聶愛民合肥熱電集團天源熱電有限公司 安徽合肥 230000

煤質(zhì)化驗與煤質(zhì)變化對火力發(fā)電廠的影響分析

聶愛民
合肥熱電集團天源熱電有限公司 安徽合肥 230000

我國電能主要來源于火力發(fā)電廠，這就需要大量的煤炭，長期燃燒煤炭一定會對火力發(fā)電廠造成各種各樣的影響，尤其是煤質(zhì)化驗和煤質(zhì)變化對其影響較大，因此，應(yīng)全面分析它們給火力發(fā)電廠所帶來的影響，并根據(jù)實際情況提出有效整改措施。

煤質(zhì)化驗；煤質(zhì)變化；火力發(fā)電廠

前言

隨著人們對電能需求的增多，火力發(fā)電廠的應(yīng)用也就越來越多，但在實際工作中發(fā)現(xiàn)，很多電廠出現(xiàn)了煤炭存儲量不足的情況，經(jīng)常應(yīng)缺少煤炭導(dǎo)致停機，不僅影響到社會用電，還會使電廠機組運行受到威脅。尤其是近年來，很多火力發(fā)電廠都出現(xiàn)了運行中的鍋爐滅火的情況，通過研究發(fā)現(xiàn)這不僅與設(shè)備自身有關(guān)，也與煤種不符合原設(shè)計有一定關(guān)系，進而導(dǎo)致煤質(zhì)發(fā)生變化，因此就需要從煤質(zhì)化驗和煤質(zhì)變化兩方面展開研究。

一、煤質(zhì)化驗對火力發(fā)電廠的影響

由于煤質(zhì)化驗直接影響到電廠運行情況，所以發(fā)電機組十分關(guān)注煤炭質(zhì)量，雖然都是煤炭，但卻不是任何煤炭都能用于發(fā)電，這需要與發(fā)電機組類型與煤質(zhì)有關(guān)，所以，火力發(fā)電廠一定要重視煤質(zhì)化驗工作，深入研究煤炭的揮發(fā)分、發(fā)熱量以及水分等多項內(nèi)容，只有這樣才能保證發(fā)電機組正常運行，才能實現(xiàn)火力發(fā)電的目標，真正為社會服務(wù)。

1.揮發(fā)分的影響

對于揮發(fā)分來說，它是燃煤過程中所產(chǎn)生的一種可燃氣體，人們通常用它判定煤炭種類與質(zhì)量。由于揮發(fā)分大小并不相同，所以可以將火電廠所使用的煤分為三種，分別為無煙煤、有煙煤以及褐煤[1]。通常情況下，揮發(fā)分含量越高，越容易起火，但這并不意味著揮發(fā)分越高，煤質(zhì)就越好，還需要與鍋爐設(shè)計情況相符才可以，這樣不僅可以準確的測出煤炭的揮發(fā)分，還可以對煤炭質(zhì)量進行全面評價。一般而言，與原設(shè)計相接近的揮發(fā)分煤種，鍋爐運行情況就越好。

2.灰分的影響

所謂的灰分實際上就是指煤炭燃燒后與煤種無機物在分解后所剩下的殘渣。通過觀察灰分含量就可以了解熱能消耗情況，一般灰分含量越高，所消耗的熱能就越多?；曳值母叩蛯⒂绊懙矫禾恐瘘c，灰分越高越會延長著火時間，并降低燃燒溫度，降低其穩(wěn)定性的同時也會降低燃燒充分度，進而導(dǎo)致燃燒卻不充分，有時還會出現(xiàn)滅火甚至打炮的情況，致使機組不能安全運行。通常情況下，灰分含量越高，爐膛所遭受的磨損就越嚴重，有時還會威脅到整個機組。隨著灰分含量的增多，原煤與煤粉的重量就會越大，可然組分也就越低，進而影響到煤粉的充分燃燒。所以，火電廠相關(guān)工作人員一定要精準測量煤質(zhì)中的灰分情況，以便提高煤炭利用率，確保發(fā)電機組正常運行。

3.發(fā)熱量的影響

火力發(fā)電廠的發(fā)電原理就是將燃煤所產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，所以發(fā)熱量就顯得十分重要。通過測量發(fā)熱量就可以獲知爐膛熱負荷，進而確定磨煤機容量和煤耗率。此外，也可以將發(fā)熱量看做是煤計價的主要參數(shù)，很多人也利用煤炭發(fā)熱量來確定煤炭經(jīng)濟價值，同時它也是了解是否需要再次改進操作條件與工藝的重要依據(jù)，以便使熱能實現(xiàn)利用最大化，借助煤發(fā)熱量也可以獲悉容氣量以及煙氣量等，它對研究煤質(zhì)也有一定作用。

4.水分的影響

煤炭中的水分可以細分為內(nèi)在水分和外在水分兩種，水分的存在不僅能弱化發(fā)熱量，還可以降低爐膛內(nèi)部溫度，引起煤粉燃燒困難，產(chǎn)生大量煙霧，對煤炭燃燒影響很大。如果煤炭含水量高于5%，便會影響到機組運行，如果煤炭水分超出了12%，就會威脅到發(fā)電機組運行安全[2]。通常情況下，煤炭含水量越少，燃燒程度就越好，發(fā)熱量也就越高，相反，則否。煤炭中的水分也會影響到煤炭質(zhì)量，更會影響發(fā)電機組能夠安全運行，所以一定要重視煤炭水分構(gòu)成情況。

5.含硫量的影響

在煤炭中存在兩種硫，一種是有機硫，另一種是無機硫，只有少數(shù)煤炭中含有單質(zhì)硫。硫一直是煤炭中較為有害的一種元素，在煤炭燃燒的過程中，一定會產(chǎn)生二氧化硫。將其排放到空氣就會形成酸雨，不僅污染環(huán)境，還會腐蝕其他設(shè)備，嚴重的會致使鍋爐管道發(fā)生爆裂等一系列不良反應(yīng)，發(fā)電廠也需要花費大量資金進行維修或更新設(shè)備。有些煤炭中含有大量的硫鐵，這些物質(zhì)在氧化后會釋放出大量熱量，如果不能及時散熱，煤堆的溫度就會升高，造成自燃，也會給電廠帶來一定損失。所以，一定要重視含硫量的檢測，選擇含硫量少的煤炭。

二、煤質(zhì)變化對火力發(fā)展廠的影響

1.煤質(zhì)指標的影響

煤質(zhì)指標構(gòu)成部分主要有揮發(fā)分、灰分、水分以及發(fā)熱量等構(gòu)成，隨著煤粉顆粒中揮發(fā)分含量的增多，煤粉燃燒也就越充分。同時，在煤炭揮發(fā)的過程中將產(chǎn)生很多煤顆粒等物質(zhì)，以便促進煤炭充分燃燒。如果揮發(fā)分含量偏低，就會導(dǎo)致煤粉不易著火，也會降低燃煤穩(wěn)定性，更會導(dǎo)致各種設(shè)備發(fā)生爆裂的情況，隨著鍋爐尾部煙氣溫度的升高，也會損失很多熱量。

如果煤粉中灰分含量越大，煤粉顆粒的可磨性就會越差，在相同條件下增加給煤量，很容易導(dǎo)致煤粉顆粒硬度和濃度增加，嚴重的會造成漏煤的情況，威脅到機組安全運行。由于媒體中存在的水分過多，不僅不利于燃燒，還會將爐內(nèi)的很多熱量吸走，通常情況下，如果蒸發(fā)一千克的水分就需要消耗2510kJ熱量，這些熱量消失以后，爐內(nèi)的溫度便會驟降，致使煤粉著火困難的同時，也會弱化鍋爐利用率。此外，如果煤炭中的水分過多，還會促使排煙量不斷提升，在損失大量熱能的同時，更會損害引風機性能。過高的含水量，也將導(dǎo)致煙氣中攜帶一定的硫酸，如果排到大氣中將污染環(huán)境，如果這些煙氣聚集到鍋爐尾部，還會出現(xiàn)堵灰的情況，甚至對鍋爐尾部造成腐蝕，電廠能耗也會因此大大提升。

為解決這些不足，在鍋爐設(shè)計中，應(yīng)根據(jù)發(fā)熱量數(shù)值高低確定煤炭品質(zhì)。如果燃煤發(fā)熱量比原設(shè)計低，爐內(nèi)溫度就會比理論值低很多，這樣就不利于煤粉燃燒，更會造成燃燒不充分的情況，也會引起排煙損失，弱化發(fā)熱效率。如果發(fā)熱量低于一定數(shù)值，就會導(dǎo)致燃燒不穩(wěn)定，甚至造成熄火，這就需要將助燃劑加入其中，確保機組正常運行。如果煤炭的發(fā)熱效果較差，又不斷的為鍋爐增加煤炭，就會出現(xiàn)蒸汽參數(shù)與發(fā)熱量驟降的情況，若為了降低鍋爐內(nèi)部的溫度，向鍋爐中增加大量水分，就灰促使省煤器發(fā)生沸騰，從而降低企業(yè)所獲利潤，所以，一定要防止這種情況的發(fā)生。

2.煤質(zhì)變化對鍋爐的影響

在燃煤過程中，應(yīng)使用與鍋爐設(shè)計相同或相接近的煤種，這也是保證鍋爐穩(wěn)定運行的基礎(chǔ)。如果鍋爐用煤質(zhì)量得不到保證，或所使用的煤種超出了原有設(shè)計范圍，就會導(dǎo)致鍋爐運行發(fā)生故障，也容易引起鍋爐溫差等。通過研究發(fā)現(xiàn)，很多鍋爐過熱器的爆裂都是由于管材自身溫度余量過小而造成的，它與煤質(zhì)變差也有一定關(guān)系。因此，在鍋爐設(shè)計中一定要注意要素，并使用與鍋爐設(shè)計相符的煤種，以便降低鍋爐發(fā)生故障的機率，保證鍋爐始終安全運行，提高鍋爐穩(wěn)定性。

3.煤質(zhì)變化對燃料系統(tǒng)的影響

煤質(zhì)變化的主導(dǎo)因素是煤炭市場，如果煤炭價格上漲，火力發(fā)電廠的發(fā)電成本就會增加，生產(chǎn)經(jīng)營也將受到挑戰(zhàn)，為減少不利影響，及時完成發(fā)電指標，就需要降低生產(chǎn)成本，保證企業(yè)始終處于健康發(fā)展狀態(tài)，所以，應(yīng)做好燃煤結(jié)構(gòu)調(diào)整工作。而燃煤結(jié)構(gòu)調(diào)整對煤質(zhì)變化影響很大，燃料系統(tǒng)會影響到鍋爐運行情況，所以，一定要做好煤質(zhì)化驗，保證進入鍋爐中的燃煤能夠達到相應(yīng)標準，滿足實際發(fā)電需求。對于煤質(zhì)變化給燃料系統(tǒng)所帶來的影響，可以從以下幾方面進行分析：

首先，對于發(fā)熱量來說，煤炭發(fā)熱量的高低是評價煤炭質(zhì)量的重要指標，吐過煤質(zhì)下降，電廠的燃煤量就會增加，輸煤系統(tǒng)也會在這種情況下受到影響，設(shè)備健康狀況也會下降，引發(fā)很多故障，鍋爐也會因負擔過重，而出現(xiàn)停運的情況，同時，輸煤人員的工作量也會因此上升，由于工作人員長期處于高噪音的環(huán)境下，其神經(jīng)也容易出現(xiàn)麻痹的情況，不僅影響到輸煤運行安全，還容易引發(fā)各種不利因素。

其次，灰分也會影響燃料系統(tǒng)。通過煤炭的灰分，還會影響到煤質(zhì)好壞，更是鑒定煤質(zhì)的重要標準，一般來講，灰分是沒有任何益處的，還會給運輸代理一定負擔，如果煤炭的灰分越高，則意味著固定碳越少，煤炭發(fā)熱量也很高，所以，在這一過程就要加強對灰分的重視。

再者，煤炭中的含水量也會影響到燃料系統(tǒng)。如果煤炭的水分過多，就會引發(fā)堵煤的情況，導(dǎo)致運行人員工作量增加，所以，在這一過程中盡量控制好煤炭的含水量，尤其是在冬季，煤炭容易發(fā)生凍結(jié)的情況，不僅影響煤炭的裝卸，還會導(dǎo)致供煤設(shè)備發(fā)生損壞，所以，應(yīng)盡量控制好煤炭的含量水。

最后，煤炭揮發(fā)分用戶含硫量對燃料系統(tǒng)的影響。它們的燃料系統(tǒng)的影響主要體現(xiàn)在易燃上，如果煤炭揮發(fā)分與含硫量增大，落在皮帶下放的積煤等容易發(fā)生自燃的情況，將設(shè)備燒毀，它與煤質(zhì)變化有直接關(guān)系，所以，一定要控制好煤炭質(zhì)量。

要防止以上問題的發(fā)生，在輸煤過程中，如果發(fā)現(xiàn)部分煤炭含水量較大，就要將水分小的煤炭混入其中，以此降低煤炭含水量。同時，根據(jù)煤炭品質(zhì)進行儲存，根據(jù)實際情況，選擇合適的煤種。在雨季一定要做好防汛工作，尤其是在冬季以前，最好將含水量大的煤炭用盡，以便減少煤炭凍結(jié)情況的發(fā)展，對于含水量過小的煤炭可以適當注水，降低輸煤運行粉塵，確保輸煤人員身體健康。在實際工作中，還要聯(lián)系機組負荷曲線控制好耗煤量，保證機組在運行中合理，只有這樣才能減少不良事件的發(fā)生，真正實現(xiàn)促進火力發(fā)電廠安全運行的目標。

結(jié)論

火力發(fā)電廠是我國獲取電能最主要的方式，煤炭又是火力發(fā)電廠主要原料，煤炭質(zhì)量的高低將直接影響到火電廠運行的穩(wěn)定性，所以，在火力發(fā)電廠實際生產(chǎn)中，應(yīng)聯(lián)系實際情況，滿足鍋爐設(shè)計要求，選擇合適的煤種，控制好煤質(zhì)，用長遠眼光看問題，不斷提高鍋爐穩(wěn)定性與安全性。發(fā)電廠也要做好在線檢測工作，為機組運行提供可靠依據(jù)，并做好煤質(zhì)化驗工作者的培訓(xùn)工作，不斷提高對化驗人員的要求，適時調(diào)整投入成本，提高電廠經(jīng)濟效益。

[1]劉銘.煤質(zhì)化驗技術(shù)在火力發(fā)電廠的重要性分析[J].硅谷,2014,15:151+134.

[2]李文文,解堃,關(guān)祥艾,劉倩,于小翠. 煤質(zhì)變化對燃料運行的影響[J]. 科技傳播,2012,12:50-51.

Analysis of the Influence of Coal Quality Analysis and Coal Quality Variation on Thermal Power Plant

Nie Aimin, Hefei Thermoelectric Corporation Tianyuan Power and Heat Co.Ltd Hefei city in Anhui province，230000

China’s electric energy is mainly comes from thermal power plant, so a large number of coal is needed, however, long period of coa l combustion will def nitely cause various inf uences to thermal power plant, especially for the heavier inf uence of coal quality analysis and coal qua lity variation. As for this situation, we need take a overall analysis on the inf uence of these factors to thermal power plant, furthermore effective recti f cation measures need to be put forward according to practical conditions.

coal quality analysis；coal quality variation；thermal power plant

T

A

聶愛民（1983～），男，漢，合肥熱電集團天源熱電有限公司，助理工程師（化學檢驗技師），研究方向：電廠水處類，煤質(zhì)取，化驗。