煤质变化对火电厂生产运行的影响分析

杨明玉

沈阳金山能源股份有限公司金山热电分公司 辽宁 沈阳 110101

1 引言

火电厂目前主要的燃料就是煤炭,燃煤质量对于火电厂的发电效率以及质量也有着直接的关系。而在目前火电厂对煤炭资源的需求量不断增加的同时,也表现出燃煤质量无法保证的问题。越来越差的煤质问题,表现出逐渐增加火电厂锅炉运行中的燃煤消耗量,导致出现资源浪费以及增加设备磨损和发电成本等问题,它对火电厂运行的生产和运行产生了负面影响,如安全和经济。

2 火电厂燃煤的特点

为了满足目前人们不断增加的电能需求,火电厂的建设数量在不断增加、建设规模也在不断扩大,同时其装机容量和机组参数也在不断提高,同时也增加了对煤炭资源的需求。而由于我国不同地区的煤炭资源具有不同的种类和品质,除了在靠近产煤地区建设的火电厂来说,其余的大多数火电厂通常没有固定的燃煤来源,造成燃煤品种比较繁杂的特点,通常会有几十种燃煤。加之燃煤质量无法得到保障,表现出其中存在较多的杂质等,会对燃煤的纯度和质量造成影响。如果对其进行处理,造成其粒径不够统一且具有较大的粒径范围和波动性,都会对火电厂的生产运行情况造成干扰。

3 煤质变化对火电厂生产运行的影响

3.1 水分的影响 煤燃烧中含有的水分降低了煤的可燃物含量,导致燃烧过程中产生的热量减少。同时,由于煤燃烧过程中水的蒸发和蒸发现象,这也会增加热量的消耗并导致炉温降低和煤粉点火难度的增加。还会导致排烟量以及火电厂厂用电率的增加。不仅如此,由于燃煤中的含水量过高,而增加了输煤系统出现堵塞的概率。同时也会导致烟气中水蒸汽分压数值的增加,使得其中的SO3会变位硫酸蒸汽并且在锅炉尾部的低温部分凝结和沉积,这些沉积的硫酸会对空气预热器造成腐蚀,并引起诸如烟囱衬里剥落的问题。通常来说需要将燃煤中的水分含量控制在13～18%以下为宜。

3.2 挥发分的影响 燃煤中的挥发分含量是直接影响其燃烧以及着火情况的重要成分。主要表现在燃煤中的挥发分较高时会降低燃煤着火的难度,而且会使得燃煤燃烧时表现出较大的火焰、偏低的火焰温度以及较为稳定的燃烧情况。但是,如果挥发性物质较少,会增加燃烧煤的难度,导致燃烧不稳定,并且由于不完全燃烧现象导致的热损失增加甚至可能引起熄火。此外,燃煤中的挥发分还会对煤制粉、存放系统的安全运行等有着较大的关系,主要表现在燃煤中挥发分较高会降低煤粉阴燃的温度,这就容易导致在制粉系统中存在煤粉聚集情况时容易出现煤粉自燃的问题。

3.3 灰分的影响 燃煤中灰分含量较高会导致炉膛燃烧温度降低并造成燃烧失常的危险,从理论上分析,通常燃煤中的灰分每增加1%,就会导致燃烧温度降低5℃,加之存在较差燃尽度的情况下,更是会导致排灰量以及不完善燃烧引起的热损失的增加,而过多的灰渣以及飞灰等因素同时也造成热损失的增加。因此在上述因素下就会降低炉膛温度并增加煤粉的着火难度,甚至可能导致熄火的问题。此外,灰分含量过高而会导致事故概率的增加。这主要是因为煤中过多的灰分会增加锅炉受热面的机会和污染程度,还会导致锅炉排气温度和热量损失增加,从而降低锅炉的经济效益。同时由于灰分含量过高还会增加系统中各个设备的磨损程度,导致锅炉运行中设备出现堵灰以及漏风故障概率的增加。因此,通常需要将固体炉渣炉的灰分含量控制在40%以内。

3.4 煤中硫的影响 燃煤中的硫分主要以不可燃硫和可燃硫两种形式存在,其对火电厂生产运行的影响主要表现在以下几个方面：一是会对锅炉受热面造成腐蚀问题,缩短其使用寿命,增加堵灰的问题程度。其次就是增加输煤管道和磨煤机部件的磨损程度。再次就是在燃煤出现变质的情况时会导致其中黄铁矿含量的增加,其在氧化放热之后会加速煤氧化,并且可能会出现自燃的问题。最后,煤中的硫会在燃烧后产生二氧化硫和其他物质,这会在烟雾排放后对大气造成严重的污染损害。

4 煤质变化对火电厂生产运行影响的应对措施

4.1 做好煤种的配煤以及混煤工作 在火电厂运行中,通过煤种的配煤和混煤是提升劣质煤的利用效率、降低燃料成本和排放量的重要措施。在此过程中,需要做好煤质化验分析工作,在准确掌握不同煤种的煤质之后,保证燃烧部门在准确和全面的化验分析报告的基础上开展不同性质和种类煤种的合理混合工作,确保其混合比例的准确与科学,而且,在确保锅炉单元的安全生产和运行的同时,有效降低了配煤的价格和火力发电厂的发电成本。此外还需要开展对不同煤种的燃烧调整试验,通过不同的配煤技术、掺烧技术以及混烧技术,通过对燃烧运行参数的控制来实现煤质利用率的提升。

4.2 加强输煤管理 在火电厂燃煤管理工作中,不仅需要针对不同的煤种进行分开堆放和保管,或者按照不同的比例对煤种进行混用。表现出在火电厂运行中,可以通过输没作业中的司炉和输煤工之间的有效沟通来采取不同的掺和方式。比如在粉煤含量较高或者含水量较低时可以进行不同煤种的混用。另外,在煤输送过程中需要对煤中较大的杂质进行分选,并用较大的颗粒粉碎煤粉,并通过调节粉碎机确保煤粉的粒度满足要求。还要在煤质化验结果的基础上根据其煤质的变化情况来对配风进行及时调整,确保锅炉生产运行的安全性。

4.3 加强对煤质变化的监测 针对目前的煤质分析过程耗时较长以及煤质分析不够全面和准确的问题,需要在火电厂中进行煤质在线检测装置的安装和应用,保证入炉煤主要指标的快速和准确检测,而且在此基础上可以确保运行人员掌握入炉煤的不同特性指标,在此基础上开展配煤策略的调整来确保锅炉运行的安全和经济性。

5 结语

在目前火电厂的生产运行压力不断提高的同时,由于在燃煤中的不同特征指标都会对火电厂生产运行的安全和经济性等造成影响,这就需要针对其煤质变化的影响情况,做好在火电厂运行中的配煤和混煤工作、输煤管理工作以及煤质变化的监测工作,同时还要加强火电厂运行现场的巡检和监督管理工作,通过各种技术措施的应用来保证煤质与设计煤种接近,保证火电厂的安全、经济运行。