流。改造后,原闸板门拆除,新增闸板门提升到直径1.65米以上的位置(闸板门截面积为改造前的2倍),保证煤流量。闸板门与螺旋输送机转速、传感器等协同控制,确保两个仓的煤流量皆不低于改造前,保证磨煤机最大出力。
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