淺析煤質化驗技術在火力發電廠中的重要性

韓雪元

華電忻州廣宇煤電有限公司 山西忻州 034000

燃煤電廠根據不同的鍋爐選擇不同品質的煤炭，同時，基于燃煤鍋爐的質量不同，煤炭要求也不同。為實現最佳的燃燒效果，促進環保改善，同時為工作和生產的安全性提供保證，有必要選擇合理的燃煤形式，使其適用于鍋爐和燃燒模式。因此，需要完善煤炭質量檢驗工作。燃煤電廠要強化對煤炭質量檢測技術關鍵，抓好節煤、配煤相關工作，為火電廠的經濟效益和環保水平的提升提供保證。

1 煤的化驗指標對火力發電廠的重要性

熱電廠的發電原理，是通過燃燒燃料的化學能向熱能轉換，將該熱能向機械能轉換，并最終轉化為電能，基本上是能量轉換的過程。大多數燃煤電廠煤炭是主要的燃料形式，其質量對電廠的生產經營有重要影響。燃煤電廠要強化對煤炭質量檢測技術關鍵，抓好節煤、配梅相關工作，為火電廠的經濟效益和環保水平的提升提供保證。煤炭質量檢測指標，主要包括熱值、揮發物含量和硫含量等，具體的影響因素作如下闡述[1]。

1.1 發熱量

煤熱值燃煤種類分析的重要指標之一，也是熱平衡計算、熱效率和煤耗的基礎。燃煤發熱量達到鍋爐指定標準，才能確保鍋爐燃燒穩定。煤炭的熱值由鍋爐標準規定，以保證鍋爐燃燒穩定性標準。如果熱值超出標準范圍，很容易造成鍋爐燃燒不穩定，爐溫降低，因鍋爐啟動保護導致熄滅火焰。煤燃燒方法熱值的確定，是采取在燃燒型氧彈式熱量計煤樣的合適的量。氧彈熱量充滿過量的氧氣，用苯甲酸作為基準量，在相同的條件下燃燒，從而完成熱容量的測定。根據溫度上升后的燃燒量熱學系統，考慮到一些加熱的因素，矯正燃燒管的熱，還原硝酸鹽以產生熱量及熱校正，硫酸鹽具有較高的熱值。確定試樣中的氮含量，然后，通過樣品的高位熱量分析，計算煤的恒容低位發熱量。

1.2 灰分

煤灰燃燒的煤渣并不是燃煤本身的組成成分。在煤燃燒過程中礦物的化學成分及礦物型對灰分有決定性作用。礦物對煤燃燒有阻礙作用，一方面，可以減少煤炭的熱值，另一方面，也對易揮發的化學成分和數量產生一定的影響。煤燃燒的粘附膨脹受到抑制，形成聚焦爐渣對燃燒性能有一定的影響。灰增加會減少煤的熱作用減緩煤炭的燃燒，飛灰、灰渣沉積的增加，影響傳熱的同時，增加除灰的勞動強度，導致設備的磨損程度嚴重，并造成環境污染。在煤樣灰分測定時，將燃煤在馬弗爐中以恒定的速度加熱到（815±10）℃，燃燒到質量守恒，按比例計算質量燃燒殘留物質量[2]。

1.3 水分

水不影響煤炭的質量，為無用成分，是煤炭生產和流通過程中的評價因素。一般來說，煤的最大水分含量，將決定煤炭供應。太多的水會影響煤的燃燒效率，減少煤炭的熱值，將爐溫降低，影響煤粉的正常燃燒。當煤的水分含量在10%之上，每一百分點水分含量的增加，鍋爐效率將降低0.07%。煤的水分含量應控制在一定范圍，水分含量過高或過低，都會對燃燒質量造成影響，水分含量高會使電廠的成本耗費嚴重。因此，測試煤的水分有非常重要的意義。水分測定通過“加熱失重法”，加熱水分的喪失煤的質量差，即為水份量。

1.4 含硫量

硫是煤燃燒生成的有害成分，燃燒二氧化硫和三氧化硫的少量之后，是有毒氣體的環境，會導致鍋爐水壁腐蝕。在焦化的情況下，容易導致爐管爆裂、泄漏，從而導致鍋爐熄火。測定含硫量的方法，包括艾氏重量法、庫倫滴定法以及高溫燃燒法，最常用的硫含量的測定方法為庫倫滴定法[3]。

1.5 揮發分

真空環境下煤的揮發氣體和液體的量，即為揮發分，與煤的變質有密切聯系，煤品質越高越好，越易揮發。相反，煤變質程度隨著揮發性物質逐漸減少而加深。煤炭燃燒過程中的揮發性物質，在燃燒的過程中有更嚴重的氧化。若有較少的揮發性成分，可能會導致更少的氧化程度，因為不充分燃燒導致滅火，揮發性物質應控制在22%以上。揮發物含量的確定，是根據（900±10）℃取得足夠煤樣量，放入陶瓷坩堝中分離空氣加熱7min。在加熱之前和之后，根據樣品的質量分數，測定扣除試樣水分含量，即得出揮發分。

2 煤質變化對火力發電廠的影響

2.1 影響燃煤利用率

低熱值易引起鍋爐燃燒不穩定和爐溫度過低，甚至造成火焰熄滅，灰分含量較高，會減少燃煤加熱和煤速率，引起設備的磨損；太多的水會影響煤炭的燃燒效率，減少煤炭的熱值，降低溫度，影響了煤粉的正常燃燒，如果揮發物含量過低，會導致燃燒不充分，甚至導致火焰熄滅。如果硫含量過高，也會造成過濾熄火。以上情形，皆會造成煤炭的利用率降低。

2.2 影響火電廠安全運行

煤質各個化驗指標的變化，對火電廠均會造成一定的影響，導致燃煤利用率降低，生產效率降低，對整體的經濟效益造成不良影響。煤炭質量會影響火電廠安全運行的變化，如果煤質變化過重，會導致鍋爐爆管等現象，甚至因為過度磨損和腐蝕，對火電廠的安全及公眾安全造成嚴重威脅。

2.3 影響火電廠環保性能

較高的硫含量與二氧化硫排放有密切關系，二氧化硫量會造成空氣污染，低揮發分煤的燃燒會使有害氣體排放過多，造成環境污染。煤質變化較大，會導致鍋爐燃燒不穩定，也會導致污染物的增加，由此可見，硫量對燃煤電廠的環保性能有一定影響[4]。

3 結語

對于火電廠，必須嚴格抓好煤炭質量檢測，以確保煤炭的熱值，使揮發性和灰分指標達到標準。保證工廠設備的運行符合規定指標，為電廠經濟效益以及環保目標的完成提供保證，有效降低成本的同時，實現可持續發展的目標。綜上所述，煤的質量對火電廠的生產有直接的影響，燃煤電廠必須十分重視煤炭質量檢測技術，提高煤炭的利用率，減少電廠的生產成本，為生產的安全性提供保證。