探讨煤质化验与煤质变化对火力发电厂的影响

探讨煤质化验与煤质变化对火力发电厂的影响

吕天平

大唐三门峡发电有限责任公司 472100

摘要：随着人们对电能需求的增多，火力发电厂的应用也就越来越多，但在实际工作中发现，很多电厂出现了煤炭存储量不足的情况，经常应缺少煤炭导致停机，不仅影响到社会用电，还会使电厂机组运行受到威胁。尤其是近年来，很多火力发电厂都出现了运行中的锅炉灭火的情况，通过研究发现这不仅与设备自身有关，也与煤种不符合原设计有一定关系，进而导致煤质发生变化，因此就需要从煤质化验和煤质变化两方面展开研究。

关键词：煤质化验；煤质变化；火力发电厂

我国电能主要来源于火力发电厂，这就需要大量的煤炭，长期燃烧煤炭一定会对火力发电厂造成各种各样的影响，尤其是煤质化验和煤质变化对其影响较大，因此，应全面分析它们给火力发电厂所带来的影响，并根据实际情况提出有效整改措施。

一、煤质化验对火力发电厂的影响

由于煤质化验直接影响到电厂运行情况，所以发电机组十分关注煤炭质量，虽然都是煤炭，但却不是任何煤炭都能用于发电，这需要与发电机组类型与煤质有关，所以，火力发电厂一定要重视煤质化验工作，深入研究煤炭的挥发分、发热量以及水分等多项内容，只有这样才能保证发电机组正常运行，才能实现火力发电的目标，真正为社会服务。

1.挥发分

真空环境下煤中挥发性气体和液体的量是挥发性的，与煤的变质作用密切相关。煤质越高，挥发度越高。相反，煤变质程度随着挥发分的逐渐减少而加深。煤燃烧过程中挥发性物质在燃烧过程中氧化严重。如果挥发性组分较少，则氧化性会降低，因为燃烧不足会导致灭火，所以挥发性物质应控制在22%以上。挥发分含量的测定是根据(900(+10)摄氏度下获得的足够的煤样量，将煤样放入陶瓷坩埚中分离空气和加热7分钟。加热前后，根据样品的质量分数，测定扣除样品的水分含量，即得到挥发物。

2.灰分

煤炭发热量分析的重要指标之一，也是热平衡计算、热效率和煤耗的依据。只有当燃煤发热量达到锅炉规定的标准时，才能保证锅炉的燃烧稳定性。煤的发热量由锅炉标准规定，以保证锅炉的燃烧稳定性。如果发热量超过标准范围，很容易引起锅炉燃烧不稳定和炉温下降。灭火火焰是由锅炉启动保护引起的。燃煤发热量的测定方法是在燃烧氧弹式量热计中采用适量的煤样。氧弹热量中充满了过量的氧气，以苯甲酸为参考量，在相同条件下燃烧，从而完成了热容的测定。根据升温后燃烧的量热系统，考虑到一些加热因素，对燃烧管的热量进行修正，硝酸盐还原生成热量和热修正，硫酸盐具有较高的热值。测定了煤样中的氮含量，并通过对煤样高位热值的分析，计算出煤的定容低热值。

3.发热量

煤炭发热量分析的重要指标之一，也是热平衡计算、热效率和煤耗的依据。只有当燃煤发热量达到锅炉规定的标准时，才能保证锅炉的燃烧稳定性。煤的发热量由锅炉标准规定，以保证锅炉的燃烧稳定性。如果发热量超过标准范围，很容易引起锅炉燃烧不稳定和炉温下降。灭火火焰是由锅炉启动保护引起的。燃煤发热量的测定方法是在燃烧氧弹式量热计中采用适量的煤样。氧弹热量中充满了过量的氧气，以苯甲酸为参考量，在相同条件下燃烧，从而完成了热容的测定。根据升温后燃烧的量热系统，考虑到一些加热因素，对燃烧管的热量进行修正，硝酸盐还原生成热量和热修正，硫酸盐具有较高的热值。测定了煤样中的氮含量，并通过对煤样高位热值的分析，计算出煤的定容低热值。

4.水分

水不影响煤的质量。在煤炭生产和流通过程中，它是一个无用的组成部分，是一个评价因素。一般来说，煤的最大含水量将决定煤的供应量。水分过多会影响煤的燃烧效率，降低煤的发热量，降低炉温，影响煤粉的正常燃烧。当煤的含水率在10%以上时，随着含水率的增加，锅炉效率降低0.07%。煤的含水量应控制在一定范围内。如果含水率过高或过低，会影响燃烧质量。水分含量高会导致发电厂严重的成本消耗。因此，测定煤的水分是非常重要的。含水量采用“加热失重法”测定。采暖水损失的煤质较差，即含水量。

5.含硫量

在煤炭中存在两种硫，一种是有机硫，另一种是无机硫，只有少数煤炭中含有单质硫。硫一直是煤炭中较为有害的一种元素，在煤炭燃烧的过程中，一定会产生二氧化硫。将其排放到空气就会形成酸雨，不仅污染环境，还会腐蚀其他设备，严重的会致使锅炉管道发生爆裂等一系列不良反应，发电厂也需要花费大量资金进行维修或更新设备。有些煤炭中含有大量的硫铁，这些物质在氧化后会释放出大量热量，如果不能及时散热，煤堆的温度就会升高，造成自燃，也会给电厂带来一定损失。所以，一定要重视含硫量的检测，选择含硫量少的煤炭。

二、煤质变化对火力发展厂的影响

1.煤质指标的影响

煤质指标构成部分主要有挥发分、灰分、水分以及发热量等构成，随着煤粉颗粒中挥发分含量的增多，煤粉燃烧也就越充分。同时，在煤炭挥发的过程中将产生很多煤颗粒等物质，以便促进煤炭充分燃烧。如果挥发分含量偏低，就会导致煤粉不易着火，也会降低燃煤稳定性，更会导致各种设备发生爆裂的情况，随着锅炉尾部烟气温度的升高，也会损失很多热量。

如果煤粉中灰分含量越大，煤粉颗粒的可磨性就会越差，在相同条件下增加给煤量，很容易导致煤粉颗粒硬度和浓度增加，严重的会造成漏煤的情况，威胁到机组安全运行。由于媒体中存在的水分过多，不仅不利于燃烧，还会将炉内的很多热量吸走，通常情况下，如果蒸发一千克的水分就需要消耗2510kJ热量，这些热量消失以后，炉内的温度便会骤降，致使煤粉着火困难的同时，也会弱化锅炉利用率。此外，如果煤炭中的水分过多，还会促使排烟量不断提升，在损失大量热能的同时，更会损害引风机性能。过高的含水量，也将导致烟气中携带一定的硫酸，如果排到大气中将污染环境，如果这些烟气聚集到锅炉尾部，还会出现堵灰的情况，甚至对锅炉尾部造成腐蚀，电厂能耗也会因此大大提升。

为解决这些不足，在锅炉设计中，应根据发热量数值高低确定煤炭品质。如果燃煤发热量比原设计低，炉内温度就会比理论值低很多，这样就不利于煤粉燃烧，更会造成燃烧不充分的情况，也会引起排烟损失，弱化发热效率。如果发热量低于一定数值，就会导致燃烧不稳定，甚至造成熄火，这就需要将助燃剂加入其中，确保机组正常运行。如果煤炭的发热效果较差，又不断的为锅炉增加煤炭，就会出现蒸汽参数与发热量骤降的情况，若为了降低锅炉内部的温度，向锅炉中增加大量水分，就灰促使省煤器发生沸腾，从而降低企业所获利润，所以，一定要防止这种情况的发生。 2.煤质变化对锅炉的影响

在燃煤过程中，应使用与锅炉设计相同或相接近的煤种，这也是保证锅炉稳定运行的基础。如果锅炉用煤质量得不到保证，或所使用的煤种超出了原有设计范围，就会导致锅炉运行发生故障，也容易引起锅炉温差等。通过研究发现，很多锅炉过热器的爆裂都是由于管材自身温度余量过小而造成的，它与煤质变差也有一定关系。因此，在锅炉设计中一定要注意要素，并使用与锅炉设计相符的煤种，以便降低锅炉发生故障的机率，保证锅炉始终安全运行，提高锅炉稳定性。

3.煤质变化对燃料系统的影响

煤质变化的主导因素是煤炭市场，如果煤炭价格上涨，火力发电厂的发电成本就会增加，生产经营也将受到挑战，为减少不利影响，及时完成发电指标，就需要降低生产成本，保证企业始终处于健康发展状态，所以，应做好燃煤结构调整工作。而燃煤结构调整对煤质变化影响很大，燃料系统会影响到锅炉运行情况，所以，一定要做好煤质化验，保证进入锅炉中的燃煤能够达到相应标准，满足实际发电需求。对于煤质变化给燃料系统所带来的影响，可以从以下几方面进行分析：

首先，对于发热量来说，煤炭发热量的高低是评价煤炭质量的重要指标，吐过煤质下降，电厂的燃煤量就会增加，输煤系统也会在这种情况下受到影响，设备健康状况也会下降，引发很多故障，锅炉也会因负担过重，而出现停运的情况，同时，输煤人员的工作量也会因此上升，由于工作人员长期处于高噪音的环境下，其神经也容易出现麻痹的情况，不仅影响到输煤运行安全，还容易引发各种不利因素。

其次，灰分也会影响燃料系统。通过煤炭的灰分，还会影响到煤质好坏，更是鉴定煤质的重要标准，一般来讲，灰分是没有任何益处的，还会给运输代理一定负担，如果煤炭的灰分越高，则意味着固定碳越少，煤炭发热量也很高，所以，在这一过程就要加强对灰分的重视。

再者，煤炭中的含水量也会影响到燃料系统。如果煤炭的水分过多，就会引发堵煤的情况，导致运行人员工作量增加，所以，在这一过程中尽量控制好煤炭的含水量，尤其是在冬季，煤炭容易发生冻结的情况，不仅影响煤炭的装卸，还会导致供煤设备发生损坏，所以，应尽量控制好煤炭的含量水。

最后，煤炭挥发分用户含硫量对燃料系统的影响。它们的燃料系统的影响主要体现在易燃上，如果煤炭挥发分与含硫量增大，落在皮带下放的积煤等容易发生自燃的情况，将设备烧毁，它与煤质变化有直接关系，所以，一定要控制好煤炭质量。

要防止以上问题的发生，在输煤过程中，如果发现部分煤炭含水量较大，就要将水分小的煤炭混入其中，以此降低煤炭含水量。同时，根据煤炭品质进行储存，根据实际情况，选择合适的煤种。在雨季一定要做好防汛工作，尤其是在冬季以前，最好将含水量大的煤炭用尽，以便减少煤炭冻结情况的发展，对于含水量过小的煤炭可以适当注水，降低输煤运行粉尘，确保输煤人员身体健康。在实际工作中，还要联系机组负荷曲线控制好耗煤量，保证机组在运行中合理，只有这样才能减少不良事件的发生，真正实现促进火力发电厂安全运行的目标。

结论

火力发电厂是我国获取电能最主要的方式，煤炭又是火力发电厂主要原料，煤炭质量的高低将直接影响到火电厂运行的稳定性，所以，在火力发电厂实际生产中，应联系实际情况，满足锅炉设计要求，选择合适的煤种，控制好煤质，用长远眼光看问题，不断提高锅炉稳定性与安全性。发电厂也要做好在线检测工作，为机组运行提供可靠依据，并做好煤质化验工作者的培训工作，不断提高对化验人员的要求，适时调整投入成本，提高电厂经济效益。

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