煤质化验技术分析在火力发电厂的重要性

贾玉方(建投邢台热电有限责任公司,河北 邢台 054400)

煤质化验技术分析在火力发电厂的重要性

贾玉方(建投邢台热电有限责任公司,河北 邢台 054400)

良好的煤炭质量是确保火力发电厂正常运转的基本条件，优质的煤质化验工作是保证火力发电厂用煤合格的重要工作，不仅有助于火电厂购入优质燃煤，而且对于火电厂的配煤工作也起着重要的指导作用，因此做好煤质化验工作对于火力发电厂具有重要意义。

煤质化验技术；火电厂

火力发电厂对于所用的燃煤质量具有很高的要求。首先，并不是所有的煤炭都适合用于发电，另外，不同的锅炉对于煤炭的质量要求也不同。既要考虑到煤炭的发热量、挥发分、水分和灰分以及含硫量是否符合锅炉的设计要求，又要防止发热量低、含硫高和灰分高的煤炭掺假导致燃烧不稳定。对于这些指标的鉴定都离不开煤质化验工。因此，做好煤质化验工作对于火力发电厂具有重要意义。

1 煤质化验技术概述

煤质化验技术是指对煤炭进行检测时候使用到的各种技术，在燃料选择上，火力发电厂有明确的标准，因此在选煤问题上一定要格外的重视起来。想要保证燃烧效果，做到生态友好生产，并保证生产安全不影响企业经济效益，就要根据电厂使用的锅炉选择合适的燃料，所以做好煤质化验工作是十分重要的。根据国家标准把燃煤指标控制在标准范围内，才能进行生产。煤质化验工作涉及的煤质化验指标主要有5个，水分、灰分、热量、挥发分和含硫量。

2 煤的化验指标对火力发电厂的重要性

2.1 发热量

煤炭的发热量是为煤炭进行分类和进行煤质分析的一个重要指标，在热平衡和热效率、耗煤量的计算时候也是一项重要依据，商业价值很高。发热量也是选择设备和燃烧方式的依据，还能用来确定动力煤炭的价格。确保发热量达到锅炉的使用标准是保证稳定燃烧必要条件。

对于发热量的测定是用实验的仪器进行测定，火力发电厂通常使用弹筒来测定发热量，单位质量的试样在充有过量氧气的氧弹内燃烧，燃烧后的物质组成为氧气，氮气二氧化碳、二氧化硫，气态水以及固态灰时放出的热量，试验时要注意试验室应该为单独的房间并保持室温在15～30℃恒定。

2.2 灰分

煤炭燃烧之后会有残渣，这些残渣就是灰分。煤炭矿物质和化学成分决定了灰分的构成，但是灰分是煤炭燃烧之后形成的，和原来的矿物质成分并不相同，灰分不同于矿物质再燃烧过程中对于煤炭整体的影响，灰分的影响一般表现在比如加大了热流阻力、增加了设备磨损，灰尘排放影响环境等。灰分检测可使用缓慢灰化法，称取一定量的空气干燥煤样，放入马弗炉中，以一定的速度加热到815±10℃，灰化并灼烧到质量恒定。以残留物的质量占煤样质量的百分数作为灰分产率。

2.3 水分

水分必然是影响煤炭燃烧质量的最大因素，毕竟水火不容是我们所熟知的。水分作为煤炭中的无用物质，锅炉的使用效率受到煤炭水分影响比较大，锅炉的使用效率在煤炭含水大于或者等于10%的时候会随着水分的增加而降低，即水分每增加1%，锅炉的热效率就会降低0.07%。煤炭水分测定通常是采用空气干燥法，称取一定的煤炭试样置于105～110摄氏度的干燥箱，在空气流中干燥到质量恒定，然后根据煤炭质量损失计算出水分的质量分数。

2.4 含硫量

煤炭中的硫在锅炉内燃烧生成了SO2和一些SO3，煤炭中的含硫量过高会腐蚀锅炉水冷壁，对环境来说，这也是酸雨形成的主要原因，硫作为一种有害元素，其排放标准受到世界各国的严格规定。测量煤炭中的含硫量有艾氏重量法、高温燃烧法和库伦滴定法，一般使用库仑滴定法，因为这种方法的灵敏度比较高，准确度比较好，不需要标准物质并配制标准溶液，有利于自动化的实现，并且这种方法大范围应用于有机物测量，也能够应用到测量电极反应的电子数中。

3 煤质变化对火力发电厂的影响

3.1 不利于煤炭充分燃烧

煤质变化会影响煤炭发热量，严重影响锅炉稳定性，导致锅炉温度下降，最终使得火焰熄灭；灰分在煤炭中占比达，降低了煤炭发热率，煤炭燃烧不充分也会对设备造成严重磨损。煤炭中水分过多也不利于煤炭燃烧，因为会降低煤炭燃烧发出的热量。同样的条件下锅炉温度不达标也会导致熄火，重新点火比较复杂，不仅增加了火电厂运营成本影响发电量还会影响电网系统稳定。

3.2 不利于火电厂的安全性

发电是火电厂的主要工作，工作连贯性要以所有环节正常工作为前提。煤质变化会影响煤炭自身的化学能，进而影响煤炭发热量。热量有高位和低位之分，在火电厂中，锅炉排放烟的时候温度在100℃以上，烟气里面的水蒸气不会凝结而放热，导致锅炉只能使用煤炭低位发热量。煤质在发生变化的时候，锅炉磨损和腐蚀程度会加深，甚至导致爆管事故发生，不利于企业的安全生产，也危及工作人员的生命安全，这些因素对火电厂长久发展产生不良影响。

3.3 不利于火电厂的经济效益

煤质检验涉及较多的指标，指标变化影响耗煤量的变化。低品质的煤炭不仅增加了电厂的生产成本，降低了经济效益，还会影响锅炉的使用寿命，耗损电厂设备。因此发电厂应该建立设备检修维护基金，定期对锅炉进行维修，对于购买的煤炭科学储藏，做好防水防晒工作。

4 煤质化验对火电厂具有重要意义

4.1 煤质化验对火电厂配煤具有重要指导作用

在炉前把不同的煤种按照一定的原则和一定的比例混合形成混煤，使得入炉煤和锅炉设计的煤种基本相似，保证锅炉运行状态时候的安全，以及运行中的经济性和低负荷燃烧能力。配煤原则是整个配煤工作的核心和前提，一定的配煤比例是整个配煤工作的手段和方式，不可或缺。

(1)理清煤炭的燃烧特性对配煤具有指导作用。对煤炭进行分析其燃烧特性的时候通常会采用工业分析方法，其中煤炭的挥发分是煤炭的重要特性，影响锅炉的燃烧好坏，挥发分多的煤炭容易燃烧且点火简单，相反，如果煤炭的挥发分低，其着火困难也也不容易燃烧，挥发分是对煤炭进行分类的重要依据，发热量也是煤炭燃料的重要指标，也是锅炉的安全性以及经济性的重要保障，是考核发电厂成本的重要依据。煤炭质量参数中有反应煤炭固有的性质的参数和煤炭整个生产和使用过程中的两种参数。固有参数有水分、灰分、发热量、元素成分指标等；过程参数包括挥发分、灰熔点等随着煤炭的组成变化而发生变化的参数。煤炭固有性质参数在配煤工作中可以使用加权平均数的方法得出，不过挥发分以及灰熔点等一系列参数经常出现在使用加权平均数算出的得数和实际混配后测量得到的数据存在很大的误差，所以不能用计算出的过程参数数据指导煤炭的燃烧，必须使用工业分析的方法来重新测量过程参数进行指导。

锅炉的特点决定了煤炭在锅炉内燃烧的时间是有一定限制的，而且要求十分严格。比如煤炭在规定的时间内必须点着火，必须燃烧且燃尽，发出足够的热量进而提高锅炉的效率，否则就会带来损失。所以煤质化验工作对于锅炉配煤起着十分重要的作用，配煤工作的重点在于煤炭的燃烧特性，及煤炭的着火时间，燃尽时间，不过煤炭在锅炉内燃烧的时间都是调整好的，即便进行燃烧调整调节余地也是十分有限的，所以必须要缩短煤炭的着火时间以至于延长煤炭燃尽时间，否则锅炉会损失大量的热。而掌握锅炉燃煤的着火时间，最直接的办法就是观察燃烧器着火，通过观察的结果判断喷口着火的情况，通行的办法是飞灰含碳量的测定，通过飞灰含碳量的数据推测出燃烧情况，对燃烧鲜果进行判断，寻找原因并找到解决方法。

由此看来，要想让配煤工作领先一步，为燃烧调整工作创造条件，没谈的燃烧特性指标的测量是十分必要的。从煤炭的燃烧特性的角度来说，最好是能够测得煤粉气流的动态燃烧特性，这样得到的数据更加真实直接；如果能够在静态下测得煤炭的燃烧特性，用来指导煤炭的配煤工作，其意义也是十分巨大的：不同种类特性差别较大的煤炭进行混合，其挥发分相同但是着火点不同，灰分以及发热量相同但是其燃尽特性不同的情况也时有发生，如果没有办法提前掌握混煤的燃烧特性贸然进行混煤会十分危险，燃烧找不到平衡点，给锅炉埋下隐患。

(2)理清煤的灰质特性对配煤具有重要指导作用。锅炉结焦是所有电厂锅炉运行时候出现的问题，在实际生产中为了解决此类问题想了很多办法，结焦问题的焦点主要在于煤炭中灰软化温度的t2低于1350摄氏度引起，决定其的主要是灰的组成成分，其中灰的组成物碱性氧化物和酸性氧化物含量的质量百分比起主要的作用，碱性氧化物的含量越高，酸性氧化物含量越低，二者的比J越大，灰的熔点t2就会越低，锅炉就会很容易结焦，反之则不会轻易结焦。锅炉结焦的另一个敏感指标是灰的粘度，灰的粘度越小锅炉结焦的可能性就会越大，反之则不会如此。因此在配煤工作中，除了掺配煤的煤质特性和设计煤种煤质需要严格落实以外，还要对t2进行不同的混掺设计，进而提高入炉煤的灰的熔点，一面锅炉结焦。

(3)有利于配煤时减少SOx的排放。我国目前奉行低碳发展、绿色发展，主张可持续发展的战略。锅炉燃烧脱硫有利于减少SOx的排放，尽管在电厂安装脱硫装置已经成了大的趋势，不过目前脱硫装置的国产化水平比较低，需要进口花费比较大，电厂可以在配煤阶段通过煤质化验的办法将含硫量较低的煤炭优选出来，或者将低硫分的煤和高硫分的煤炭进行掺配，减少入炉煤的硫分含量，进而减少硫化气体排放，起到保护环境的作用。

4.2 煤质化验对减小火电厂入厂煤和入炉煤的热值差具有重要意义

煤质化验工作的目的就是为电厂选出最适合其自身的优质煤炭，得到最好效果。然而，入厂入炉煤之间的热值差在煤炭管理中有着重要意义，热值差是指入厂和入炉煤的热值差别，其数值大小是衡量企业对于燃料管理和利用的水平。我国对热值差进行了严格规定，不过现阶段大部分都没有达到这一标准，只有做好对于入厂入炉煤热值差的控制使其达到标准才能够有效控制燃料使用的损失，提高发电效率，降低发电成本。在日常管理中，要充分认知到热值差指标管理的意义，认识到入厂入炉煤热值差指标管理所体现的煤炭质量管理和存储区情况和现场管理情况。造成入厂入炉煤热值差的原因主要有三点，一是燃煤库存质量管理的原因；二是煤质化验的原因，因为火电厂对于入厂和入炉煤热值采样一部分使用机械采样机，另外还使用人工采样作为比对，且取样方式差异较大，入厂过程中人为因素干预比较大，虽然对于采样的位置、深度和工具、工艺都有着严格规定，但是依旧受到人为因素的影响，造成热值化验不准确；三是配煤掺烧的应用使得煤炭自身特性发生改变，导致热量差值出现。因此，做好煤质化验工作对于减小入厂煤和入炉煤之间的热值差异具有重要意义，优秀的煤质化验工作有利于发电厂锅炉稳定燃烧和发电厂稳定发展。

5 结语

燃煤质量影响火电厂生产运行，因此火力发电厂必须加强对煤质化验技术的重视，以便提高燃煤利用率降低企业生产成本，促进生产安全，使得企业更好的发展。国民经济增长也加大了市场对于煤炭的需求量，全国很多地方出现了电力缺乏的情况，几乎没有电厂能够在煤炭订货会上完成订煤计划，因为供应商以次充好的现象时有发生，优选出优质煤炭是化验人员的重要工作能力的提现，另外，做好煤质化验工作还有利于发电厂做好环保工作，有利于促进生态和谐，总之，做好煤质化验工作对于电厂本身以及整个社会都是一件重要工作。

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