煤質對電廠鍋爐運行及經濟性影響的研究

雷天昕 劉琳旭

摘要：隨著社會經濟的不斷發展與城鎮化工作的推進，居民對于冬季采暖供熱與熱水的需求在進一步加大。大多數的鍋爐燃燒單位還在使用煤炭作為燃料，其熱交換效率與給水存在一定的問題，鍋爐供熱企業應加強對煤質燃燒經濟性的認識，重視燃燒發電與供熱的技術改造，使用高質量的煤料進行充分燃燒，提高熱能效率，為企業贏得經濟效益。鑒于此，系統性地介紹了煤質對鍋爐運行的主要影響，并有針對性地提出了降低影響的主要方法。

關鍵詞：電廠鍋爐運行;經濟性;煤炭資源

0? ? 引言

煤炭是國家的基礎儲備資源之一，許多行業的生產與發展都離不開煤炭，這就導致了我國煤炭價格不斷上漲。一些煤炭供應企業為了從中牟利，會使用質量較差或成分不純的煤炭供給電廠鍋爐使用，對鍋爐燃燒的質量與經濟效益產生了較大影響。煤炭在燃燒的過程中，如果純度不能達到一定的要求，其熱值會產生損耗，為了達到較好的供熱效果需要加大煤炭的使用量。在使用混煤的過程中，煤質中水分、灰分的差異也會影響鍋爐運行的安全性。

1? ? 煤質對鍋爐運行的影響

煤炭是鍋爐供熱企業燃燒的重要原料，煤炭質量會直接影響鍋爐的安全運行與企業的經濟效益，因此鍋爐供熱企業必須加強對煤質的控制，使用優質煤炭降低設備的損耗，提升熱轉換效率，使企業獲得更高的經濟效益。

1.1? ? 穩定燃燒影響

優質煤炭能夠穩定燃燒，對鍋爐設備的影響小，具有更高的熱值與燃燒轉換效率。判斷煤炭質量主要通過以下兩個方面——煤炭中的水分含量和煤炭的揮發分。首先，煤炭的含水量越高，純度就越低，在燃燒時會產生較多的煙霧，增加煤炭產熱的損失。當煤炭燃燒不充分時，大量的水分受熱變化為水霧，與細小的煤炭顆粒結合形成煙霧，容易堵塞出爐位置的排煙口，對鍋爐設備的運行產生較大壓力或損害[1]。其次，在煤炭燃燒的過程中，會因受熱分解產生一些揮發性氣體，揮發分與氧氣充分結合后能夠再次燃燒產生熱量，達到二次利用的效果，能夠為鍋爐企業節約一定的燃燒成本。

1.2? ? 燃燒灰分影響

灰分是指煤炭中不可燃燒的部分，灰分會對環境產生較大污染，需要經過一定的處理才能排放。煤炭中灰分的含量對燃燒與鍋爐的影響較大，選用灰分含量較低的煤炭會更加節能環保。一方面，煤炭中的灰分含量過高，相同質量的煤炭能夠提供的熱值會有較大差異，對鍋爐企業而言，既增加了處理煤灰的成本，也不能生產更多的熱能，成本成倍增加，對經濟效益損害較大[2]。另一方面，在燃燒過程中，灰分含量較高，會包裹住煤炭中其他的有效成分，使煤炭不能得到充分燃燒，降低煤炭的熱轉換效率。煤灰質量較輕，會在煤炭的運輸、燃燒、通風等過程中對鍋爐設備造成磨損或堵塞，增加了設備安檢與維修的成本。

1.3? ? 排煙熱損失

排煙熱損失是指在煤炭燃燒后產生的煙霧攜帶著一部分熱量從煙囪排出，對鍋爐的熱值產生一定影響。首先，排煙前應對煙霧進行二次利用，降低煙霧和燃燒不充分產生的細小的煤炭顆粒的熱損失，防止煙霧在通風口或排煙設備管道處產生沉積，使熱傳導產生較大損失，降低鍋爐運行與生產效率。其次，煤炭質量不過關，煤塊表面不平整，易被煙霧包裹產生積垢，在燃燒過程中就不能和氧氣充分接觸，會產生焦化現象，造成燃料燃燒不完全;煤炭的焦化還會對鍋爐爐膛產生損壞，局部溫度的快速升高可能使爐膛內層產生開裂或爆炸危險。

2? ? 降低影響的主要方法

2.1? ? 重視技術改造

為了改善煤炭質量較差對電廠鍋爐運行帶來的影響，鍋爐企業應該關注如何利用技術的升級改造與加強管理來應對。首先，企業應該加強對鍋爐設備的維護工作，低質量的煤炭很容易產生積灰或堵塞現象，因此需要提高對設備的關注度，防止設備發生損壞或故障。在進行安檢時，應特別關注爐體的密閉性、通風口與給煤器和省煤器，因為這些部位受煤炭質量的影響較大，對鍋爐運行也至關重要[3]。其次，企業應配備和發展自己的研究團隊，對煤灰與煤渣的再利用進行研究，通過二次燃燒或延長燃燒時間等方式提高煤炭的利用率，達到為企業節約成本的目的。

2.2? ? 提升給水品質

鍋爐內部有水循環系統，如果水質存在問題，在運行過程中很容易在爐膛內部產生氧化鈣等物質的積垢，影響水循環和鍋爐煤炭燃燒。當鍋爐內部存在不均勻的水垢分布時，會使爐內壁的受熱不均勻，當溫度超過內壁材料所能承受的范圍時，爐體內部很容易發生爆裂或破損的現象，直接威脅操作工人的生命安全，還會對鍋爐供熱企業造成較大的經濟損失。因此，在鍋爐給水之前，應該由專人對爐膛內部進行清理，減少水中離子的沉淀問題。水循環系統中一些離子在常溫下不會產生沉淀，但是經過鍋爐的加熱或與其他物質結合，會附著在鍋爐內部，形成一層水垢，使鍋爐內的熱循環受到影響。這就要求企業在給水時應該對水質進行檢驗，提高給水品質，降低產生沉淀與積垢的可能。

2.3? ? 加強燃燒調節

鍋爐內部的煤炭燃燒不只存在煤炭與氧氣兩種成分，還需要助燃劑與其他條件的協調與配合才能提升燃料的熱轉化效率。首先，在給鍋爐內部輸送煤炭之前，應由專家對鍋爐內部的空間大小、給氧量和助燃劑用量進行判斷，不能盲目輸送大量煤炭，那樣反而會使煤炭在爐膛內得不到充分燃燒[4]。其次，在鍋爐運行過程中，企業應該有相關部門對運行參數進行監管，隨時關注鍋爐的運行狀態。鍋爐燃燒溫度很高，在沒有防護措施的情況下接近很容易產生危險，在參數變化幅度出現異常時應該及時上報，禁止工作人員私自進行處理。在鍋爐試運轉到燃燒結束的整個過程中，應該及時調整通風口的開口大小，當發現煤炭的燃燒參數降低時，要擴大氧氣的進氣量，使煤炭能夠充分燃燒。

2.4? ? 提高燃料質量

選擇高質量的煤炭不僅能夠提高熱值，還能減少對鍋爐設備的磨損，企業應該正確認識這一點，不可在采購上過度節約成本。首先，企業可以根據實際情況采取購買混合煤炭的方式。不同地區或供應廠家生產的煤炭質量不同，企業可以選取兩家或數家不同類型的煤炭，在經過專家對配比數量的測算后，以較低的采買成本獲得較高的熱值回報。在使用混合煤炭的燃燒方式時應當注意不同種類與質量的煤炭之間會相互影響，其搭配比例應當嚴格控制。其次，當煤種來源發生變化時，要特別關注助燃劑、給煤和碎煤部位的工作狀態，根據煤炭質量及時調整局部的結構，提高鍋爐的燃燒效率。如新采買的煤塊較大，應該適度加密碎煤的刀片，將煤塊打碎后送入鍋爐中進行燃燒，能夠擴大煤塊與氧氣接觸的面積，使煤炭充分燃燒。

3? ? 結語

總之，煤質的變化對電廠鍋爐的運行有著十分重要的影響，企業應該重視和加強管理，積極促進煤炭技術升級改造，推進企業安全平穩運行與生產。對于不同的煤質來源要嚴格把關，使用優質燃料進行燃燒，提高鍋爐運行的熱轉換效率;要使用優質水源防止鍋爐內壁產生過度的水垢沉積，對鍋爐的正常運行產生影響。在進行燃燒調節時，要重視對煤灰與煙囪余熱的再利用，減少對周邊環境的破壞，提高鍋爐行業的經濟收益，推動行業不斷發展。

[參考文獻]

[1] 劉德文.煤質對電廠鍋爐運行及經濟性的影響研究[J].中國高新技術企業，2016（2）：73-74.

[2] 王梅，陳曉林.淺談煤質變化對鍋爐燃燒的影響[J].農村實用科技信息，2012（5）：91.

[3] 燕冰，馬林東，喬小平.關于火電廠鍋爐運行的經濟性分析[J].科技創新導報，2013（29）：62.

[4] 魏巍.影響電廠鍋爐運行效率的因素及對策分析[J].科技創新與應用，2017（2）：137.

收稿日期：2020-03-25

作者簡介：雷天昕（1983—），男，山西平遙人，助理工程師，研究方向：電廠安全經濟運行。

劉琳旭（1986—），男，山西臨猗人，助理工程師，研究方向：電廠安全經濟運行。