煤質化驗與煤質變化對火力發電廠的影響分析

聶愛民合肥熱電集團天源熱電有限公司 安徽合肥 230000

煤質化驗與煤質變化對火力發電廠的影響分析

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電廠，這就需要大量的煤炭，長期燃燒煤炭一定會對火力發電廠造成各種各樣的影響，尤其是煤質化驗和煤質變化對其影響較大，因此，應全面分析它們給火力發電廠所帶來的影響，并根據實際情況提出有效整改措施。

煤質化驗；煤質變化；火力發電廠

前言

隨著人們對電能需求的增多，火力發電廠的應用也就越來越多，但在實際工作中發現，很多電廠出現了煤炭存儲量不足的情況，經常應缺少煤炭導致停機，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，很多火力發電廠都出現了運行中的鍋爐滅火的情況，通過研究發現這不僅與設備自身有關，也與煤種不符合原設計有一定關系，進而導致煤質發生變化，因此就需要從煤質化驗和煤質變化兩方面展開研究。

一、煤質化驗對火力發電廠的影響

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

1.揮發分的影響

對于揮發分來說，它是燃煤過程中所產生的一種可燃氣體，人們通常用它判定煤炭種類與質量。由于揮發分大小并不相同，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，揮發分含量越高，越容易起火，但這并不意味著揮發分越高，煤質就越好，還需要與鍋爐設計情況相符才可以，這樣不僅可以準確的測出煤炭的揮發分，還可以對煤炭質量進行全面評價。一般而言，與原設計相接近的揮發分煤種，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。灰分的高低將影響到煤炭著火點，灰分越高越會延長著火時間，并降低燃燒溫度，降低其穩定性的同時也會降低燃燒充分度，進而導致燃燒卻不充分，有時還會出現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，火電廠相關工作人員一定要精準測量煤質中的灰分情況，以便提高煤炭利用率，確保發電機組正常運行。

3.發熱量的影響

火力發電廠的發電原理就是將燃煤所產生的熱能轉變為電能，所以發熱量就顯得十分重要。通過測量發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，也可以將發熱量看做是煤計價的主要參數，很多人也利用煤炭發熱量來確定煤炭經濟價值，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，以便使熱能實現利用最大化，借助煤發熱量也可以獲悉容氣量以及煙氣量等，它對研究煤質也有一定作用。

4.水分的影響

煤炭中的水分可以細分為內在水分和外在水分兩種，水分的存在不僅能弱化發熱量，還可以降低爐膛內部溫度，引起煤粉燃燒困難，產生大量煙霧，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，發熱量也就越高，相反，則否。煤炭中的水分也會影響到煤炭質量，更會影響發電機組能夠安全運行，所以一定要重視煤炭水分構成情況。

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，只有少數煤炭中含有單質硫。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，一定會產生二氧化硫。將其排放到空氣就會形成酸雨，不僅污染環境，還會腐蝕其他設備，嚴重的會致使鍋爐管道發生爆裂等一系列不良反應，發電廠也需要花費大量資金進行維修或更新設備。有些煤炭中含有大量的硫鐵，這些物質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、煤質變化對火力發展廠的影響

1.煤質指標的影響

煤質指標構成部分主要有揮發分、灰分、水分以及發熱量等構成，隨著煤粉顆粒中揮發分含量的增多，煤粉燃燒也就越充分。同時，在煤炭揮發的過程中將產生很多煤顆粒等物質，以便促進煤炭充分燃燒。如果揮發分含量偏低，就會導致煤粉不易著火，也會降低燃煤穩定性，更會導致各種設備發生爆裂的情況，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，還會將爐內的很多熱量吸走，通常情況下，如果蒸發一千克的水分就需要消耗2510kJ熱量，這些熱量消失以后，爐內的溫度便會驟降，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，也將導致煙氣中攜帶一定的硫酸，如果排到大氣中將污染環境，如果這些煙氣聚集到鍋爐尾部，還會出現堵灰的情況，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，在鍋爐設計中，應根據發熱量數值高低確定煤炭品質。如果燃煤發熱量比原設計低，爐內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，弱化發熱效率。如果發熱量低于一定數值，就會導致燃燒不穩定，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。如果煤炭的發熱效果較差，又不斷的為鍋爐增加煤炭，就會出現蒸汽參數與發熱量驟降的情況，若為了降低鍋爐內部的溫度，向鍋爐中增加大量水分，就灰促使省煤器發生沸騰，從而降低企業所獲利潤，所以，一定要防止這種情況的發生。

2.煤質變化對鍋爐的影響

在燃煤過程中，應使用與鍋爐設計相同或相接近的煤種，這也是保證鍋爐穩定運行的基礎。如果鍋爐用煤質量得不到保證，或所使用的煤種超出了原有設計范圍，就會導致鍋爐運行發生故障，也容易引起鍋爐溫差等。通過研究發現，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，它與煤質變差也有一定關系。因此，在鍋爐設計中一定要注意要素，并使用與鍋爐設計相符的煤種，以便降低鍋爐發生故障的機率，保證鍋爐始終安全運行，提高鍋爐穩定性。

3.煤質變化對燃料系統的影響

煤質變化的主導因素是煤炭市場，如果煤炭價格上漲，火力發電廠的發電成本就會增加，生產經營也將受到挑戰，為減少不利影響，及時完成發電指標，就需要降低生產成本，保證企業始終處于健康發展狀態，所以，應做好燃煤結構調整工作。而燃煤結構調整對煤質變化影響很大，燃料系統會影響到鍋爐運行情況，所以，一定要做好煤質化驗，保證進入鍋爐中的燃煤能夠達到相應標準，滿足實際發電需求。對于煤質變化給燃料系統所帶來的影響，可以從以下幾方面進行分析：

首先，對于發熱量來說，煤炭發熱量的高低是評價煤炭質量的重要指標，吐過煤質下降，電廠的燃煤量就會增加，輸煤系統也會在這種情況下受到影響，設備健康狀況也會下降，引發很多故障，鍋爐也會因負擔過重，而出現停運的情況，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境下，其神經也容易出現麻痹的情況，不僅影響到輸煤運行安全，還容易引發各種不利因素。

其次，灰分也會影響燃料系統。通過煤炭的灰分，還會影響到煤質好壞，更是鑒定煤質的重要標準，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。如果煤炭的水分過多，就會引發堵煤的情況，導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，煤炭容易發生凍結的情況，不僅影響煤炭的裝卸，還會導致供煤設備發生損壞，所以，應盡量控制好煤炭的含量水。

最后，煤炭揮發分用戶含硫量對燃料系統的影響。它們的燃料系統的影響主要體現在易燃上，如果煤炭揮發分與含硫量增大，落在皮帶下放的積煤等容易發生自燃的情況，將設備燒毀，它與煤質變化有直接關系，所以，一定要控制好煤炭質量。

要防止以上問題的發生，在輸煤過程中，如果發現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，根據煤炭品質進行儲存，根據實際情況，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，以便減少煤炭凍結情況的發展，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生，真正實現促進火力發電廠安全運行的目標。

結論

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

[1]劉銘.煤質化驗技術在火力發電廠的重要性分析[J].硅谷,2014,15:151+134.

[2]李文文,解堃,關祥艾,劉倩,于小翠. 煤質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

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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，煤質取，化驗。