煤質變化對鍋爐運行的影響

摘 要：煤質變化對鍋爐的燃燒有著決定性的影響，我們在日常的鍋爐燃燒中經(jīng)常會碰到石子煤、摻雜混合燃燒、低質煤等事鍋爐燃燒效率下降的情況，同時我們還需考慮煤在燃燒過程中發(fā)熱量變化、揮發(fā)程度變化以及灰分比例變化的各種情況，這些不同的因素都將會對電廠的動力運行產(chǎn)生著巨大影響。本文將通過闡述電廠動力用煤的成分及性質、煤質變化對鍋爐運行的影響以及煤質對鍋爐運行的其他影響來逐步逐層的深入探討煤質變化究竟會對鍋爐運行造成怎樣的影響。

關鍵詞：煤質變化；配煤方式；鍋爐運行；經(jīng)濟型影響

隨著我國市場化經(jīng)濟的發(fā)展，物質基礎變得日益深厚，動力煤市場已經(jīng)完全開放，煤炭的供應渠道大幅增加，電力企業(yè)從過去單一品種的煤炭中解脫出來。電力企業(yè)希望通過對新品種煤炭的燃燒或者摻雜新品種煤炭混合燃燒來提升自身的經(jīng)濟效益，但它們總是經(jīng)過大量實驗卻不得要領，無法真正在最大程度上提升自身企業(yè)的經(jīng)濟效益。這就要求我們從煤質變化的過程中找出其對鍋爐的影響，希望借此對電力企業(yè)的發(fā)電提供一定的依據(jù)。

1 電廠動力用煤的成分及性質

根據(jù)硫分比例、灰分比例、固定碳比例、揮發(fā)程度以及水分的比例的不同，可分類探討這些比例因素對電廠動力用煤效率的影響。在這些成分中水分、灰分比例的增加對鍋爐燃燒相當不利，它會妨礙煤炭對氧氣的接觸，降低了燃燒效率，從而導致燃燒溫度的降低。同時，灰分比例也是鍋爐灰堆積產(chǎn)生的根源。硫分比例的增加會在燃燒過程中產(chǎn)生各種有害氣體，如二氧化硫、三氧化硫等，這些有害氣體將會加劇鍋爐內部燃燒面的化學腐蝕。而煤炭的固定碳比例則反映了這爐煤炭的碳化程度，固定碳比例越高，就越難以充分燃燒。而揮發(fā)程度高能使點燃的溫度降低，讓煤炭更容易被點燃，這些特性都是進行煤炭比例選擇的重要特性。

2 煤質變化對鍋爐運行的影響

2.1 煤中揮發(fā)程度對鍋爐運行的影響

揮發(fā)程度越高的煤炭，其產(chǎn)生的揮發(fā)分越多，較多的揮發(fā)分可以使煤炭的著火點降低，從而使煤炭得以更充分的燃燒。鍋爐內的揮發(fā)分的增多同時會使煤炭接觸空氣面積變大，提高整體燃燒溫度，并使煤炭更容易燃盡。相反，揮發(fā)程度低的煤，其產(chǎn)生的揮發(fā)分也越少，因此會導致煤炭著火點高，煤炭接觸空氣面積小，從而無法燃盡，此時灰分變高，這些飛灰隨著排煙管道氣流上升燃燒，鍋爐整體溫度降低，排煙管道尾部溫度升高，熱損失大幅增加。

2.2 煤的發(fā)熱量對鍋爐運行的影響

煤的發(fā)熱量高低在很大程度上能決定鍋爐內的煤能否燃盡，煤炭的發(fā)熱量低，所需要的風量就會更多，其成本提升。同時，風量的增加會使鍋爐內部溫度降低，影響著煤炭燃燒的穩(wěn)定性。煤炭的發(fā)熱量降低，會使灰分增高，同上述一致，飛灰隨著排煙管道氣流上升燃燒，鍋爐整體溫度降低，排煙管道尾部溫度升高，熱損失大幅增加，甚至導致鍋爐熄火的事情發(fā)生。相反，煤炭的發(fā)熱量高，所需風量減小，鍋爐內煤炭燃燒穩(wěn)定，排煙量減少，熱損失減少。

2.3 煤的灰分比例對鍋爐運行的影響

（1）影響安全運行

灰分比例的增加會導致鍋爐受損嚴重，在排出鍋爐的過程中會使鍋爐設備、排灰設備整個系統(tǒng)磨損。隨著時間的增加，鍋爐內部受熱面也會因灰分受到污染，排灰管道腐蝕嚴重，造成熱損失的同時還會產(chǎn)生安全隱患。

（2）影響著火燃燒過程

由于灰分有著不可燃性，它的比例過高將會阻止煤炭與含氧空氣進行有效接觸，阻止煤炭的燃燒，灰分比例的升高還會導致著火延遲，使鍋爐內的整體溫度下降，造成大量溫度損失的情況發(fā)生。

（3）影響物理顯熱

灰分為不可燃物質，它不但不產(chǎn)生熱量，還會在排出鍋爐時帶走大量的熱，同時，由于鍋爐去除爐渣，導致物理顯熱的損失。

2.4 煤的水分比例對鍋爐運行的影響

在鍋爐燃燒的過程中，如果煤炭含有大量水分，將會降低燃燒質量，由于水的蒸發(fā)吸熱，所以在水分的揮發(fā)過程還會帶走鍋爐內大量的熱，降低膛內溫度。此時，煤粉難以著火，導致排煙量的增加，甚至使整個運煤管道發(fā)生堵塞的事故。

2.5 不同煤種摻雜混合對鍋爐運行的影響

不同品種的煤炭在同時扔進鍋爐燃燒會導致燃燒分級現(xiàn)象出現(xiàn)，這種燃燒分級現(xiàn)象會使灰分大幅上升。這與預計的劣質煤與優(yōu)質煤混合燃燒，保證鍋爐良好運行的初衷相違背。究其原因是因為，不同品種的煤雖然在成分與比例上滿足設計需求，但實際燃燒卻又是不一樣的情況，這就需要我們做好實踐工作，從實際出發(fā)，在實踐中掌握真知。

2.6 石子煤對鍋爐運行的影響

通過多次試驗數(shù)據(jù)表明，當石子煤含量比例為1%～2%間時，煤炭耗煤量增加了將近十成，由于石子煤熱值相當于普通煤炭熱值的三分之一左右，所以影響著機組耗煤量為每千瓦時足有1.1克之多。長時間石子煤不能從磨煤機中循環(huán)利用就等于損失了大量的熱量，這將會對機組產(chǎn)生不良后果。

2.7 煤質下降對鍋爐運行的其他影響

（1）廠用電率增加

為了發(fā)出同樣多的電量，如果煤質下降就會導致煤炭用量的上升，同時將煤炭磨成煤粉的用電量也會大幅上升，此時制粉系統(tǒng)的摩擦阻力增大，機組整體耗能增加，產(chǎn)生耗能方面的惡性循環(huán)。此外，增加風壓頭將會讓漏風變多，增加的吸風機的運行負擔。使用優(yōu)質煤，可減少此類惡性循環(huán)的發(fā)生，提升整體工作效率。

（2）煤粉細度變粗

磨煤機需要將煤炭磨成煤粉，當灰分增加時，煤炭的發(fā)熱量降低，可磨煤炭的比例也會降低。此時，磨煤機的零配件損耗增高，因為磨煤機零配件的損耗，會使煤炭被磨的細度降低，即出現(xiàn)大顆粒煤粉。為了使鍋爐發(fā)熱量不變，就要增大磨煤機使用功率，使磨煤機損耗進一步增加。

4 應對措施

（1）做好燃煤的選擇

我們應做好燃煤選擇的工作，可以從鍋爐構造，鍋爐型號下手，同時研究不同品種的煤炭的運行效率，此外我們還應對鍋爐運行方式、磨粉機運行方式以及燃燒器的運行方式作出了解。在選擇不同品種的煤炭時，同時兼顧燃燒的經(jīng)濟性和鍋爐運行的安全性，達到電廠企業(yè)效益的最大化。

（2）提高鍋爐燃料燃燒質量

我們可以通過調節(jié)第一次送風和第二次送分的時間來使煤炭得以充分燃燒，借此增加燃燒煤料的效率。這就需要根據(jù)長時間的工作經(jīng)驗和數(shù)據(jù)分析，調節(jié)煤炭燃燒所需的空氣量和過量空氣系數(shù)。合理的空氣量排入，不僅不會使煤炭燃燒不穩(wěn)定，還會使煤炭得到更充分的燃燒，提升燃盡率，減少灰分，增強了鍋爐燃燒運行的經(jīng)濟性和安全性。

5 結束語

我們需要綜合考慮鍋爐性能、燃料效率等多重原因，根據(jù)現(xiàn)場實際情況進行具體分析。其中，煤炭品種的優(yōu)劣程度將直接影響機組系統(tǒng)的發(fā)熱效率，長期使用低質煤還會使機組留下安全隱患。由于采購價格的原因，我們可以適當?shù)恼{配低質煤摻入高質煤中混合燃燒，借此降低成本。不過我們需要注意其中的配比情況，不能一味的依靠設計想法，還應加入具體實驗進行分析，從實際情況出發(fā)，在實踐中檢驗真知。煤炭的燃燒效率對電力企業(yè)的經(jīng)濟效益有著根本性的影響，所以，電力企業(yè)要加強做好煤質變化對鍋爐運行的影響的研究工作，從核心問題上節(jié)省自身成本，實現(xiàn)企業(yè)經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。

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作者簡介：

劉廣奎（1985.5——）男，漢族，吉林長春人，熱能與動力專業(yè)，黑河市熱電廠運行分廠鍋爐車間運行及管理工作。