【摘  要】本文主要提供了一种基于“硫热比”推算入炉煤质的方法。此方法可以为劣质煤的配煤掺烧工作提供理论依据。

【关键词】配煤掺烧;脱硫;环保;经济性

随着煤炭市场的变化，市场燃煤价格波动，火电企业不断寻求着燃料成本的突破点，以谋求最大的利润。因此，各发电企业就开始配煤掺烧的工作，开始大量采购低热量或高硫分的燃煤。

而随着国家对环保要求的提高，各发电企业虽然对脱硫系统进行了增容改造，但煤质的劣化和环保的达标排放始终是一个矛盾体，这就需要一种方法来平衡这个矛盾。

一、确定机组负荷和燃煤热量与燃煤量的对应关系

由机组的经济性计算方法，易得：

其中：Q——燃煤低位发热量，单位：MJ/kg;

h——机组实时热耗，单位：kJ/kw·h;

Q——主汽流量，单位：t/h;

η——锅炉效率，单位：1;

η——管道效率，单位：1;

B——实时煤量，单位：t/h;

d——机组汽耗，单位：kg/kw·h。

如果将热量单位换算成习惯常用的kcal/kg，在公式后除以换算系数4.1816即可。

二、硫分的计算

确定脱硫系统最大出力：

其中：Smax——脱硫系统最大出力，单位：t/h;

S——入口硫最大浓度，单位：mg/Nm;

Q——入口烟气最大流量，单位：kNm/h;

S——出口硫最大浓度，单位：mg/Nm;

Q——出口烟气最大流量，单位：kNm/h。

而在脱硫系统增容改造时，技术协议中均会对最大入口硫浓度和最大入口流量进行确定，并要求在此值下脱硫系统能够达标排放，因此，脱硫系统的最大出力可以近似视作入炉煤种收到基的含硫量，按如下计算，且是一个定值。

公式（3）

在受限于脱硫系统出力的情况下，不管机组负荷是多少，不论燃用多少天然煤，单位时间内燃烧的煤中含硫的总量均不得超过上式中确定的值。由此也可以计算该单位时段内入炉煤中含硫量的最大允许值：

单位：1

三、“硫热比”（）和硫热比（）

“硫热比”即为确定煤种的收到基全硫含量与该煤种低位发热量的比值，“热硫比”就是“硫热比”的倒数。即：

如果脱硫系统出力和锅炉出力同时达到最大，则代表机组此时燃用的煤种在硫份和低位发热量对该机组来说达到了极限状态，此时的硫份最大，而热量最低。此时的含硫量可以按照脫硫系统最大出力的含硫量确定，也就可以将上文中的硫份公式和热量公式代入硫热比的计算公式（5），并且化简可得：

单位：kg/kJ

此时机组的主汽流量（Q）、热耗（h）和汽耗（d）为最大的主汽流量，和最大主汽流量工况下对应的热耗和汽耗值。因此，对于确定的机组，硫热比（）或热硫比（，硫热比的倒数）为一个确定值。

可以依据煤中含硫量确定煤的最低低位发热量或依据燃煤的低位发热量确定燃煤中硫分的最大值。

四、硫热比的应用

以某电厂220MW供热机组为例，该机组脱硫系统设计入口最大硫份为2500mg/Nm3，烟气量为900kNm3/h。机组在最大供热工况（TMCR）时，设计参数如下：主汽流量为696.9t/h，热耗为8414kJ/kwh，汽耗为3.064kg/kwh，锅炉保证热效率为92%，管道效率取99%。以上数据代入公式（7）可得：

为脱硫系统留有裕量和排除化验偏差，可以取。

由此可得，假设入炉煤种收到基低位发热量为3900kcal/kg时，为了能带满负荷，该煤种收到基的最大硫份可以为0.78%。假设要求入炉后的煤种收到基硫份达到1%，为了能带满负荷而二氧化硫排放不超标的话，则要求该煤种收到基低位发热量至少达到5000kcal/kg。

五、总结

1.对于指定的机组，“硫热比”可做为常数进行使用，主要用来在进行配煤掺烧时预计入炉煤种或单一的入厂煤种是否满足该机组带满负荷出力的要求。即当煤种的硫热比高于机组硫热比时，该煤种不能满足机组带满负荷出力时，脱硫达到环保排放的要求。

2.煤质基准的选取：在进行硫热比的计算时，要注意煤质基准的选取，本文只是为了在实际生产中的预测和估算而不是进行煤质的讨论研究，因此只选取了收到基作为计算基准，由此可以排除煤中水分对计算的偏差影响。如果要进行硫份的基准转换，则要根据实际燃用煤种的水分确定。

3.常用单位的选用：由于生产实际中一般选用的低位发热量单位为kcal/kg（即“大卡”），为了方便使用，在应用举例计算时进行了一次单位转换。而在已知燃煤热量，按照公式（7）计算燃煤硫份时，计算结果的单位为“1”，要转化为常用的“百分比（%）”形式。

4.低负荷时的计算：当前进行配煤掺烧的要求越来越高，分时段掺烧可以大大提高劣质煤的掺配比例，同时也做到环保设备的充分利用。在针对低负荷的计算时，只要选取脱硫系统的最大设计出力以及机组在相应负荷工况的设计参数即可。

作者简介：

张峰瑞，1986年，男，河北省唐山市，工程师，毕业于长沙理工大學热能与动力工程专业，现在河北大唐国际唐山热电公司工作。

（作者单位：河北大唐国际唐山热电有限责任公司）