針對電廠煤質(zhì)進(jìn)行分析

崔迪

摘 要：在日常生活中，電力資源為人們生活提供了極大便利，而火力發(fā)電廠承擔(dān)著80%的電力供應(yīng)，煤質(zhì)的變化情況會(huì)直接影響電廠鍋爐運(yùn)行燃燒效率，影響電廠鍋爐運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，要想實(shí)現(xiàn)電廠考核運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性，需要分析煤質(zhì)對其的影響。煤的種類會(huì)很大程度影響鍋爐燃燒的受熱、結(jié)構(gòu)、安全性、經(jīng)濟(jì)性，因此需控制不同煤質(zhì)，以便于提高燃燒效率。文章通過分析了電廠鍋爐運(yùn)行現(xiàn)狀、煤質(zhì)變化對經(jīng)濟(jì)性的影響，并提出了解決建議。

關(guān)鍵詞：煤質(zhì)；電廠鍋爐運(yùn)行；經(jīng)濟(jì)性；燃燒效率；煤炭資源

1 燃煤電廠鍋爐運(yùn)行現(xiàn)狀分析

電廠鍋爐能否正常運(yùn)行是保證電廠運(yùn)營產(chǎn)能和安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的基礎(chǔ)，電廠鍋爐運(yùn)行的過程中，需要實(shí)時(shí)進(jìn)行監(jiān)視，保證正常的汽包水位、爐膛壓力和主汽參數(shù)，需要具有一致的機(jī)組負(fù)荷和鍋爐蒸發(fā)量。

1.1 爐膛結(jié)渣分析

在設(shè)計(jì)大型燃煤電廠鍋爐的時(shí)候，需要合理分析燃煤的種類，依據(jù)業(yè)主所提供的煤種，來當(dāng)作設(shè)計(jì)燃燒器和鍋爐爐膛的重要選型參數(shù)。設(shè)計(jì)相關(guān)人員需要切實(shí)掌握好燃煤煤種特性和著火燃盡性，在設(shè)計(jì)鍋爐爐膛的時(shí)候，在選擇爐膛斷面熱負(fù)荷、爐膛的容積熱負(fù)荷、爐膛火焰高度、燃燒器區(qū)域壁面熱負(fù)荷等相關(guān)參數(shù)的時(shí)候，需要保證有一定的可靠性。如果爐膛容積、水冷壁面積、爐膛橫截面積等設(shè)計(jì)參數(shù)選用過小，會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的結(jié)渣問題。在電廠鍋爐運(yùn)行過程中，影響爐膛結(jié)渣的原因就是燃煤特性和種類。一般情況下，電廠鍋爐燃煤都不能完全滿足設(shè)計(jì)的實(shí)際規(guī)范需求，在燃燒的過程中，判斷是否會(huì)形成結(jié)渣的最主要依據(jù)是灰的熔融性，利用鍋爐運(yùn)行過程中灰成分和還原性氣氛強(qiáng)弱來決定灰熔點(diǎn)的高低，如果具有比較低的灰熔點(diǎn)，會(huì)出現(xiàn)比較嚴(yán)重的結(jié)渣問題。

1.2 氮氧化物的排放分析

隨著人們生活水平的不斷提高，使得人們越來越重視環(huán)境保護(hù)問題，國家不斷提高治理空氣的力度，制定更加嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)，所以需要合理分析電廠燃煤鍋爐運(yùn)行現(xiàn)狀，績效考核的基本規(guī)范就是監(jiān)控氮氧化物的排放。在燃燒燃煤的時(shí)候，高溫的情況下，氨會(huì)與氧氣發(fā)生一定反應(yīng)，形成氮氧化物，主要包括二氧化氮、一氧化氮，90%以上都是一氧化氮，在低溫情況下，一氧化氮會(huì)由于空氣中的氧化作用形成二氧化氮。在上述反應(yīng)過程中，溫度會(huì)具有一定的影響，因此降低氮氧化物的主要方式就是降低在鍋爐燃燒中煙氣停留在高溫區(qū)域的時(shí)間和降低煙氣溫度，不斷分析低碳燃燒技術(shù)，主要包括爐內(nèi)還原及再燃技術(shù)、空氣分級技術(shù)、低氮燃燒器技術(shù)等，可以很好地解決上述排放氮氧化物的問題，以便于能夠保證排放氮氧化物的質(zhì)量和濃度符合國家標(biāo)準(zhǔn)。

1.3 混煤燃燒分析

電廠燃煤鍋爐是煤炭資源消耗大戶，為了能夠有效降低成本、增加能源的利用率，需要依據(jù)燃燒分子結(jié)構(gòu)和性能來劃分不同煤種，然后依據(jù)相應(yīng)比例進(jìn)行混合，最后進(jìn)行加工生產(chǎn)，然后形成具有一定運(yùn)行效率的混合煤，不但可以緩解目前緊缺煤炭資源的問題，也可以充分滿足實(shí)際供電需求。但是在使用混合煤的時(shí)候，會(huì)具有一定的問題和不足，由于混合煤沒有設(shè)計(jì)好燃燒性能以及單種煤性能，因此需要不斷克服摻燒技術(shù)的不足，例如燃燒穩(wěn)定性、不易著火等問題，需要合理匹配鍋爐和燃盡量，并且保證能夠合理地解決爐膛負(fù)壓波動(dòng)和風(fēng)機(jī)點(diǎn)偏離的問題。

3 煤質(zhì)變化對鍋爐經(jīng)濟(jì)性的影響

眾所周知，分析煤工業(yè)的時(shí)候，包括以下方面：揮發(fā)分、灰分、水分、硫分、發(fā)熱量以及固定碳。需要充分了解以及掌握上述因素對電廠鍋爐安全運(yùn)行的影響及意義。在設(shè)計(jì)鍋爐的時(shí)候，需要保證能夠具有最佳的熱效率，如果設(shè)計(jì)的時(shí)候具有偏離的鍋爐參數(shù)，會(huì)很大程度上影響燃燒的情況。

3.1 水分的影響

燃燒過程中如果具有水分，不僅會(huì)降低發(fā)熱量和可燃物質(zhì)的含量，還會(huì)由于氣化、蒸發(fā)等消耗大量熱量，促使降低爐膛內(nèi)部溫度，使得煤粉很難著火，具有比較大的排煙量，增加用電量，此外還會(huì)提高堵塞輸煤系統(tǒng)的概率。水分越高，會(huì)越容易導(dǎo)致倉內(nèi)的煤形成板結(jié)，提高通風(fēng)阻力，從而降低爐內(nèi)溫度，擁有比較靠后的爐內(nèi)著火點(diǎn)，降低有效著火范圍，縮短燃燒時(shí)間，提高化學(xué)以及機(jī)械的不完善損失，還會(huì)提高煙氣量，使得不斷提高煙熱的損失，減少熱效率，提高引風(fēng)機(jī)的負(fù)荷，為腐蝕和低溫受熱提供一定基礎(chǔ)和保證。

3.2 揮發(fā)分的影響

在燃燒煤的過程中，最重要的指標(biāo)就是揮發(fā)分，在比較低溫度的情況下，揮發(fā)分會(huì)燃燒和析出，并且隨著不斷燃燒放熱，促使快速增加焦碳粒溫度，為燃燒以及著火提供了依據(jù)和保障，此外，析出揮發(fā)分會(huì)提高內(nèi)部焦炭孔隙以及外部反應(yīng)面積，可以在一定程度上增加燃燒焦炭的速度。具有越高的揮發(fā)分，就會(huì)越容易燃燒煤，也就擁有越高的燃燒效果，提前煤粉著火點(diǎn)，下移火焰中心，對于鍋爐吸收熱具有一定作用，還可以不斷減少炮眼溫度，對于降低發(fā)電耗能和提高熱效率具有很大作用。

3.3 灰分的影響

在燃燒過程中，燃料灰分不僅不會(huì)釋放出相應(yīng)的熱量，還會(huì)不斷吸收熱量，所以具有越大的灰分含量，就存在越低的發(fā)熱量，使得延遲著火和著火困難，此外，還會(huì)明顯降低爐膛內(nèi)部燃燒溫度，降低煤的燃盡度，使得出現(xiàn)高的飛灰可燃物。如果具有比較大含量的灰分，灰分可能會(huì)包裹碳粒，降低碳粒表面燃燒速度，減少傳播火焰的速度，出現(xiàn)不良燃燒的問題。煤提高1%的灰分，從理論上來說，就會(huì)降低5℃的燃燒溫度，所以會(huì)使得發(fā)生困難著火、不良燃燒或者爆炸等問題。

4 提高電廠鍋爐運(yùn)行效率的措施

4.1 做好燃煤的選擇

在設(shè)計(jì)電廠燃煤鍋爐的時(shí)候，設(shè)計(jì)過程中需要以特定煤種為基礎(chǔ)，選擇不同種類的燃煤，設(shè)計(jì)鍋爐結(jié)構(gòu)、爐型就會(huì)不同，此外，還會(huì)具有不同的制粉系統(tǒng)、燃燒器、鍋爐運(yùn)行方式，所以，在選擇燃煤的時(shí)候，如果具有和設(shè)計(jì)不一致煤種的時(shí)候，會(huì)對鍋爐整體運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性造成影響，影響電廠燃煤運(yùn)行實(shí)際效率的主要原因就是燃煤的選擇。相關(guān)人員通過對電廠進(jìn)行實(shí)際燃燒實(shí)驗(yàn)，分析不同種類的燃燒的經(jīng)濟(jì)性、結(jié)渣特性、燃燒指標(biāo)、相對磨損性等，可以發(fā)現(xiàn)，最小燃盡性能的就是黃陵燃煤和紅柳林燃煤；這些煤具有相對比較低含量的飛灰可燃物；對電廠鍋爐內(nèi)部具有最小相對磨損性的就是黃陵煤；摻燒或者單燒煤的時(shí)候，都具有比較輕微的對于屏式過熱器以及鍋爐水冷壁的結(jié)渣程度。綜合分析電廠燃煤鍋爐的實(shí)際負(fù)荷能力、運(yùn)行成本、飛灰利用狀態(tài)、維護(hù)成本、供電成本等因素，在選擇燃煤的時(shí)候，主要的煤種需要優(yōu)先考慮黃陵煤、陜北煤、神華煤。

4.2 提高鍋爐燃料燃燒的質(zhì)量

想要有效增加燃燒燃料的質(zhì)量，需要不斷分析和重視爐膛、煤種等，合理調(diào)節(jié)輸送二次風(fēng)和一次風(fēng)的情況，增加電廠燃煤鍋爐實(shí)際運(yùn)行效率，如合理調(diào)節(jié)燃燒煤粉需要的過量空氣系數(shù)和空氣量，以便于可以增加燃燒燃煤的質(zhì)量。一般來說，在燃燒煤粉的時(shí)候主要應(yīng)用的是劣質(zhì)煤、無煙煤、貧煤等。在運(yùn)行電廠鍋爐的時(shí)候，用來加熱和干燥煤粉的就是一次風(fēng)，為燃燒提供一定熱量，利用送風(fēng)機(jī)進(jìn)入到燃燒設(shè)備中用來吸高溫?zé)煔獾氖嵌物L(fēng)，此外，還可以為燃燒提供一定的氧氣，保證可以正常運(yùn)行。所以，需要有效地控制一、二次風(fēng)，合理控制出口溫度，不斷增加燃燒燃料的質(zhì)量，同時(shí)，需要選擇合理的煤種，一般小粒徑不能高于6mm的20%、大粒徑不能高于40mm的20%，上述方式可以在一定程度上增加燃燒效率。

5 結(jié)語

總而言之，研究煤質(zhì)對電廠鍋爐運(yùn)行及經(jīng)濟(jì)性影響，對于促進(jìn)電廠經(jīng)濟(jì)發(fā)展、安全運(yùn)行具有重要意義，分析煤質(zhì)情況，可以利用不同方式來控制不同煤種，充分提高燃燒效率，達(dá)到企業(yè)效益最大化的目的。

參考文獻(xiàn)：

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[2] 溫智勇，譚晶，鐘俊，等.煤質(zhì)對電廠鍋爐運(yùn)行及經(jīng)濟(jì)性影響的研究[J].電力科學(xué)與工程，2012