火电厂煤种的混配配煤，就是燃料生产流通部门根据用户对煤质的要求，将若干种不同种类、不同性质的煤按照一定比例掺配加工而成的混合煤，它虽然具有掺配单煤的某些特征，但其综合性能已有所改变，实际上是人为加工而成的一个新的“煤种”。

动力配煤的基本原理就是利用各种煤在性质上的差异，相互“取长补短”，发挥各掺配煤种的优点，最终使配出的混合煤在综合性能上达到“最佳性能状态”以满足用户的要求。

火电厂煤种的混配就是在燃煤电厂输煤系统中，利用某些手段，使混配出的混煤性能能够满足锅炉设计要求。

一、配煤的意义动力配煤技术作为较成熟易行的煤炭燃前加工技术之一，以其投资抵、效果显著而成为能够尽快投入使用的洁净煤技术之一。

它能够在煤炭入炉前，提高煤炭的品质。

其意义在于：⑴人们可以对煤炭的燃烧行为加以预测及控制，使原来低品质的劣质燃煤变成优质燃煤，是原来高污染、高硫排放的煤不经任何添加剂，仅仅通过配煤就可以变成低污染、低硫排放的煤。

在动力配煤的配制过程中，也可以通过添加适当的高温固硫添加剂，从而大大减少燃用配煤所产生的二氧化硫排放量；同时，由于燃烧效率的提高，排放烟气中的未燃烬粉尘及其他有害成分也能够相应减少，减轻了环境污染，并可使企业免支或少支二氧化硫排放费。

⑵使原来易结渣的煤变成不易结渣的煤，降低锅炉事故率；同时提高锅炉效率，节约大量煤炭。

我国燃煤锅炉热效率之所以低，最主要的原因是实际燃用的煤炭与锅炉设计使用的煤炭不一致，各种煤种之间燃烧性能相差甚远，煤质与炉型严重脱节。

特别是近几十年以来，随着国家煤炭政策的逐步开放，这种现象越来越严重。

过去一直采用的是以“炉改”去适应煤炭，很多新锅炉刚安装完毕就得改造，国家每年需要投入大量资金对易结渣、超温、磨损等问题锅炉进行改造。

当然改炉可以使炉型适应煤质，效果也相当明显，但“削足适履”，锅炉仍然不能适应煤种新的变化。

生产和使用动力配煤，以煤适炉，将多品种煤混合配置成接近锅炉设计煤质，然后送入锅炉中燃烧，既可以节约大量改炉费用，又可以提高锅炉效率，节约大量煤炭。

⑶提高劣质煤的利用率，充分利用当地煤炭资源。

长期以来，国家有关政策一直鼓励企业燃用当地煤。

但由于很多地方煤炭资源的质量较差，属于劣质煤，企业使用的积极性不高。

动力配煤的推广使用可以有效的改变这种情况，它能够使用户经过配煤得到质量稳定的煤炭，改善着火稳定性，提高燃烧效率。

同时又减少流通运输费用，是煤炭得到合理利用，提高流通效益。

⑷随着供用电矛盾的缓解，电网调峰任务日趋繁重，大量机组较长时间在低负荷下运行。

为了保证锅炉低负荷燃烧稳定，也需要进行煤种的混配。

⑸燃料费用占火电厂成本的比重高达70%左右，随着市场经济的深化改革，煤炭市场的开放，电厂在保证安全、经济运行的基础上，可以同时选择几个品种煤掺配燃烧，以降低燃料费用。

二、混配的约束条件为了保证锅炉的安全性、经济性的需要，对混配煤的煤质提出一定的约束条件。

假设有n种煤，各煤的配比分别为χ1、χ2、χ3、…、χn,则首先应满足下列两个约束条件。

χ1+χ2+χ3+…+χn=1χ1≥0,χ2≥0,χ3≥0,…,χn≥0其他约束条件根据需要从以下几项煤质指标中选择。

1、挥发分挥发分含量越高的煤，着火性能越好，燃烧稳定，飞灰可燃物越少；对于挥发分很少的无烟煤，焦炭很难燃尽，飞灰可燃物含量高，机械不完全燃烧热损失大。

挥发分是评价配煤的首要条件，是衡量燃煤着火难易程度的重要指标；挥发分对着火温度、着火速度都有明显的影响。

入炉煤挥发分变化太大时，空气过剩系数、热风温度、煤粉细度都要发生相应变化，给燃烧调整带来很大不便。

对于一台煤粉炉，其挥发分的适应范围很窄，挥发分不能小于某个下限值V daf,min,以维持低负荷燃烧的稳定性和经济性；挥发分也不能高于某个上限值V daf,max，以防止燃烧器喷口烧坏或引起其他事故。

因此混配煤时，挥发分有两个约束条件，即χ1V1+χ2V2+χ3V3+…+χn V n≥V daf,minχ1V1+χ2V2+χ3V3+…+χn V n≤V daf,max2、发热量发热量，是表征煤质的综合性指标，是燃煤的最重要的性能指标。

发热量低，锅炉燃烧不稳，机械不完全燃烧和排烟热损失增大，磨煤机电耗增大，因此发热量有个最低限值Q net,armin。

χ1Q net,ar1+χ2Q net,ar2+χ3Q net,ar3+…+χn Q net,arn ≥Q net,armin3、灰分煤中灰分含量增加，火焰传播速度减缓，着火推迟，燃烧稳定性差；灰分含量增加，也会使焦炭燃尽程度变差，灰渣物理热损失增加；灰分含量增加，还会引起受热面污染和磨损增加，因此灰分有个最高限制A armax。

χ1A ar1+χ2A ar2+χ3A ar3+…+χn A arn≤A armax4、水分水分增加，煤的热量还有一部分将消耗在水分的蒸发和过热上，是炉膛燃烧温度水平降低，导致燃烧稳定性变差，减少煤粉的燃尽程度；水分增加还会引起输煤设备堵塞，因此水分就有个最高限值M armax。

χ1M ar1+χ2M ar2+χ3M ar3+…+χn M arn≤M armax5、硫分煤中硫分虽然是可燃物，但是硫份含量过高，会引起空气预热器腐蚀和堵灰同时还会引起环境污染恶化，因此硫份有个最高限值S armax。

χ1S ar1+χ2S ar2+χ3S ar3+…+χn S arn≤S armax6、灰熔点灰熔点是煤质是否容易结渣的指标，对锅炉的安全经济运行有重大的影响；特别要注意的是，混煤灰熔点不是单煤指标的简单线性函数关系，混煤的结果有可能使灰熔点降低很多，这一点在配煤时必须充分考虑。

三、混配比例对于多煤种混合，首先查看含硫份、水分、挥发分、灰分和热量，这几种指标哪几项偏离设计值太大，哪项指标是我们混配后需要满足要求的，例如我们主要关心挥发分、灰分，此时应采取下列步骤计算。

列出混配后指标方程式，即χ1V1+χ2V2+χ3V3+…+χn V n=V设计值χ1A1+χ2A2+χ3A3+…+χn A n=A设计值χ1M1+χ2M2+χ3M3+…+χn M n=M设计值χ1S1+χ2S2+χ3S3+…+χn S n=S设计值χ1+χ2+χ3+…+χn=1式中V1、V2、V3、…、V n--各煤种的平均干燥无灰基挥发分，%；A1、A2、A3、…、A n--各煤种的平均空气干燥基灰分，%；M1、M2、M3、…、M n--各煤种的平均空气干燥基水分，%；S1、S2、S3、…、S n--各煤种的平均空气干燥基硫分，%；χ1、χ2、χ3、…χn--各煤种的混合比例，%；如果是两种煤混配，就要从中选取两个方程式分别与χ1+χ2=1组成方组，解这个方程组，得到两组解。

如果是三种煤混配，就要选三个方程式分别与χ1+χ2+χ3=1组成方组，解这个方程组，得到三组解这些解都是有效解，但是究竟以哪组解为最优呢？判断方法是首先将所得到的全部有效解带入下列公式。

⑴混配后平均收到基低位发热量ΣQ（kJ/kg）ΣQ=Q1χ1+Q2χ2+Q3χ3+…+Q nχn式中Q1、Q1、Q1、…、Q n--各煤种的平均低位发热量，kJ/kg。

从中选择使ΣQ在（0-0.05）Q设计值≤ΣQ≤（0+0.05）Q设计值范围内的解。

⑵混配后原煤平均单价ΣY(元/t)：ΣY= Y 1χ1+Y 2χ2+Y 3χ3+…+Y n χn式中Y 1、Y 2、Y 3…Y n —各煤种的平均单价，元/t 。

⑶混合后标准煤单价ΣY B (元/t)：ΣY B =Q 29308∑∑Y ⨯经过计算后，ΣY B 最小者，为最优配比。

实际上⑵、⑶步就是比质比价方法的应用。

例如某厂1号煤干燥无灰基挥发分V 1=28%，空气干燥基灰分 A 1=15%，水分M 1=6%，低位发热量27000kJ/kg ，天然煤单价180元/t ；2号煤干燥无灰基挥发分V 2=18%，空气干燥基灰分 A 2=27%，水分M 2=8%，低位发热量16000kJ/kg ，天然煤单价120元/t 。

燃煤设计参数为：干燥无灰基挥发分V 3=24%,空气干燥基灰分 A 3=20%，水分M 3=8%，低位发热量22000kJ/kg,求其混配比。

解 首先解方程组：χ128%+χ218%=24%χ1+χ2=1得 χ1=0.6 、 χ2=0.4分别代入ΣQ=Q 1χ1+Q 2χ2=0.6×27000+0.4×16000=22600（kJ/kg ）ΣY=Y 1χ1+Y 2χ2=0.6×180+0.4×120=156（元/t ）ΣY B =Q 29308∑∑Y ⨯=2260015629308⨯=202.30（元/t ） 再求方程解组：χ115%+χ227%=20%χ1+χ2=1得 χ1=0.58 、 χ2=0.42分别代入ΣQ=Q 1χ1+Q 2χ2=0.58×27000+0.42×16000=22380（kJ/kg ） ΣY=Y 1χ1+Y 2χ2=0.58×180+0.42×120=154.8（元/t ）ΣY B =Q 29308∑∑Y ⨯=223808.15429308⨯=202.72（元/t ） 由于202.72元/t ＞202.3元/t ，显然χ1=0.6、χ2=0.4是最优配比。

四、配煤方法1、国外配煤方法在配煤技术方面，国外配煤一般采用仓混式、带混式或采用炉内直接混合等形式，并且已经发展到依靠配煤理论、运用计算机指导煤场和电厂的动力配煤。

计算及优化配煤运行是一种应付当今火电厂燃煤频繁变更，控制入炉煤煤质的重要手段，可以有效的控制入炉煤质，保证锅炉的稳定运行，减轻锅炉受热面结渣、积灰、腐蚀和磨损。

例如美国Praxic 公司于20世纪90年代中期开发的电厂优化配煤系统（CBAS），已经用于美国和加拿大的部分电厂，根据Praxic公司的最新系统分析显示：美国Pennsylvania电厂在使用了CBAS系统后，一改往日只使用固定煤种的情况，采用多煤种的配煤燃烧，仅此一项每年可节约2,000,000美元。

肯塔基州电厂在使用了CBAS系统后，通过配煤燃烧，增加了廉价煤的使用量，降低了成本，同时降低了SO2和NO x的排放，全年总计节约1,000,000美元。

2、国内配煤途径我国按锅炉台数或容量统计，实际燃煤与设计煤种不符合的占60%以上，许多燃煤锅炉主动或被动地燃用混煤。

由此引起许多锅炉燃烧方面的问题，诸如结渣、腐蚀、磨损、燃烧效率低等，甚至出现由于混煤不当而造成的燃烧不稳定、结渣停炉等事故，严重的影响了电厂的安全和经济性。

按我国的国情，要从根本上解决煤质变差的问题，使锅炉燃用设计煤种存在很大困难。

而采用不同煤种掺配燃烧是解决锅炉煤质适应性的一个行之有效的办法。