优化火电厂煤炭供耗存关系的技术路径研究

在电力行业市场化改革背景下，火电厂燃料成本占比已超过 70% ，煤炭供耗存管理的精细化水平直接影响企业经济效益。当前多数电厂存在配煤方案单一、煤场自燃频发、厂损控制乏力等问题，亟需构建覆盖燃料采购、存储、掺烧全链条的技术优化体系。本文基于燃料热力学特性与设备运行规律，系统探讨配煤掺烧结构优化与煤场管理技术路径。

1. 配煤掺烧结构优化技术路径

1.1 配煤掺烧的基本原理与重要性

煤炭燃烧过程本质是碳氢化合物与氧气的氧化反应，不同煤种的反应速率存在显著差异。高挥发分煤种在低温阶段即可释放大量挥发分，形成初期火焰；低挥发分煤种则需要更高温度才能稳定燃烧[1]。通过配煤掺烧，可使两种煤种的燃烧特性形成时空互补：高挥发分煤种率先点燃形成稳定火源，低挥发分煤种随后释放热量维持炉膛温度。这种组合燃烧方式既能提升低热值煤种的利用价值，又能避免高硫分煤种单独燃烧时产生的硫酸盐腐蚀问题。从经济性角度看，配煤掺烧可使燃料成本降低，同时减少辅助燃料消耗；从环保层面分析，合理配比可降低氮氧化物生成量，满足超低排放要求。

1.2 运行人员调整策略

运行班组需建立煤质动态跟踪机制，每小时记录入炉煤热值、灰分、硫分等关键指标，并结合锅炉负荷变化制定调整方案。当热值波动超过特定范围时，应启动分级响应预案：轻度波动通过调整一次风速维持燃烧稳定性，中度波动需同步调节二次风门开度以优化风煤配比，重度波动则需切换备用煤种并通知燃料部门调整配煤方案。给煤机转速调整应遵循小步快调原则，每次调整幅度控制在特定范围内，避免因参数突变引发炉膛压力波动。操作记录需形成完整数据链，详细记录调整时间、参数变化值及后续燃烧状态，为后续配煤模型优化提供实证依据。此外，运行人员应掌握煤种特性与锅炉特性的映射关系，例如高灰分煤种需适当提高燃烧器摆角以延长火焰停留时间，高硫分煤种则需控制炉膛出口氧量在特定区间以抑制硫酸盐生成。

1.3 精细化参数调整技术

磨煤机出口温度与煤粉细度的协同控制是精细化调整的关键环节。当煤种灰分增加时，需适当降低磨煤机出口温度以防止积粉自燃，同时提高煤粉细度以增强燃烬率。具体调整幅度需根据煤种特性确定：对于灰分较高的煤种，磨煤机出口温度应控制在特定温度以下，煤粉细度 R90 值则需提高一定数值。锅炉氧量控制需建立与煤种硫分的联动机制，高硫分煤种燃烧时应控制氧量在特定范围，既保证充分燃烧又避免生成过多三氧化硫。再热器减温水量的变化可作为判断燃烧工况的重要指标，当减温水量持续偏高时，表明炉膛出口烟气温度过高，需通过调整配煤比例或燃烧器投运方式来优化热负荷分布。参数调整需与 DCS 系统深度集成，通过编写逻辑控制模块实现关键参数的自动联调，例如当入炉煤热值下降时，系统自动提高磨煤机出口温度并调整风门开度，确保燃烧稳定性。

2.煤场精细化管理技术路径

2.1 煤场自燃问题及解决方案

煤炭自燃本质是煤氧复合作用产生的热量积聚过程，当煤堆内部温度超过临界值时，氧化反应速率将呈指数级增长。预防自燃需构建多维度监测体系：在煤堆表层每50 米间距部署红外热像仪，形成网格化温度监测网络；内部每 2 米深度植入光纤测温传感器，实时捕捉深层温升信号。监测数据通过无线传输模块汇总至中央控制平台，当局部温度突破60℃阈值时，系统自动启动分级响应机制。初期温升阶段采用高压水枪定点喷射，利用水蒸发吸热原理降低表层温度；若深层热点持续蔓延，则通过螺旋钻机在煤堆表面开设通风孔道，同步注入凝胶类阻化剂形成隔氧层。日常管理需严格执行翻堆制度，根据气候条件调整作业频率——夏季每10 天、冬季每20 天进行一次全煤场翻晒，打破氧化层连续性。

2.2 煤炭合理堆放策略

煤场空间规划应遵循分质存储、动态轮换原则，高挥发分煤种需单独划定防爆区域，采用条形堆放法控制单堆长度不超过30 米，堆高严格限制在6 米以内；低热值煤种适用锥形堆放工艺，利用自然坡度促进雨水径流，减少水分渗透引发的热值损失。堆存位置分配需结合三维建模软件，输入来煤批次、热值参数、消耗进度等数据，自动生成最优堆放方案。为确保先进先出原则落实，每个煤堆设置电子标签记录入库时间，当存储周期超过45 天时，系统自动触发预警并调整取用顺序。对于跨季度存储煤种，每月进行热值复测并更新堆存标识，避免因煤质衰变导致配烧失衡[2]。

2.2 煤炭发运组织优化

发运计划制定需建立需求预测-运力匹配-动态调整闭环机制，根据电网月度发电计划倒推煤炭消耗曲线，结合库存水平制定分批次发运方案。与铁路部门建立运力共享平台，在用电高峰期前15 天完成主力煤种储备，预留 20% 运力应对负荷突变。采用双线发运模式：主线路承担常规运输任务，配备专用车皮和固定编组；备用线路配置可调车皮，当日需求量超过基准值 15% 时自动激活。发运过程实施全流程管控，装车环节采用激光盘煤仪与地磅数据交叉验证，确保单车装载量偏差控制在 0.5 吨以内；在途运输通过GPS 定位系统实时跟踪，异常停留超过2 小时自动触发调查程序。到厂验收建立三方确认机制，运输方、采购方、使用方共同完成煤质取样与单据核验。

2.3 减少煤炭厂损的措施

厂损控制需构建计量-采样-存储-转运四维管理体系。计量环节采用动态称重系统，皮带秤与轨道衡数据实时比对，当偏差超过 0.3% 时自动校准；采样环节执行五点分层取样法，每批次煤炭在表层、中部、底层分别选取三个采样点，混合后作为检测样本。存储环节通过防风抑尘网降低风蚀损耗，网高与煤堆高度保持 1:1 比例，网孔密度控制在 40% 透风率；对易自燃煤种覆盖阻燃纤维布，每平方米布重不低于 200 克。转运环节优化设备配置，在皮带机转接点安装缓冲辊筒，将煤流落差控制在 0.8 米以内；对碎煤机筛板进行定期检测，当孔径磨损超过 2 毫米时立即更换。建立损耗责任追溯制度，将计量偏差率、采样合格率、存储损耗量等指标纳入部门绩效考核，每月形成分析报告并提出改进措施。煤场精细化管理水平的提升，需要管理制度创新与技术手段升级的深度融合。通过构建覆盖存储全周期的监测网络、优化空间利用效率、强化发运过程控制、完善损耗管理机制，火电厂可显著降低运营成本，为配煤掺烧结构优化提供稳定可靠的燃料保障[3]。

3.结语

煤炭供耗存关系优化是系统性工程，需要燃料管理、运行控制、设备维护等多部门协同。随着智能监测技术与大数据分析工具的应用，配煤掺烧精度与煤场管理效率将得到进一步提升。火电厂应持续完善技术标准体系，培养复合型燃料管理人才，在保障能源安全的同时实现绿色低碳发展。

【参考文献】

[1]王妍,王洋,吕凯,等.火电厂热电联产机组与液态 CO_(2)储能耦合系 统热力性能分析[J].热力发电, 2023, 52(8):40-50.

[2]彭道刚,黄孟俊,戚尔江,等.基于YOLOv4 的火电厂指针仪表识别方法研究[J].计算机应用与软件, 2023, 40(6):166-172.

[3]郝宗鹏,石德胜,宋海宾,等.火电厂电气设备智能运维技术研究与示范应用[J].安装, 2024(S01):188-189.