关于煤质变化对火电厂生产运行的影响分析

关于煤质变化对火电厂生产运行的影响分析

李凯

广西投资集团北海发电有限公司 广西壮族自治区北海市 536000

摘要：火电厂是重要的电能供给源，其发电形式为煤炭燃烧发电。煤炭是火电生产的主要资源，煤炭的质量影响着发电的质量，在火电生产过程中，煤质变化会电能转化的效率产生不同的影响，研究煤质变化的特点和规律有助于火电厂对电能生产过程进行优化，提升电能生产的品质和效率。基于此，本文研究了火电厂生产运行过程中煤质变化带来的影响，希望对火电厂发展起到促进作用。

关键词：火电厂；煤质变化；生产运行

煤是火电厂生产的主要资源，而煤的结构变化能够影响到电能生产的质量。在电能生产过程中需要经过多道工序对煤进行转化，获得特定的生产原料，而转化的过程中煤质变化成为影响到电能生产的主要因素。特别是煤炭中杂质的含量，对于电能生产质量的影响相对较大，所以想要将电能生产的影响因素消除，需要从这些影响入手，分析其对于电能生产的主要影响效果，提升电能生产质量。

一、煤质特性对火电厂生产运行的影响

（一）水分含量

水分是影响到煤可燃质含量的因素之一，水的存在降低了煤炭的发热量，在煤炭的燃烧过程中，水分的蒸发导致大量的热量被消耗，燃烧炉膛温度因此而降低，温度达不到煤粉着火要求，使得燃烧排烟量增加，煤炭的使用率因此降低。此外，水分的存在可能使得输煤系统出现堵塞，导致正常供电受到影响。将多水分煤作为发电煤，所差生的烟气中含有较高的水蒸汽分压，其能够使得烟气中三氧化硫汽化为硫酸气体，进而使得锅炉尾部凝结沉积低温硫酸，引发空气预热器腐蚀或者发生堵灰和现象。通常情况下煤中水分超过总量的8%时，会影响到输煤系统正常运行，这一数值超过10%会威胁输煤系统安全，带来安全风险。

（二）灰分含量

煤炭的不正常燃烧会增加灰分含量，导致炉膛燃烧温度降低。如果煤燃尽度降低，则会增加排灰量，导致机械出现不完全燃烧问题，而产生的飞灰和灰渣则会将部分物理热带走。因为炉膛温度降低，所以无法为煤粉着火提供稳定的条件，粉煤发生燃烧不良情况，如果温度较低会出现熄火问题。灰分的存在也会导致安全事故发生，将多灰分煤作为发电煤能够使得锅炉受热面污染问题加重，排烟温度升高，增加了内部人能损失，锅炉运行经济性降低。如果灰分超过总量的15%，对于制粉、除尘等设备造成一定的摩擦，漏风堵灰层出不穷。站在燃烧稳定角分析可知固态排渣炉要求灰分低于40%，这样才能保障燃烧安全。灰分含量对于锅炉设备磨损的影响也很大，高强的摩擦导致锅炉的寿命缩短，优势是制粉系统。灰分增多也会使得一些设备容量增加，为了处理这些灰分需要增加电能的损耗。

（三）挥发分

挥发分主要用于衡量发电厂用煤指标，反映了发电质量。挥发分影响煤着火和燃烧，挥发分高则意味着煤易着火并且可以稳定燃烧，此时火焰温度很低。而挥发分低则意味着煤燃烧缺乏稳定性，不完全燃烧导致人能的损失增加，使得炉内温度无法提升，而且可能出现熄火现象。锅炉燃烧器结构和大小燃烧带铺设方法会影响到制粉系统，进而影响到挥发分。值得注意的是，煤挥发分也受到煤的存放方式的影响，存放方式决定了挥发分的打下。煤挥发分含量提升会降低煤粉阴燃温度。

（四）硫分

电力煤中的硫分主要包含可燃硫和不可燃硫两个部分，统称为全硫。这种成分属于有害杂质，其能够直接影响到焦化、气化过程，带来更多不良影响。锅炉燃过程中如果使用高硫煤可能使得锅炉设备运行稳定性变差。一是锅炉高、低温受热面会发生严重的腐蚀问题，对空气预热器结构造成破坏，一些设备在运行小于一年的时间里出现腐蚀穿，而且经常性发生堵灰问题。二是磨煤机部件会出现严重的磨损现象，在黄铁矿多的煤中，这种磨损问题相对更为严重。黄铁矿莫氏硬度非常高，燃煤机器结构无法承受其摩擦力，钢球磨煤机这类设备的磨损情况会则将。三是煤氧化自燃过程加快，变质程度浅的煤中黄铁矿含量较多，黄铁矿受氧化将大量的热能释放，从而加剧了氧化自燃的过程。最欧式大气污染问题变得严重，硫燃烧形成SO₂其能够与空气中的水分结合形成硫化污染物，进而影响到环境。

二、降低煤质变化对发电质量影响的措施

（一）优化混煤或配煤方法

在发电过程中，混煤或配煤工作影响着发电质量，优化劣质煤的使用方法可以进行混用，在减少燃料成本的同时也能将排放量减少。在设计发电用煤组合上，将不同类的煤种混合在一起进行使用，结合煤燃烧的特性和影响到发电质量的因素进行科学调整煤的结构，能够有效保证机组安全，同时降低煤质变化对燃烧过程造成的影响，保障煤燃烧过程的稳定性，提升发电的质量。

（二）合理调整锅炉运行方法

锅炉运行人员应该学习不同燃煤对于发电的影响，在发电过程中科学调整锅炉使用方法，将煤挥发分、灰分的含量和热量等控制在安全范围内，充分地将入炉煤性能掌握情况出，在控制锅炉运行时有效地调整煤的燃烧过程，确保发电质量。直吹式锅炉额使用可以结合给煤机煤量特点设计运行模式，尽可能防止入炉煤煤质出现较大的变化，从而影响到发电质量。此外，也要强化锅炉一次风速、二次风速以及煤粉浓度的控制工作，按照生产要求进行科学调整，尽可能降低煤不完全燃烧带来的问题，结合煤质情况控制一次风速，也能减少不合理燃烧带来的影响。

（三）强化生产现场检查

强锅炉运行人员需要将现场检查工作落实到位，检查炉内煤粉的结构特性，特别是燃烧器喷口煤粉着火距离以及入炉煤粉的结构组成等，发现结渣问题以及燃烧不稳问题需要及时借助于红外或光学高温计对炉膛温度进行测量。将燃烧进行调整能使得一、二次风的配备方式得到优化，结合煤质的主要类型对炉膛出口氧量进行科学地控制。如果燃煤的煤质相对较差，并且制粉系统条件允许，可以对粗粉分离器档板进行调整，提升煤粉的细度，这样能够提升煤粉燃烧的质量。此外，加强来煤管理也很重要，掌握入炉煤数据，分析煤质的具体情况，对挥发分和灰分的结构进行深入研究，能够给锅炉运行人员提供更多运行参数，进而更好地调整燃烧方法。

结束语：总而言之，发电用煤应该尽可能选择设计好煤种，降低其他不利因素的影响，有效地确保燃烧的稳定性，提升发电的品质。随着电煤资源供需失衡，许多发电企业选择的电煤类型不断发生增加，电煤质量的变化对于发电的影响非常大，掌握煤质变化对发电影响有助于发电企业科学调整发电方法，提升发电质量。

参考文献：

[1]田庞.煤质变化对火电厂安全经济运行的影响及对策分析[J].工业设计,2019(01):182-183.

[2]赵航.煤质变化对燃煤发电机组运行热经济性影响研究[D].华北电力大学(北京),2019.

[3]王源.煤质变化对火电厂安全经济运行的影响及对策分析[J].电力设计,2020(05):222-224.

作者简介：李凯（1992-03-20），男，汉族，籍贯：山东省临沂市，当前职务：主控副值，当前职称：助理工程师，学历：大学本科，研究方向：火电厂运行