淺析煤質變化對電廠鍋爐運行經濟性的影響

摘 要：近年來隨著動力煤市場的開放，煤炭實現了按質競爭定價，再加之電力市場的不斷開放，近年來，電力企業煤炭供應渠道開始向多元化的方向發展。各大電廠開始利用多樣化的煤種來確保鍋爐穩定的運行，從而獲取了較好的經濟效益。文中從電廠動力用煤的成份和性質入手，對煤質變化對鍋爐運行經濟性的影響進行了分析，并進一步對煤質對鍋爐其他運行成本的影響進行了具體的闡述。

關鍵詞：煤質；鍋爐；經濟性；運行成本

近年來，電廠逐漸開始從長期以來單一的煤種供應開始開發出其他的煤炭供應渠道，這樣不僅有利于發電成本的降低，而且通過在大型鍋爐上摻燒和試燒新的煤種也取得了較好的經濟效益，所以通過對煤質變化對電廠鍋爐運行經濟性的影響進行深入的分析，這樣可以在電廠進行動力配煤的實際工作中能夠有必要的參考依據，更好的提高電廠鍋爐運行的經濟性，確保鍋爐運行成本的降低。

1 電廠動力用煤的成份及性質

電廠動力用煤其主要成分包括水分、揮發分、固定碳、灰分和硫分等幾部分，在這成分中對燃燒帶來較大影響的當屬于水分和灰分，當煤炭中水分含量較大時，則會導致燃料在燃燒過程中溫度降低，影響其與氧氣的直接接觸，導致排煙損失增加。而且當灰分較大時，則爐膛內的結渣和受熱面積灰都會增加。而當煤質中硫分含量較多時，則會導致鍋爐受熱面受到的腐蝕影響加重。當煤碳中固定碳含量較高時，則其燃燒起來較為困難。在煤炭燃燒過程中，揮發分不僅是對煤進行分類的重要依據，同時也是燃燒的重要特性，當揮發分著火溫度較低時，這時煤很容易著火，有利于煤的完全燃燒。

2 煤質變化對鍋爐運行經濟性的影響

2.1 煤中揮發分對鍋爐經濟性的影響

對于固體燃料來講，揮發分是其重要成分特性，直接影響著燃料的著火和燃燒。揮發分作為氣體可燃物，其著火溫度較低，所以容易使煤著火。而且在煤粉顆粒內部揮發分析出后，會使煤粉顆粒具有較好的孔隙性，有利于與空氣進行大面積的接觸，起到助燃的作用，有利于固體燃料的燃燼。但當揮發分含量較低時，則會導致相反的結果出現。這時由于鍋爐內飛灰可燃物相對偏高，不僅會使火焰中心向上移動，而且還會增加對流受熱面的吸熱量，導致排煙溫度上升，從而使排煙熱損失增加。

2.2 煤的發熱量對經濟性的影響

當電廠鍋爐運行過程中，其所使用的煤發熱量較低時，則會導致實際用煤量的增加，這時在進行煤粉輸送時一次風量也需要隨之增加，但由于煤發熱量較低，實際爐內溫度水平則會下降，燃煤的穩定性較差，不利于煤炭的完全燃燒。同時當煤炭的發熱量降低時，鍋爐排煙溫度則會增加，從而導致排煙熱損失升高。而且在鍋爐運行過程中，發生熄火事故時也多為煤發熱量降低有較大的關系。

2.3 煤的灰分對經濟性的影響

煤的灰分不僅會對鍋爐著火和燃煤過程中帶來較大的影響，同時還會帶來鍋爐熱量的損失，不利于鍋爐運行的安全性。因為在鍋爐運行過程中，燃料燃燒時會受到灰分的影響，一旦灰分較高時，則會對氧氣和碳的化學反應起到阻礙作用，導致著火延遲，不僅爐膛內溫度會下降，而且燃料也會存在較大的不完全燃燒損失。而且由于灰分屬于不可燃部分，在燃煤過程中不會有熱量產生，而且會導致爐膛內大量高溫爐渣的產生，從而導致熱量的損失。另外當爐膛內灰分不斷增加時，會導致各種磨損程度的增加，不僅會加劇受熱面的沾污程度，而且還會加重管路的腐蝕性，從而影響鍋爐運行的安全。

2.4 不同煤種混合的影響

在當前電廠鍋爐運行過程中，通常會將按發分較大和熱值相對較高的煤與劣質煤種進行摻混，摻混完成后作為鍋爐的燃料。但由于混合燃料其煤種不同，這樣就會在燃燒過程中呈現不同的燃燒特性，從而導致爐膛內燃料燃燒時會出現分級的現象，導致飛灰含碳量增加。

2.5 石子煤的影響

在磨煤機運行過程中一些不易磨碎的石子煤會被排出，往往煤質較差時，其所排出的石子煤量也會隨之增加，如果這些石子煤不能得到循環利用，那么在長時間的運行過程中，會導致機組煤耗量增加，不利于鍋爐運行的經濟性。

2.6 煤質下降引起其它經濟性方面的影響

2.6.1 煤粉細度變粗

當煤質的發熱量較差，灰分增大時，這是煤的可磨性系數則較小，在磨煤機運行過程中由于磨損件的磨損會加快，從而導致煤粉細度變粗。在這種情況下，要想確保鍋爐出力保持不變的水平，則需要增加燃煤量，同時磨煤機的出力也需要進一步提高，提高磨煤機運行的效率，這又會進一步導致煤粉細度變粗。不利于鍋爐經濟運行。

2.6.2 廠用電量增加

在煤質較差時，不僅會導致燃煤量的增加，同時磨煤機在增加出力的情況其電耗量也會增加，而且需要風機提高出風量，也會增加風機運行時的電耗量。而且一次風壓頭的提高則會導致漏風的增加，這也會導致吸風機的負荷增加。這在一定程度上提高了電廠用電量。

3 煤質對鍋爐其他運行成本的影響

煤質對電廠發電成本有著復雜的影響。它不僅影響到機組的經濟性指標，更影響到機組的安全性，包括磨煤機的磨損，鍋爐的結焦、粘污、腐蝕及磨損，也影響電除塵的性能等。分析煤質對火力發電廠成本的影響應考慮機組的綜合成本，決定機組綜合發電成本有以下4個主要因素：（1）可用率；（2）維修量；（3）能量轉換效率；（4）機組出力。如果只注重燃燒特性、灰的利用及煤的差價等顯成本效益，而忽略對鍋爐運行、設備壽命及排放等付出的隱成本，其在成本效益的計算方法上就存在著較大的缺陷。

近年來，我國環境保護工作給予了充分的重視，所以在對煤質對成本的影響進行分析時，還需要考慮到鍋爐排放總量所帶來的影響。當煤質下降時，會導致灰量增加，飛灰排放的濃度和總量都是會有一定程度的上升，如果除塵器不能達到所需電壓時，降塵效率也會受到較大的影響，達不到國家環保的要求。

4 結束語

鍋爐運行的性能和機組效率直接受制于燃料品質，而且燃料品質的好壞不罕對機組運行時的安全指標帶來較大的影響。所以在進行煤種采購時，需要對煤燃燒過程中對鍋爐及輔助設備的影響、煤自身價格的高低來進行綜合考慮，而不能單一的僅考慮煤質的發熱量和揮發分。在鍋爐運行過程中，如果所選擇的煤灰分含量較高，而且發熱量較差，這類煤通常情況下成本都不高，但在煤價方向省下來的成本會與運輸成本的增加相抵，而且這種煤會導致鍋爐運行效率的降低，其發電費用并不具有經濟性。在對發電成本進行考慮時，還不能忽略機組效率，這是一個可變因素，需要做好節能和效率控制工作，通過優化機組運行，實現能耗的節約，從而實現對成本的有效控制。由于煤質變化會對鍋爐的運行帶來一定的影響，所以在選擇時需要盡可能做到與設計時煤質相近。只有這樣，才能有效的確保鍋爐運行的經濟性。

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