【摘 ?要】本文主要提供了一種基于“硫熱比”推算入爐煤質的方法。此方法可以為劣質煤的配煤摻燒工作提供理論依據(jù)。

【關鍵詞】配煤摻燒;脫硫;環(huán)保;經(jīng)濟性

隨著煤炭市場的變化，市場燃煤價格波動，火電企業(yè)不斷尋求著燃料成本的突破點，以謀求最大的利潤。因此，各發(fā)電企業(yè)就開始配煤摻燒的工作，開始大量采購低熱量或高硫分的燃煤。

而隨著國家對環(huán)保要求的提高，各發(fā)電企業(yè)雖然對脫硫系統(tǒng)進行了增容改造，但煤質的劣化和環(huán)保的達標排放始終是一個矛盾體，這就需要一種方法來平衡這個矛盾。

一、確定機組負荷和燃煤熱量與燃煤量的對應關系

由機組的經(jīng)濟性計算方法，易得：

其中：Q——燃煤低位發(fā)熱量，單位：MJ/kg;

h——機組實時熱耗，單位：kJ/kw·h;

Q——主汽流量，單位：t/h;

η——鍋爐效率，單位：1;

η——管道效率，單位：1;

B——實時煤量，單位：t/h;

d——機組汽耗，單位：kg/kw·h。

如果將熱量單位換算成習慣常用的kcal/kg，在公式后除以換算系數(shù)4.1816即可。

二、硫分的計算

確定脫硫系統(tǒng)最大出力：

其中：Smax——脫硫系統(tǒng)最大出力，單位：t/h;

S——入口硫最大濃度，單位：mg/Nm;

Q——入口煙氣最大流量，單位：kNm/h;

S——出口硫最大濃度，單位：mg/Nm;

Q——出口煙氣最大流量，單位：kNm/h。

而在脫硫系統(tǒng)增容改造時，技術協(xié)議中均會對最大入口硫濃度和最大入口流量進行確定，并要求在此值下脫硫系統(tǒng)能夠達標排放，因此，脫硫系統(tǒng)的最大出力可以近似視作入爐煤種收到基的含硫量，按如下計算，且是一個定值。

公式（3）

在受限于脫硫系統(tǒng)出力的情況下，不管機組負荷是多少，不論燃用多少天然煤，單位時間內(nèi)燃燒的煤中含硫的總量均不得超過上式中確定的值。由此也可以計算該單位時段內(nèi)入爐煤中含硫量的最大允許值：

單位：1

三、“硫熱比”（）和硫熱比（）

“硫熱比”即為確定煤種的收到基全硫含量與該煤種低位發(fā)熱量的比值，“熱硫比”就是“硫熱比”的倒數(shù)。即：

如果脫硫系統(tǒng)出力和鍋爐出力同時達到最大，則代表機組此時燃用的煤種在硫份和低位發(fā)熱量對該機組來說達到了極限狀態(tài)，此時的硫份最大，而熱量最低。此時的含硫量可以按照脫硫系統(tǒng)最大出力的含硫量確定，也就可以將上文中的硫份公式和熱量公式代入硫熱比的計算公式（5），并且化簡可得：

單位：kg/kJ

此時機組的主汽流量（Q）、熱耗（h）和汽耗（d）為最大的主汽流量，和最大主汽流量工況下對應的熱耗和汽耗值。因此，對于確定的機組，硫熱比（）或熱硫比（，硫熱比的倒數(shù)）為一個確定值。

可以依據(jù)煤中含硫量確定煤的最低低位發(fā)熱量或依據(jù)燃煤的低位發(fā)熱量確定燃煤中硫分的最大值。

四、硫熱比的應用

以某電廠220MW供熱機組為例，該機組脫硫系統(tǒng)設計入口最大硫份為2500mg/Nm3，煙氣量為900kNm3/h。機組在最大供熱工況（TMCR）時，設計參數(shù)如下：主汽流量為696.9t/h，熱耗為8414kJ/kwh，汽耗為3.064kg/kwh，鍋爐保證熱效率為92%，管道效率取99%。以上數(shù)據(jù)代入公式（7）可得：

為脫硫系統(tǒng)留有裕量和排除化驗偏差，可以取。

由此可得，假設入爐煤種收到基低位發(fā)熱量為3900kcal/kg時，為了能帶滿負荷，該煤種收到基的最大硫份可以為0.78%。假設要求入爐后的煤種收到基硫份達到1%，為了能帶滿負荷而二氧化硫排放不超標的話，則要求該煤種收到基低位發(fā)熱量至少達到5000kcal/kg。

五、總結

1.對于指定的機組，“硫熱比”可做為常數(shù)進行使用，主要用來在進行配煤摻燒時預計入爐煤種或單一的入廠煤種是否滿足該機組帶滿負荷出力的要求。即當煤種的硫熱比高于機組硫熱比時，該煤種不能滿足機組帶滿負荷出力時，脫硫達到環(huán)保排放的要求。

2.煤質基準的選?。涸谶M行硫熱比的計算時，要注意煤質基準的選取，本文只是為了在實際生產(chǎn)中的預測和估算而不是進行煤質的討論研究，因此只選取了收到基作為計算基準，由此可以排除煤中水分對計算的偏差影響。如果要進行硫份的基準轉換，則要根據(jù)實際燃用煤種的水分確定。

3.常用單位的選用：由于生產(chǎn)實際中一般選用的低位發(fā)熱量單位為kcal/kg（即“大卡”），為了方便使用，在應用舉例計算時進行了一次單位轉換。而在已知燃煤熱量，按照公式（7）計算燃煤硫份時，計算結果的單位為“1”，要轉化為常用的“百分比（%）”形式。

4.低負荷時的計算：當前進行配煤摻燒的要求越來越高，分時段摻燒可以大大提高劣質煤的摻配比例，同時也做到環(huán)保設備的充分利用。在針對低負荷的計算時，只要選取脫硫系統(tǒng)的最大設計出力以及機組在相應負荷工況的設計參數(shù)即可。

作者簡介：

張峰瑞，1986年，男，河北省唐山市，工程師，畢業(yè)于長沙理工大學熱能與動力工程專業(yè)，現(xiàn)在河北大唐國際唐山熱電公司工作。

（作者單位：河北大唐國際唐山熱電有限責任公司）