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摘 要:动力配煤属于“洁净煤技术”范畴内的一种工艺技术。动力配煤的主要目的是将各种性质不同的煤炭按一定比例进行配合,从而产生新煤种,以满足各种锅炉或窑炉的使用要求。因此,使用动力配煤可以有效提高燃烧效率及改善污染物的排放,有利于煤炭资源优势互补、综合利用。
关键词:动力配煤 增效节能 综合利用
潞新煤化工(集团)公司现开采的东部矿区煤炭为中生代侏罗纪“四号煤层”,煤系为国内少有的优质动力煤,煤炭分类为“不粘结煤”,是低硫、低灰、低磷、高发热量的优质动力煤,素有“绿色环保煤炭”的美誉。沙尔湖一矿的煤炭具有高水分,低发热量,煤炭类别为“长焰煤”,煤质比较复杂(含各种元素比较多),实际应用时不能作为主要的燃料。二者均属于烟煤,配掺煤适用电站锅炉、工业锅炉、工业窑炉等,符合GB-25960-2010《动力配煤规范》的配煤原料要求和适用用户。
一、沙尔湖一矿配煤情况
为了保证产能的接续和市场份额的占有,集团公司对沙尔湖一矿商品煤与东部矿区商品煤进行配掺,此决策具有战略意义。 由集团公司生产技术处和总调度室牵头,对乌市周边几家电厂进行了配掺专题调研,确定了配煤方案:动力配煤首先确定配煤产品的预期参数——商品煤煤质的化验分析——计算配掺煤比——按一定的工艺进行配掺煤——生产出配掺煤产品。
1.煤质分析
运销总公司煤质管理部首先对东部矿区煤质进行化验分析:露天矿拣煤线商品煤:平均灰分Ad 18.85%,低位发热量Qnet,ar为20.79MJ/kg(4970大卡);一矿商品煤:平均灰分Ad 20.17%,低位发热量Qnet,ar为20.23MJ/kg(4837大卡);二矿商品煤:平均灰分Ad 20.20%,低位发热量Qnet,ar为 20.19MJ/kg(4828大卡);砂墩子矿商品煤:平均灰分Ad 23.14%,低位发热量Qnet,ar18.63为MJ/kg(4450大卡)。其次对沙尔湖一矿的商品煤进行了化验分析:平均灰分Ad 11.45 %,低位发热量Qnet,ar 16.55为MJ/kg(3950大卡)。
2.确定合理的配煤比
2.1根据合同、按用户提出的煤质要求,结合沙尔湖一矿煤质情况,按5%比例配掺,首先提高沙尔湖一矿商品煤的热值,其次由于配掺的“稀释作用”降低了煤灰中的碱金属氧化物的含量,使煤灰的沾污性弱化,入炉煤质与设计煤质相符,适合锅炉燃烧。按10%-15%的比例配掺时,东部矿区煤质稳定时,燃烧相对稳定。但东部矿区煤质不稳定时,灰分较高、燃烧不稳定,造成了大量的固定碳燃烧不完全,热值较差,水分高。可能会造成部分煤粉推迟着火,使火焰中心上移,造成過热器部分超温。按15%-20%以上时配掺,煤灰中的碱金属含量远远大于酸性氧化物的含量,碱酸比大,结渣性严重,配掺后的煤煤质与电厂锅炉的设计值煤质相差较大,使锅炉带不起负荷,容易结焦,影响锅炉正常工作。
2.2通过对哈密华电和国投罗钾公司的调研,反映沙尔湖一矿煤炭属于强积灰、强玷污性、易结焦煤炭。主要原因是煤灰中的碱金属氧化物的含量较高。煤灰共熔体的特征被掩盖,煤灰熔融特征温度表现出的是碱金属氧化物的特征。熔融温度的煤灰具有强结渣性,严重时造成锅炉停炉现象。
2.3根据对东部矿区商品煤和沙尔湖一矿商品煤的化验分析的结果。采用静态配掺计算比例,理论测算配掺比例为5%、10%、15%、20%、25%、30%的煤质情况(比例的理论测算见附表)。
2.4根据用户调查和市场的运作,在配掺煤时重点保证配掺煤均匀稳定性、热值性和沙尔湖一矿商品煤燃烧时的安全性等综合情况,选择沙尔湖一矿商品煤按5%配掺比,是比较合理的配掺比例。
二、配掺煤产品的质量要求
1.配煤产品的均匀稳定性关系到配煤产品的质量,也关系到配煤工艺的合理性,各矿商品煤按一定比例均匀配掺,必须保证配掺煤质量均匀稳定。
2.根据集团公司调研,乌市红雁池二电厂和苇湖梁电厂,配煤方式采用轮斗式给煤机,配掺比较均匀。神华公司乌东煤矿,配煤方式比较简单,利用铲车将配掺煤炭按一定比例、均匀铺于地面混合后销售。结合集团公司实际情况。沙尔湖一矿的煤炭和东部矿区煤炭配掺采用静态均匀配掺法。东部矿区煤、沙尔湖煤炭,相互铺盖。
三、产品质量检验和验收
1.根据集团公司配掺煤炭会议精神,运销总公司煤质管理部首先用理论方法计算静态的配掺比例,根据用户要求动态的调整配掺比,制定严格配掺煤管理和考核办法。煤质管理部及时成立了配掺煤管理小组,形成横向到边,纵向到底的配掺煤管理体系。
2.为了掌握第一手资料,集团公司、煤质管理部连续到沙尔湖一矿现场对各采区煤层煤质进行抽样,对大块、3.5块、2.5块、普煤、混煤等商品煤种类进行了全水分、灰分、发热量等指标的检测分析。
四、效益分析
沙尔湖一矿煤炭由于比重轻、着火点低,发火期为(20~40)天左右,装、卸过程中环境污染大,给运输和贮存造成了一定的困难,连续几年市场滞销,只能作为乌市和哈密电厂的配煤使用,销售价格低30~40元/吨左右。集团公司东部矿区的煤炭配掺后,热值提高,“稀释了”碱金属氧化物的含量,达到了用户的满意,销售价格140~200元/吨左右(135元/吨为集团公司收购沙尔湖一矿商品煤价格)。通过配掺工作,在一定程度上保证了集团公司的产能的持续和市场份额的占有,促进了沙尔湖一矿商品煤的销售,增加了经济效益。
合理的配掺煤比例是满足用户产品必要的条件,配煤工艺是保证煤质稳定的关键。只有确定合理的配掺比,不断完善配掺煤技术和工艺流程,改善煤炭产品的煤质,做到煤炭质量的优势互补,才能满足用户要求,实现了企业效益最大化。