煤質對電廠鍋爐運行效率及經濟性的影響研究

張鵬飛

摘? ?要：隨著社會的進步，越來越多的清潔能源問世，極大地緩解了中國的環境污染和能源供應問題，在發電領域，受能源供應情況和技術的穩定性影響，中國的煤炭發電應用廣泛。盡管也有很多核電、風力發電廠的出現，但目前使用最廣泛的仍然是煤炭發電。在新形勢下，保證煤炭發電的經濟效益也成為需要著重考慮的問題，受煤質降低的影響，中國電廠的鍋爐運行效率和電廠的經濟效益愈發降低，文章分析了煤質對電廠發電量和鍋爐運行的影響，并根據實際情況提出改進策略。

關鍵詞：煤炭質量;電廠鍋爐運行效率;運行經濟性;影響研究

1? ? 煤質對發電廠運行產生的經濟影響和環境影響分析

1.1? 煤炭品質對火電站產生的經濟影響

煤炭的品質影響發電量。經過簡單的計算一般火電站使用的煤種，發熱量在500萬～550萬C/t，灰份為每噸煤種20 000～30 000，但是如果煤質降低，煤炭的發熱量會降低，煤炭的發熱量降到400萬C/t，因為摻雜了很多的石塊、泥土，每噸煤炭產生的灰份上升到40 000。在同樣發熱量的情況下，使用品質低的煤炭用量更多，并且產生的灰份更高，這就導致了廢料的運輸和煤炭成本都會成為影響火電站經濟效益的因素。

如果使用高質量煤種，一個百萬千瓦級別的火電站，一年按照發電70億kW·h計算，煤耗大約在350 g/kW·h，如果1 kW·h電能減少煤耗5 g，一年節省的煤炭總量為3.5萬t。單計算煤炭購入成本，就能節約大約1 000萬元。按照煤炭價格300元/t計算，運輸費用能減少220萬元。因此如果能做到有效控制煤炭的品質，能給發電站帶來巨大的經濟效益。尤其是在能源緊缺、煤炭價格上漲的情況下，該措施更能做到保證發電站的經濟效益。

1.2? 煤炭品質對社會產生的環境影響

為了處理煤炭燃燒產生的灰質，目前最常用的辦法是吸風機除灰。如果煤炭的灰份太高，會導致除灰使用的水量增多，造成水資源的浪費。同時在煤炭中加入矸石，需要增加煤炭脫硫設備，而脫硫設備的運轉也是需要電力支持的，如果不脫硫，造成的環境污染也不是火電廠能承擔的。大量的燃燒煤炭，會導致空氣中產生大量的CO2，SO2等污染性氣體，造成溫室效應和酸雨污染，從而造成很大的環境污染問題。

2? ? 煤炭品質對電廠鍋爐運行產生的影響分析

2.1? 增加運行的燃料成本

燃料成本來源于兩個方面，第一方面是煤炭購入成本，另一方面是煤炭引燃的燃料成本，前者如果煤炭的品質跟不上，會造成成本的增加，后者雖然對燃燒成本影響較小，但是低品質的煤炭要想充分燃燒，勢必需要增加燃油用量。根據燃料計算成本分析：

Cr—燃料的燃燒成本。Cn—燃料的價格。換言之，只有重視燃料的質量，才能最大可能地減少煤炭的使用量，并且降低發電成本。

2.2? 影響鍋爐的安全性

為了節約發電成本，大多數火電廠會采用混合煤種，就是用摻配的方式燃燒發電，但是如果摻配的比例不合規，會導致嚴重的安全事故。摻配過多會導致鍋爐負載加大，對設備的消耗磨損很嚴重，而傳統意義上的“科學摻配”也會導致一定的安全問題，例如，噴燃器和受熱面的嚴重磨損，都會產生燃燒不穩定、受熱面泄露的問題。此做法也會引起一定的連鎖效應，受熱面溫度過高會使得吸風機的工作溫度升高和工作環境惡化，導致吸風機效率不高，甚至出現扇面斷片的情況。

2.3? 造成資源的浪費

如果煤炭比較難揮發，就會導致煤炭燃燒不完全的問題產生。如果煤炭的含水量較高，也會產生相似的問題，在產生的廢渣中有很多沒有充分燃燒的煤炭，導致發電廠的實際發電效率低。同時，在處理這些廢渣的時候，產生的運輸成本、處理成本等，都意味著造成了不必要的資源浪費。

3? ? 發電廠提高鍋爐運行經濟性的措施分析

3.1? 不斷增加優質煤炭的儲備總量

重視煤炭的采購，不斷加強煤炭采購管理，并根據科學的摻配比例購置煤炭，保證煤炭的各項指標穩定。在實際的工作過程中，相關人員也要不斷拓寬業務面，增加優質煤炭的儲備，保證發電的經濟效益。發電廠也可以根據具體的情況，采取入股或者簽訂長期合作合同的形式與煤場建立合作關系，穩定煤炭供應質量。

3.2? 科學摻配，保證最佳的燃燒狀態

以華電可門電廠為例，其采購的煤炭種類為低灰印尼煤和澳煤。澳煤的燃燒熱值更高并且產生的廢棄物更少，但是成本會更高。盡管低灰印尼煤的熱值相對低，但是成本更低。同時產生的廢棄物也在規定的范圍內，因此采用這兩種煤炭摻配燃燒的方式，能大大提高發電廠的經濟效益。如果兩種煤炭在熱值上和燃燒參數上存在比較大的差異，建議不要直接摻配，會造成鍋爐磨損的問題，因此在進行摻配之前，還要做大量的試驗，在數據支撐之下科學摻配。

3.3? 更新鍋爐技術，積極開展技術改造

在實際的發電生產過程中，需要根據實際情況積極更換發電機械，針對部分大型機械和鍋爐設備，加強巡檢和維修，并不斷更新鍋爐燃燒生產技術，以技術優勢保證煤炭的充分燃燒，并降低鍋爐的運行壓力，積極開展技術改造。針對部分關鍵技術采取參數調整，保證鍋爐的穩定運轉。

4? ? 結語

總而言之，煤質的問題是影響電廠發電效率的主要因素，尤其是在目前發電設備的日趨成熟之下，煤炭的品質成為影響電廠鍋爐的運行效率的最大因素。如果煤炭的品質變化過大，輕則影響火電廠設備的運行效率，重則引起安全責任事故，因此為了保證生產的正常開展，并提升火電站的經濟效益，就要對煤炭的品質進行嚴格的把控。針對目前煤質已經基本得到改善，在一定時間內不會產生較大改變的問題，可以不斷改良鍋爐的技術，讓煤炭燃燒更加充分，并促進中國發電事業的長效發展。

[參考文獻]

[1]朱紅燈.探析煤質對電廠鍋爐運行及經濟性影響[J].建材與裝飾，2018（45）：228-229.

[2]崔曉峰，王博.煤質對電廠鍋爐運行與經濟性的影響研究[J].中國設備工程，2018（12）：187-188.

[3]劉玉民.煤質燃燒效率對電廠鍋爐運行的經濟性的影響研究[J].建材與裝飾，2017（5）：183-184.