进厂煤质影响因素分析和提高质量对策探讨

进厂煤质影响因素分析和提高质量对策探讨

刘淑卿

热电联供中心热力水煤浆厂刘淑卿

摘要：油田企业热电联供中心燃料费用约占宗成本的60%以上，燃料的有效利用和节约直接关系到企业的经营效益。煤炭供应和检验是一项十分重要的工作，必须对入厂煤质及入炉煤质加以监督外，加强煤场煤质的监资管理，减少煤的热值损耗。本文通过对进厂煤质的分析，以增加高热值煤为前提，从而达到提升进厂煤质的目的。

关键词：进厂煤；质量；分析

前言

作为油田企业热电联供中心来说，煤炭供应无疑是一项十分重要的工作。煤的质量及相关指标直接会影响企业经济效益，。热电联供中心以燃煤为主要生产原料，燃煤质量的好坏直接影响到热电联供中心的安全稳定生产和经济效益。热电联供中心都有自己的设计燃用煤种，一旦偏离设计值将对机组安全构成威胁，运行效率降低。实践表明，影响机组安全性和经济性的煤质指标主要有：干燥无灰基挥发份Ｖｄａｆ、收到基灰分Ａａｒ、收到基水分Ｍａｒ、干燥基全硫Ｓｔ，ｄ、收到基低位发热量Ｑｎｅｔ，ａｒ、煤灰的熔融特性Ｔ、煤的可磨性系数等。对此加强对入厂煤煤质的监督管理必然成为至关重要的环节。

1煤炭供应现状

从目前供煤渠道及运输方式来看，煤炭供应形式不外乎以下三种，即火车运输、汽车运输及船运。但无论需要哪一种形式，源头是根本。特别是长途运输及交叉联合运输，只要加强过程监督，就不会出现大的变化，煤质基本上能够按照企业要求供应。随着热电联供中心对煤质的高标准要求，不仅热值、灰份要符合设计值要求，而且随着环保事业的不断发展硫份也已提到议事日程上一些低硫高热值煤随着煤层的变化，出现地区性资源缺乏。除此之外，随着设备可靠性管理的加强，挥发份的重要性也显突出。由此可以看出，加强煤质监督管理，特别是加强煤质的指标控制，并不是一项单纯的工作，而是涉及到方方面面，煤质管理是一项系统的管理工程。

作为热电联供中心最主要的变动成本是燃料成本（包括油）。在燃料成本中油的比例只占很小一部分，微乎其微。因此标准煤耗和标准煤单价（标煤单价）是影响燃料成本的主要因素。这就要求运用科学可操作的管理手段，优化煤场和上煤秩序管理，既要严格控制优质煤种的进货渠道，又要控制煤炭储存损耗，克服因煤炭氧化而造成热量损失。做到烧旧存新，混配清烧等工作。

2煤质指标的影响

2.1挥发分

挥发分的高低，是煤炭分类的主要依据，用于判别煤的着火、燃烧特性的首要指标。挥发分对煤炭的迅速着火，快速燃烧和锅炉稳定燃烧起着决定性作用，是锅炉设计选型的主要参数。入炉煤挥发分较高，可减少锅炉起停、深度调峰和事故状态下助燃油的投入量，但挥发分高出设计上限时，可能造成锅炉喷燃器喷口因喷出的煤粉着火距离过近而烧坏。挥发分过高时，煤场存煤易自燃，也容易造成制粉系统和输煤系统发生爆炸。挥发分过低时，将造成煤粉在炉膛内着火延后，锅炉的飞灰可燃物和机械不完全热损失加大，对锅炉的效率产生较大的影响，从而影响火中心的效益。

2.2灰分

灰分对火中心的安全生产和效益影响很大。煤中灰分高，使炉膛火焰传播速度减慢，推迟粉着火，直接影响到锅炉的稳定燃烧；使煤炭的发热量降低，煤中矿物质变成灰分时还要吸收热量。所以煤中灰分越高，煤的燃烬度差，机械不完全热损失增加，排灰量增大，灰渣热损失随之增大，受热面的沾污和磨损增大，导致排烟温度显著升高，降低锅炉效率；炉膛结渣和过热器超温，威胁锅炉安全稳定运行。灰分增高，还将直接增加燃煤运费和厂内输送、制粉除灰等耗电量，增加设备维护费用，减少灰场使用年限。

2.3水分

煤中的水分有三种：外在水分、内在水分和化合水分。煤中水分一般是指外在水分，它存在于煤表面，主要是在采煤、运输和保管过程中附着于煤粒表面的外来水分。煤中水分不能燃烧，煤中含水量越高，可燃烧物质越少，发热量越低，在燃烧过程中，煤中水分还要吸热，使煤的有效热能降低。要使煤中1ｋｇ水分蒸发，需要2500ｋｊ的热量。一般的烟煤，当收到基水分Ｍａｒ小于8%时，设备运行基本正常；当Ｍａｒ大于或等于8%时，就意味着采购成本增加，同时也给中心卸煤、储煤、输煤、制粉等带来一系列困难。

2.4硫分

煤中硫分大体可分为有机硫和无机硫两种。无机硫又分为两种，一种是硫酸盐中所含，不能燃烧，全部残留在煤灰中，另一种是硫和金属的化合物、能够燃烧。1ｋｇ硫燃烧后可放出9.2ＭＪ热量，但它更多的是不利成份，因含硫而产生的ＳＯ2排污费和对受热面的腐蚀不是少量硫发热量所能弥补的。

2.5发热量

煤的发热量是设计锅炉的一个重要数据，分为高位发热量和低位发热量两种，中心锅炉所能利用的仅是煤的低位发热量。如果入炉煤的发热量低于设计值，炉膛内理论燃烧温度必然降低，炉膛温度水平下降，不利于煤粉的着火和燃烬，会导致机械不完全燃烧和排烟损失的增加，使锅炉效率下降。当发热量降到一定程度时，将引起燃烧不稳，甚至灭火放炮，以致需要投油助燃。煤的发热量降低时，为了维持锅炉负荷，必须增加给煤量，则使烟气流量增加，导致排烟温度升高，锅炉减温水量增加，尾部受热面磨损增大，且容易造成炉膛结渣。煤质发热量偏低对火中心的经济运行影响非常大，除对锅炉效率的影响外，对输送、制粉、除灰等也都有很大影响。

2.6灰熔点

所谓灰熔点即是煤灰的熔融性。由于煤灰没有明显的熔点温度，所以又把其分为变形温度ＤＴ，软化温度ＳＴ，流动温度ＦＴ三个温度值。常说的灰熔点指的是软化温度ＳＴ。煤灰的灰熔点与煤灰的成分有关，灰分中含有熔点高的物质（如ＳｉＯ2和Ａｌ2Ｏ3）越多，则灰熔点越高，反之，含有熔点低的物质（如Ｎａ2Ｏ、ＣａＯ和Ｆｅ2Ｏ3）越多，则灰熔点越低。煤炭中ＳｉＯ2含量高于50%，Ａｌ2Ｏ3含量高于18%，实际灰熔点软化温度大于1400℃。根据运行经验，当煤灰的ＳＴ<1350℃就有可能造成锅炉结渣。另外，煤灰熔融性应与该煤种的发热量结合起来判别，烧用发热量高的煤种须特别注意煤种的灰熔点。

2.7可磨性系数

煤的可磨性系数直接代表了粉碎煤炭的难易程度，该系数是将试验燃料与标准燃料相对比而言的，可磨性系数越小，煤越硬，越难磨。煤炭的可磨性系数的降低带来的直接危害是制粉系统不能达到额定出力，制粉单耗增加，钢球和护板磨损加大。对风扇磨而言，大大缩短叶轮的使用周期。据资料介绍，某中心原来风扇磨叶轮的使用周期是500小时，现在煤炭质量下降后叶轮的使用周期仅为250小时左右。在煤炭验收中，要把煤中含矸量，尤其是含矸的硬度做为一个重要的验收指标，采用目测、敲击、粉碎等方式确定其硬度，对明显含矸量大，含矸硬度超标的煤炭应拒收拒卸。采用漏勺清洗煤样，效果是比较好的。

2.8煤质均匀性

对燃用均匀、单一的煤种，比较容易达到指标要求。如某燃用煤（煤质均匀性较好），同一列火车机采20个子样平均干基灰分Ad=10.27%，人采20个子样平均干基灰分Ad=10.20%，两者灰分差0.07%，说明煤质均匀不容易造成采样偏差，人采与机采同样具有代表性。对燃用煤质非常不均匀的煤种，如某厂同一车厢机采20个子样，灰分最小为36.45%、最大为60.89%，极差24.44%。对于这种情况，如果按常规采样方法采样，不增加子样个数，采样代表性就很差。煤的粒度越大，越不均匀，且粒度大的一般以矸石或石头居多。在实际采样中，人采和机采都很难采到大于100mm以上的矸石或石头。机械螺旋采样头的直径一般在270～300mm，扣除中间的螺旋杆直径，此类采样头适用于最大粒度约为50mm的煤。超过这一最大粒度的煤被采到的概率随最大粒度的增加而降低。因此，随着煤的最大粒度的增加，人采和机采都容易造成入厂煤的热值偏高。

2.9入厂煤过程偏差超过允许值

首先需要弄清煤质检测偏差的主要来源，要从一批煤中（几千吨或上万吨）采取少量煤样（几百千克），经过制样程序制成数量较少（仅约100g）、粒度小于0.2mm的试样供化验使用，即用少量煤样的检测结果推断一批煤的质量和特性，必然会存在偏差，这些偏差由采制化偏差构成。国家标准GB/T475—2008规定：干基灰分大于20%，原煤、筛选煤的采样精密度A=±2%（A为采制化三者总精密度）。在此条件下，若用方差表示总偏差，则：S2总=S2采+S2制+S2分。其中采样偏差最大，占总偏差的80%，制样偏差占16%，分析偏差占4%。综上所述，检测结果的可靠性在很大程度上取决于样本的代表性，但制样和化验也同样重要。如某厂制煤粉时不规范操作曾产生约1kJ的热值偏差。了解了煤质检测偏差组成后，就可有针对性地对煤质检测采制化过程进行偏差分析。

3提升进厂煤质对策

煤质的检验包括几个步骤：煤样采取、制备、分析化验等，为了提高煤质检验的水平，提高煤炭生产企业的质量，对煤质检验过程中的各个问题要把握严格的规范。

3.1检测煤样的提取和制备

要对煤炭质量进行检验，首先要制作一定的煤炭样品，对煤炭样品进行有效地检验，以反映煤炭质量的平均水平。煤样的提取和制备是进行煤质检测的准备工作。（1）煤样的提取。在煤炭质量检查过程中样品的提取是关键的一步媒炭的粒度和组分都不均一，对于大量的煤炭，要如何检测才能使得结果反映出煤炭质量的平均水平是一个重要的问题。由于要保证少量的煤炭检测反映整体的质量，在进行煤炭取样时，可以采用GB482煤层煤样采取方法、GB481生产煤样采取方法、GB475商品煤样采取方法等进行布点，然后经过相应的计算分析确定采样的个数、质量等，确保选取的样品有代表性。另外对于选取的样品各个要素要进行有效的标注。（2）煤样的制备。煤炭提取之后制作成为用于检测的样品也是影响检测结果的一个重要步骤。在制样的过程中，需要注意很多问题肠口如收到煤样后要对样品的各个属性加煤种、品种、粒度、采样地点、包装情况等详细的记录，并且对样品进行编号。在进行制备的过程中样品要与标签进行相应的对应，确保不错位、不错号等。收到煤炭样品之后要进行进行制备，以防煤炭质量发生变化影响检测结果。遇到需要干燥的时候，干燥的温度不能超过50℃。工作人员在进行样品制备之前，要根据相关的测试方法对制样的设备进行筛选，并且对于不同样品的加工，要对制样的设备进行清洁，防治样品间的混杂影响样品质量保证样品的准确性。样品制备过程中对煤炭尽量进行一次破碎，避免多次破碎对检测结果造成影响；样品制备完成之后要通过实验筛进行筛选使得煤样混合均匀，并且将煤样装进瓶中时要保持干燥核对煤样的标签与样品是否符合对应。

3.2煤质检查的分析化验

对煤质进行检测汾析化验是最关键的一步，进行煤质化验之前③要对仪器设备进行检查，例如其性能参数是否符合要求仪器是否达到最佳的工作状态等，并且要对实验室的条件进行监控，以保证能满足相关的规定。②对于检测成分的通用分析仪器要保证仪器的灵敏度、精密度、准确度等参数要定期地对仪器进行校验，以保证检测结果的稳定可靠。③对每个仪器都要建立单独的档案并且对其使用的记录进行准确的记载出现故障之后可以及时地找到原因责任以及维修方法等。④要健全操作流程和考核制度在进行化验之前，必须要进行机械检查对于出现问题的要及时查明原因，待所有的实验条件都准备完全之后才能进行分析化验工作。

对煤样进行分析化验要注意以下几个问题：①分析的过程要严格按照国家标准进行并且对各项参数都要进行化验分析对测试的结果和仪器的运行状态要进行严格准确的记录。②要定期用标准的煤炭样品进行校验庄要是为了避免仪器长期的停止工作带来的误差。对员工的素质要进行培养和锻炼，以保证员工能有良好的工作作风避免操作的失误对检验结果带来影响。在化验时要按照每月、每个季度、半年等几个时间段对各种元素进行全面的分析，以便能及时掌握煤炭特性以及各种成分的变化确保煤炭的质量能满足要求。③在分析检验的过程中对检测结果有疑问的煤炭样品要进行重新检测直到结果的确认在检测结果中也会出现一些无法控制的误差。如煤样的质量不均匀、温度不同等，因此在化验时要进行多次化验将结果进行比较分析得出最接近实际情况的结果。④对于煤炭检测质量的报告要进行及时的汇报对煤质的结果进行多级审核确保煤质检验结果的准确。⑤要建立一个完整的信息库并且实施计算机化的管理进行信息化的质量控制。

4结束语

煤质监督工作是一项长期工作，也是一项十分艰巨的工作。随着市场的迅速发展和煤炭企业改革的深化，燃煤表现出数量多、品种杂、杂质多、粒级范围大等特点，这些特点给燃煤管理和技术监督带来难度。明确思路、细化燃煤管理，加强煤质检验能及时了解煤炭质量存在的问题并及时解决，对于煤炭质量的保证有重要意义。而煤质检验过程煤样的制备和分析化验是十分关键的步骤，需要严格按照要求进行检测。

参考文献：

[1]林木松，钟丁平，吴旭龙.入厂煤与入炉煤的热值之间普遍存在较大偏差的原因分析［J］.煤，2007，16（11）：52-53．