煤質對燃煤發電機組的影響研究

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，由于煤炭供應形勢的緊張和價格上漲，發電廠供煤形式惡化，導致發電廠燃煤出現了許多新的特點：（1）品種雜。供應煤的礦點多，品種復雜。（3）雜質多。煤中除含有矸石外，還經常夾有雜有從開采、運輸中混入的木片、金屬物、棉紗或塑料制品等雜質。較以往有很大的變化。煤炭的質量不穩定性和多樣性嚴重影響到制粉系統和鍋爐燃燒的穩定性、經濟性、結渣性及制粉系統的安全，污染物的排放。安全生產是前提，沒有安全穩定的生產，就談不上經濟效益。在保證安全生產的前提下，應考慮煤質對發電廠經濟效益的影響。

一、煤質指標

1.煤的水分

（1）煤中水分分類

煤的水分，是煤炭計價中的一個輔助指標。煤中水分按存在形態的不同分為兩類，既游離水和化合水。游離水是以物理狀態吸附在煤顆粒內部毛細管中和附著在煤顆粒表面的水分，游離水在105～110C的溫度下經過1～2小時可蒸發掉，而結晶水通常要在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。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，蒸發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了。

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

2.煤的揮發分

煤的揮發分，即煤在一定溫度下隔絕空氣加熱，逸出物質（氣體或液體）中減掉水分后的含量。剩下的殘渣叫做焦渣。因為揮發分不是煤中固有的，而是在特定溫度下熱解的產物，所以確切的說應稱為揮發分產率。煤的揮發分不僅是煉焦、氣化要考慮的一個指標，也是動力用煤的一個重要指標，是動力煤按發熱量計價的一個輔助指標。揮發分是煤分類的重要指標。煤的揮發分反映了煤的變質程度，揮發分由大到小，煤的變質程度由小到大。所以世界各國和我國都以煤的揮發分作為煤分類的最重要的指標。煤的揮發分反映了煤的變質程度，揮發分由大到小，煤的變質程度由小到大。如泥炭的揮發分高達70%，褐煤一般為40～60%，煙煤一般為10～50%，高變質的無煙煤則小于10%。煤的揮發分和煤巖組成有關，角質類的揮發分最高，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分作為煤分類的最重要的指標。

3.煤的發熱量

煤的發熱量，又稱為煤的熱值，即單位質量的煤完全燃燒所發出的熱量。煤的發熱量是煤按熱值計價的基礎指標。煤作為動力燃料，主要是利用煤的發熱量，發熱量愈高，其經濟價值愈大。同時發熱量也是計算熱平衡、熱效率和煤耗的依據，以及鍋爐設計的參數。

二、煤質變化帶來的影響：

1.煤質變化對機組效率的影響：煤質是機組設計的基礎，過濾只有在燃用接近設計煤種才能取得較好效益。

2.煤質變化對機組受熱面的影響：煤質變化使得機組受熱面結焦、積灰、磨損，嚴重時造成受熱面超溫爆管。

3.煤質變化造成機組除灰除渣量增大，影響經濟性。

4.煤質變化對機組制粉系統影響：加大了制粉系統各設備磨損。

三、根據以上影響應采取的措施：

1.加強入場煤質管理：盡量保證煤種接近設計煤種

2.加強入場煤、入爐煤的化驗分析：準確掌握煤炭的工業分析數據，特別是揮發分、發熱量、灰分、灰熔融性等指標，及時提供給機組運行人員便于及時調整。

3.加強混配煤工作：在無法全面保證設計煤種的情況下，應考慮在煤炭入爐前采取混配煤的方法以保證煤質的穩定性，提高機組運行的穩定性。混配煤工作必須具備的條件：

(1)煤質化驗分析要跟上，按照不同礦點不同煤種進行及時準確化驗分析及時提供給燃料部門。

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

4.加強燃燒調整：機組運行人員可根據煤質化驗單給定的煤質變化情況，及時進行燃燒調整合理配風、從而達到安全運行的目的。

四、結論

發電廠以燃煤為主要生產原料，燃煤質量的好壞直接影響到發電廠的安全穩定生產和經濟效益。為此：

(1)每個發電廠都應根據機組設計燃用煤種要求，選擇適合煤種;。

(2)發電用煤質量優劣主要取決于揮發份、灰分、水分、全硫、發熱量、煤灰的熔融特性、煤的可磨性系數等質量指標,應考慮其煤質指標符合機組原設計要求。

(3)根據目前煙氣脫硫技術和成熟程度,安裝合適的脫硫設備以減輕對環境的污染。

(4)實現燃料試驗在線快速檢測,為機組燃燒提供及時準確的依據。以保證機組安全經濟運行。

1.田文華主編.電力系統化學與環境保護,中國電力出版社2008年

2.黃成群主編.電廠化學,中國電力出版社 2007年

3.段云龍、韓立亭主編.GB/T19494-2004《煤炭機械化采樣》實施指南，中國標準出版社2008年

4.吳世學 黃成群主編 發電廠環境保護2007年

5.GB/T18666-2002《商品煤質量抽查和驗收方法》