新疆维吾尔自治区高碱煤资源丰富，预测准东地区高碱煤储量约390亿吨，是目前国内最大整装煤田[1]。高碱煤资源丰富、不需要井工开采、价格低廉，为降低发电成本，昌吉、乌鲁木齐、等地各电厂均不同程度掺烧准东煤。近年来，随着自治区对环保工作的重视，关停大量小煤矿，导致低钠煤供应不足，新疆其他地区电厂也逐渐开始探索燃用高碱煤。 高碱煤热值适中，具有低硫、低灰分的优点，比较适合作为发电用煤，然而由于煤中碱金属及碱土金属含量非常高，燃用不当极易导致结渣、沾污、催化剂堵塞等安全问题[2]，目前只能适量掺烧利用。
高碱煤的应用现状不仅对锅炉运行人员提出较高要求，同时也对炉前燃料管理，包括采购、入厂验收、质量检测、掺配掺烧等提了更高要求。本文根据高碱煤的特性，以近年来对高碱煤的研究为基础，对燃用高碱煤的发电企业炉前燃料管理各环节注意事项进行阐述。 1燃料采购
目前，发电企业主要通过与低钠掺配煤或者高岭土[3]、油页岩[4]等矿物质掺烧的方法来燃用高碱煤。燃用比例根据企业机组情况、高碱煤和掺配物的不同，一般在50%~90%。因此，发电企业为寻最低燃料成本，需要积极拓宽掺配煤或掺配矿物质采购渠道，根据燃料、运力行情，实时调控采购方案，尽量将燃料成本控制在较低水平。
集团化发电公司，可通过燃料集中统一采购管理，直接从矿方采购燃料，减少中间商，减低采购成本，保障燃料品质的稳定性和可靠性。建设燃料智能采购系统，根据发电企业位置和机组参数(或历史掺配掺烧数据)、高碱煤矿点、掺配煤及掺配矿物质矿点位置和煤质特性，建立动态数据库，根据燃料市场价格、运距、运力等情况，为发电企业实时推荐采购和掺配方案。在区域内合理位置建设配煤转运存储公司，直接为发电企业提供需要的混煤，解决发电企业分别单独进行掺配受场地和设备的限制的问题，降低厂内掺配管理的难度。
2入厂验收
采制样设备：高碱煤灰分较低一般在5%左右，水分含量较高，一般全水分含量在15%~25%。而用于掺配的低钠地煤，往往灰分较高，一般在40%~50%。对于早期建设的发电企业，燃用高碱煤，煤质指标一般都会偏离设计值，发电企业若采用自动化采制样设备，需考虑水分、粒度分布、各粒度区间灰分组成是否超出采样设备使用范围，避免机械采样误差的产生。若超出，需应用其他方式进行采样。
检测设备：从近10年来各高校科研院所的研究及发电企业的燃用经验来看，由于高碱煤煤灰中钠在高温下的逃逸，导致测定的煤灰熔融特性温度对高碱煤燃用指导作用较差[5]，高碱煤、掺配煤或掺配矿物质的灰成分已成为发电企业必须考虑的重要指标之一。
尤其是高碱煤中钾、钠的含量，掺配煤或矿物质中硅、铝的含量，也成为直接影响价格主要参数。因此，发电企业除配备常规煤质检测设备(如全水分、工业分析、元素分析、发热量、全硫等检测设备)的同时，有条件的发电企业增加煤灰成分检测设备，对保障企业经济、安全运行非常必要。国内现行煤灰成分检测标准方法及特点见表1。
3精准掺配
由于高碱煤价格低廉，高碱煤大比例燃用是提高经济性的主要方法。精准掺配是实现高碱煤最大比例燃用的保障，也是保障掺烧效果的基础。根据发电企
浅谈燃用高碱煤发电企业炉前燃料管理
王嘉瑞1陈凡敏1张磊1扎永强2王利民2
(1.华电电力科学研究院有限公司，浙江杭州310030;
2.华电新疆发电有限公司红雁池分公司，新疆乌鲁木齐830047)
【摘要】新疆高碱煤的特殊性质对燃用高碱煤的发电企业炉前燃料管理提出了更高要求。论文根据多年来对高碱煤的研究，分别从燃料采购、入厂验收、配煤掺烧等环节对发电企业需要特别关注的问题及解决和建议进行了详细阐述，为发电企业提高运行安全性及经济性提供了技术参考。
【关键词】高碱煤；入厂煤管理；准东煤；掺配掺烧
中图分类号:TM621.2文献标识码:A DOI:10.ki.issn2095-2457.2021.03.34
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Science&Technology Vision科技视界
Science &Technology Vision
科技视界
标准名称及编号
检测方法
试验设备
特点
GB /T 1574—《2007煤灰成分分析方法》
不同元素采用不同方法，如：原子吸
收、分光光度法、络合滴定法
原子吸收分光光度计、分光光度计、火焰光度计、库仑测硫仪
半微量、常量分析，自
动化水平不足DL /T 1037—《2016煤灰成分分析
方法》
原子吸收分光光度法(半微量)
原子吸收分光光度计
分元素逐一测定
原子发射光谱法(半微量)电感耦合等离子体原子发射光谱仪样品需先消解，可快速
多元素一次测定X 射线荧光光谱法(常量)
X 射线荧光光谱仪
样品制备简便，可快速多元素一次测定
业煤场实际情况，一般采用分层堆放，按高度方向截取的机械混煤方式和分堆堆放，皮带混煤两种方式[6]。机械混煤方式需要发电企业配备斗轮机、大型推煤机、装载机等煤场机械，一般很难按一定的配比进行混煤，混煤精度不高。皮带混煤是同时利用两路皮带分别输送不同煤种，燃煤在原煤仓内完成混合，其优点是煤质易于调节，增加计量式给煤设备可实现较精准的掺配，缺点是系统复杂，两路皮带之间可能会互相影响。
为实现高碱煤的大比例燃用，掺配高岭土或者油页岩等矿物质是目前最广泛应用的方法，高碱煤燃用比例可达90%左右。根据机组自身情况高岭土的掺配比例一般在8%~12%，对精准掺配提出了更高的要求，至少要精确到1%。因此，配备计量式给煤设备的皮带混煤方式成为首选。
4掺烧方案
发电企业燃用煤质偏离设计值易导致的锅炉效率低，故障率和污染物排放高等问题，掺烧是解决上述问题的主要技术方法。根据发电企业实际情况一般通过炉前掺配和炉内掺烧两种方式实现。新疆现役
发电机组改烧准东煤普遍偏离设计值，并且不能100%燃用高碱煤，因此，掺烧是发电企业必须面对的技术问题。
高碱煤极易结渣和沾污的特殊性质使得其掺烧利用难度较大，该方向已成为近年来煤炭领域的研究热点。从目前燃用高碱煤的发电企业来看，大多均采用炉前掺混的方式，主要为了提高掺配的均匀性，使得煤灰中的矿物质具有充分的接触与反应时间。
除了高碱煤的煤灰熔融特征温度对高碱煤燃用指导作用较差外，现有指导掺配掺烧的结渣、沾污特性判定方法对我国高碱煤的适用性也不强，需要采用近年来新的研发的判定方法[7]来指导掺配掺烧工作。因此，在制订掺烧方案时，要结合最新研究进展，预先
做实验室内的方案评估，对掺烧方案进行优选，以降低现场掺烧试验的安全风险。发电企业应根据主烧高碱煤煤种和主要掺配煤及掺配矿物质，通过现场性能试验，确定针对燃料市场变化，机组负荷变化的多个掺烧方案，从而保障机组安全高效运行，提高企业经济效益。5
结语
燃料成本约占火力发电厂总成本的70%，炉前燃料管理对燃用高碱煤发电企业的安全经济运行意义重大。在日常管理中只能通过严格的入厂验收，拓宽掺配煤或掺配矿物质渠道，根据市场和机组实际情
况动态调控掺配方案，以最大化降低燃料成本。技术层面，主要关注配煤掺烧技术，保障机组的安全运行，根据企业实际情况对输煤计量设备进行必要的改造，实现精准配煤掺烧。另外，随着燃料智能化建设的推进，可进一步建设燃料智能化管理系统，根据燃料市场对掺配方案进行评价寻优，指导燃料采购。
【参考文献】
[1]陈新蔚，庄新国，周继兵，等.准东煤田煤质特征及分布规律[J].新疆地质,2013,31(1):89-93.
[2]董明刚.高钠煤对锅炉受热面结渣、沾污和腐蚀的影响及预防措施[J].热力发电,2008,37(9):35-39.
[3]乌晓江，张翔，陈楠.高岭土对新疆高碱煤沾污结渣特性的影响研究[J].锅炉技术,2017,48(2):5-9.
[4]赵冰，王嘉瑞，王鹏辉，等.100MW 机组锅炉油页岩掺烧准东煤试验，热力发电[J].2017,46(7):103-109.
[5]Jia -rui Wang,Fanmin Chen,Bing Zhao,et al.Volatilisation and transformation behavior of sodium species at high temperature and its influence on ash fusion temperatures[J].Fuel Processing Technology,2017(155):209-215.
[6]陈刚，方庆艳，张成，等.电站锅炉配煤掺烧及经济运行[M].北京：中国电力出版社,2013.
[7]刘家利，苏国庆，张小宏，等.高碱金属煤煤灰沾污特性评价方法[J].热力发电,2016,45(1):9-13+31.
表1煤灰成分检测标准常用方法及特点
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