煤質(zhì)對燃煤發(fā)電機(jī)組的影響研究

杜倩 劉亞雄 蔣燕妮 （天津市大港油田熱電公司濱海熱電廠 天津 300280）

近幾年來，由于煤炭供應(yīng)形勢的緊張和價格上漲，發(fā)電廠供煤形式惡化，導(dǎo)致發(fā)電廠燃煤出現(xiàn)了許多新的特點(diǎn)：（1）品種雜。供應(yīng)煤的礦點(diǎn)多，品種復(fù)雜。（3）雜質(zhì)多。煤中除含有矸石外，還經(jīng)常夾有雜有從開采、運(yùn)輸中混入的木片、金屬物、棉紗或塑料制品等雜質(zhì)。較以往有很大的變化。煤炭的質(zhì)量不穩(wěn)定性和多樣性嚴(yán)重影響到制粉系統(tǒng)和鍋爐燃燒的穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性、結(jié)渣性及制粉系統(tǒng)的安全，污染物的排放。安全生產(chǎn)是前提，沒有安全穩(wěn)定的生產(chǎn)，就談不上經(jīng)濟(jì)效益。在保證安全生產(chǎn)的前提下，應(yīng)考慮煤質(zhì)對發(fā)電廠經(jīng)濟(jì)效益的影響。

一、煤質(zhì)指標(biāo)

1.煤的水分

（1）煤中水分分類

煤的水分，是煤炭計(jì)價中的一個輔助指標(biāo)。煤中水分按存在形態(tài)的不同分為兩類，既游離水和化合水。游離水是以物理狀態(tài)吸附在煤顆粒內(nèi)部毛細(xì)管中和附著在煤顆粒表面的水分，游離水在105～110C的溫度下經(jīng)過1～2小時可蒸發(fā)掉，而結(jié)晶水通常要在200C以上才能分解析出。煤的游離水分又分為外在水分和內(nèi)在水分。

（2）煤的全水分

全水分是煤炭按灰分析中的一個輔助指標(biāo)。煤中全水分，是指煤中全部的游離水分，即煤中外在水分和內(nèi)在水分之和。

①外在水分，是附著在煤顆粒表面的水分。外在水分很容易在常溫下的干燥空氣中蒸發(fā)，蒸發(fā)到煤顆粒表面的水蒸氣壓與空氣的濕度平衡時就不再蒸發(fā)了。

②內(nèi)在水分，是吸附在煤顆粒內(nèi)部毛細(xì)孔中的水分。內(nèi)在水分需在100C以上的溫度經(jīng)過一定時間才能蒸發(fā)。當(dāng)煤顆粒內(nèi)部毛細(xì)孔內(nèi)吸附的書分達(dá)到飽和狀態(tài)時，這是煤的內(nèi)在水分達(dá)到最高值，稱為最高內(nèi)在水分。最高內(nèi)在水分與煤的孔隙度有關(guān)，而煤的孔隙度又于煤的煤化程度有關(guān)，所以，最高內(nèi)在水分含量在相當(dāng)程度上能表征煤的煤化程度，尤其能更好地區(qū)分低煤化度煤。如年輕褐煤的最高內(nèi)在水分多在25%以上，少數(shù)的如云南彌勒褐煤最高內(nèi)在水分達(dá)31%。最高內(nèi)在水分小于2%的煙煤，幾乎都是強(qiáng)粘性和高發(fā)熱量的肥煤和主焦煤。

2.煤的揮發(fā)分

煤的揮發(fā)分，即煤在一定溫度下隔絕空氣加熱，逸出物質(zhì)（氣體或液體）中減掉水分后的含量。剩下的殘?jiān)凶鼋乖?。因?yàn)閾]發(fā)分不是煤中固有的，而是在特定溫度下熱解的產(chǎn)物，所以確切的說應(yīng)稱為揮發(fā)分產(chǎn)率。煤的揮發(fā)分不僅是煉焦、氣化要考慮的一個指標(biāo)，也是動力用煤的一個重要指標(biāo)，是動力煤按發(fā)熱量計(jì)價的一個輔助指標(biāo)。揮發(fā)分是煤分類的重要指標(biāo)。煤的揮發(fā)分反映了煤的變質(zhì)程度，揮發(fā)分由大到小，煤的變質(zhì)程度由小到大。所以世界各國和我國都以煤的揮發(fā)分作為煤分類的最重要的指標(biāo)。煤的揮發(fā)分反映了煤的變質(zhì)程度，揮發(fā)分由大到小，煤的變質(zhì)程度由小到大。如泥炭的揮發(fā)分高達(dá)70%，褐煤一般為40～60%，煙煤一般為10～50%，高變質(zhì)的無煙煤則小于10%。煤的揮發(fā)分和煤巖組成有關(guān)，角質(zhì)類的揮發(fā)分最高，鏡煤、亮煤次之，絲碳最低。所以世界各國和我國都以煤的揮發(fā)分作為煤分類的最重要的指標(biāo)。

3.煤的發(fā)熱量

煤的發(fā)熱量，又稱為煤的熱值，即單位質(zhì)量的煤完全燃燒所發(fā)出的熱量。煤的發(fā)熱量是煤按熱值計(jì)價的基礎(chǔ)指標(biāo)。煤作為動力燃料，主要是利用煤的發(fā)熱量，發(fā)熱量愈高，其經(jīng)濟(jì)價值愈大。同時發(fā)熱量也是計(jì)算熱平衡、熱效率和煤耗的依據(jù)，以及鍋爐設(shè)計(jì)的參數(shù)。

二、煤質(zhì)變化帶來的影響：

1.煤質(zhì)變化對機(jī)組效率的影響：煤質(zhì)是機(jī)組設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，過濾只有在燃用接近設(shè)計(jì)煤種才能取得較好效益。

2.煤質(zhì)變化對機(jī)組受熱面的影響：煤質(zhì)變化使得機(jī)組受熱面結(jié)焦、積灰、磨損，嚴(yán)重時造成受熱面超溫爆管。

3.煤質(zhì)變化造成機(jī)組除灰除渣量增大，影響經(jīng)濟(jì)性。

4.煤質(zhì)變化對機(jī)組制粉系統(tǒng)影響：加大了制粉系統(tǒng)各設(shè)備磨損。

三、根據(jù)以上影響應(yīng)采取的措施：

1.加強(qiáng)入場煤質(zhì)管理：盡量保證煤種接近設(shè)計(jì)煤種

2.加強(qiáng)入場煤、入爐煤的化驗(yàn)分析：準(zhǔn)確掌握煤炭的工業(yè)分析數(shù)據(jù)，特別是揮發(fā)分、發(fā)熱量、灰分、灰熔融性等指標(biāo)，及時提供給機(jī)組運(yùn)行人員便于及時調(diào)整。

3.加強(qiáng)混配煤工作：在無法全面保證設(shè)計(jì)煤種的情況下，應(yīng)考慮在煤炭入爐前采取混配煤的方法以保證煤質(zhì)的穩(wěn)定性，提高機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性?；炫涿汗ぷ鞅仨毦邆涞臈l件：

(1)煤質(zhì)化驗(yàn)分析要跟上，按照不同礦點(diǎn)不同煤種進(jìn)行及時準(zhǔn)確化驗(yàn)分析及時提供給燃料部門。

(2)必須有按比例進(jìn)行混配煤的設(shè)備。有效地混配煤工作可提高劣質(zhì)煤的利用率，降低燃料成本。同時可以通過混配煤減少或降低煤質(zhì)變化給機(jī)組造成的影響。

4.加強(qiáng)燃燒調(diào)整：機(jī)組運(yùn)行人員可根據(jù)煤質(zhì)化驗(yàn)單給定的煤質(zhì)變化情況，及時進(jìn)行燃燒調(diào)整合理配風(fēng)、從而達(dá)到安全運(yùn)行的目的。

四、結(jié)論

發(fā)電廠以燃煤為主要生產(chǎn)原料，燃煤質(zhì)量的好壞直接影響到發(fā)電廠的安全穩(wěn)定生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益。為此：

(1)每個發(fā)電廠都應(yīng)根據(jù)機(jī)組設(shè)計(jì)燃用煤種要求，選擇適合煤種;。

(2)發(fā)電用煤質(zhì)量優(yōu)劣主要取決于揮發(fā)份、灰分、水分、全硫、發(fā)熱量、煤灰的熔融特性、煤的可磨性系數(shù)等質(zhì)量指標(biāo),應(yīng)考慮其煤質(zhì)指標(biāo)符合機(jī)組原設(shè)計(jì)要求。

(3)根據(jù)目前煙氣脫硫技術(shù)和成熟程度,安裝合適的脫硫設(shè)備以減輕對環(huán)境的污染。

(4)實(shí)現(xiàn)燃料試驗(yàn)在線快速檢測,為機(jī)組燃燒提供及時準(zhǔn)確的依據(jù)。以保證機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

1.田文華主編.電力系統(tǒng)化學(xué)與環(huán)境保護(hù),中國電力出版社2008年

2.黃成群主編.電廠化學(xué),中國電力出版社 2007年

3.段云龍、韓立亭主編.GB/T19494-2004《煤炭機(jī)械化采樣》實(shí)施指南，中國標(biāo)準(zhǔn)出版社2008年

4.吳世學(xué) 黃成群主編 發(fā)電廠環(huán)境保護(hù)2007年

5.GB/T18666-2002《商品煤質(zhì)量抽查和驗(yàn)收方法》