不同煤質(zhì)對鍋爐運(yùn)行的影響分析

煤質(zhì)條件是鍋爐設(shè)計(jì)的重要依據(jù)，煤質(zhì)不同，鍋爐設(shè)計(jì)型式，受熱面有很大差異，所配備的制粉系統(tǒng)型式、輔機(jī)選取的參數(shù)都不同。若煤質(zhì)變化，對鍋爐各個(gè)系統(tǒng)都將產(chǎn)生較大，同時(shí)影響機(jī)組運(yùn)行的安全性、經(jīng)濟(jì)性。

1.煤質(zhì)中的不同成分對鍋爐運(yùn)行的影響

 電廠動(dòng)力用煤全工業(yè)分析可包括：水分、灰分、揮發(fā)分、硫分、固定碳、發(fā)熱量、灰熔點(diǎn)。其中水分和灰分都是對燃燒不利的，會(huì)降低燃料的燃燒溫度，妨礙可燃物質(zhì)與氧氣接觸，增加排煙損失時(shí)。另外，灰分還是爐膛結(jié)渣、受熱面積灰的根源。硫分增加，則會(huì)加重受熱面的腐蝕（產(chǎn)生的硫酸氫氨也相應(yīng)增加，加重空預(yù)器的堵塞及腐蝕）。固定碳含量反應(yīng)了煤的碳化程度，含量越高越難燃盡。揮發(fā)份是燃料燃燒的重要特性，揮發(fā)份著火溫度低，使煤容易著火。揮發(fā)分也是對煤進(jìn)行分類的重要依據(jù)。按揮發(fā)分分為褐煤、煙煤、無煙煤。煙煤按揮發(fā)分>10-20%、>20-28%、>28-37%和>37%分為低、中、中高、高揮發(fā)分煙煤。

1.1煤中揮發(fā)分對鍋爐經(jīng)濟(jì)性的影響

揮發(fā)分是煤的重要成分特性，也是發(fā)電廠用煤的重要指標(biāo)，揮發(fā)分的高低對燃料的著火和燃燒有很大影響。揮發(fā)分是氣體可燃物，其著火溫度低，使煤易于著火，火焰大、燃燒穩(wěn)定，但火焰溫度較低。另外，揮發(fā)分從煤粉顆粒內(nèi)部析出后使煤粉顆粒具有孔隙性，與助燃空氣接觸面積變大，因而易于燃盡。揮發(fā)份含量降低時(shí)情況則相反，鍋爐飛灰可燃物相對偏高；同時(shí)，火焰中心上移，對流受熱面的吸熱增加，尾部排煙溫度隨之上升，排煙損失增大。揮發(fā)分低的煤，不易點(diǎn)燃，燃燒不穩(wěn)定，化學(xué)和機(jī)械不完全燃燒熱損失增加；此外，煤的揮發(fā)分還與煤的存放及制粉系統(tǒng)的安全運(yùn)行有密切關(guān)系。當(dāng)煤的揮發(fā)分高時(shí)，制粉系統(tǒng)煤粉容易著火自燃。在我廠燃用高揮發(fā)分印尼煤時(shí)制粉系統(tǒng)著火的概率**升高。

1.2煤的發(fā)熱量對經(jīng)濟(jì)性的影響

煤的發(fā)熱量降低，則同樣的鍋爐負(fù)荷所用的實(shí)際煤量增大，而對于直吹式制粉系統(tǒng)，輸送煤粉所需的一次風(fēng)量也相應(yīng)增加，磨煤機(jī)電耗將增加，制粉系統(tǒng)的阻力也隨之增大，導(dǎo)致所需風(fēng)機(jī)的壓頭升高，風(fēng)機(jī)電耗也相應(yīng)增大，從而造成廠用電率升高；同時(shí)，導(dǎo)致理論燃燒溫度和爐內(nèi)溫度水平下降，使煤粉氣流的著火延遲，燃燒穩(wěn)定性變差，影響煤粉的燃盡。煤的發(fā)熱量降低的同時(shí)會(huì)使鍋爐排煙溫度升高，增加排煙熱損失。煤的發(fā)熱量降低還可以導(dǎo)致鍋爐熄火等嚴(yán)重事故的發(fā)生。

1.3煤的灰分對經(jīng)濟(jì)性的影響

灰分對電廠運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和可靠的影響體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）影響著火和燃燒過程。煤質(zhì)中灰分在鍋爐燃燒中起到阻礙氧氣與碳發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的作用，灰分升高容易導(dǎo)致著火延遲，同時(shí)爐膛燃燒溫度下降，煤的燃盡度變差，從而造成較大的不完全燃燒損失。

（2）煤中的灰分是不可燃部分，在煤燃燒過程中，不但不發(fā)生熱量，反而由爐膛排出的高溫爐渣，損失大量的物理熱量，機(jī)械不完全損失增大。

（3）影響安全運(yùn)行。隨著灰分的增高，鍋爐設(shè)備以及排灰系統(tǒng)的部件磨損幾乎成正比增加，同時(shí)使受熱面的沾污和結(jié)渣以及管路的腐蝕加劇，從而造成安全隱患。

1.4煤種水分對火電廠生產(chǎn)運(yùn)行的影響

水分的存在不僅使煤中可燃物質(zhì)含量相對降低，降低了發(fā)熱量，還會(huì)因受熱蒸發(fā)、汽化而消耗大量的熱量，導(dǎo)致爐膛溫度降低、煤粉著火困難、排煙量增大，增大了廠用電率。同時(shí)，還增加了輸煤、輸灰系統(tǒng)堵塞的幾率，影響正常供電。

燃用多水分煤，煙氣中的水蒸氣分壓高，促進(jìn)了煙氣中三氧化硫形成硫酸蒸汽，增加鍋爐尾部低溫處硫酸的蒸汽凝結(jié)沉積，造成空氣預(yù)熱器腐蝕、堵灰和煙囪內(nèi)襯的剝落。

1.5煤種硫分對火電廠生產(chǎn)運(yùn)行的影響

 煤中的硫可分為可燃硫和不可燃硫，兩者之和成為全硫。鍋爐燃用高硫煤會(huì)加劇鍋爐高、低溫受熱面的腐蝕，特別是空氣預(yù)熱器影響更大。燃用高硫煤時(shí)還要考慮脫硫的出力限制，避免因?yàn)镾O2排放不達(dá)標(biāo)造成機(jī)組限負(fù)荷，通常在配煤時(shí)硫份不大于0.8%。

1.6灰熔融性對電廠生產(chǎn)運(yùn)行的影響

灰熔融性是影響鍋爐安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要特性指標(biāo)。煤灰的熔融溫度低，則鍋爐容易結(jié)渣，對電廠安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行關(guān)系很大。

2.我廠常用煤種對鍋爐的影響

2.1我廠常用煤種分類

我廠常用煤種包括煙煤、神混、印尼煤，少量澳洲煤、平煤、伊泰煤等。以下為三種典型煤種的分析結(jié)果：

煙煤：發(fā)熱量高，揮發(fā)分小，硫分波動(dòng)大，灰分大，灰熔點(diǎn)波動(dòng)大。

神混煤：發(fā)熱量大，揮發(fā)分適中，硫分小，灰分小，灰熔點(diǎn)低。

印尼煤：發(fā)熱量小，硫分小，灰分小，灰熔點(diǎn)波動(dòng)大。

2.2不同煤種摻燒的影響

不同煤質(zhì)對排煙溫度、廠用電率、鍋爐燃燒穩(wěn)定性、鍋爐效率等都有著不同的影響。熱值相對較高、揮發(fā)份較大的低硫低灰優(yōu)質(zhì)煤容易燃燒，排煙溫度低、廠用電率低、灰渣少，鍋爐效率較高，更環(huán)保，但價(jià)格較高，劣質(zhì)煤則反之。

為保證鍋爐經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，常常將劣質(zhì)煤與熱值相對較高、揮發(fā)份較大的煤進(jìn)行摻混，再送入爐內(nèi)燃燒（我廠屬于爐內(nèi)摻混）。不同的煤種混合后雖然從成分分析上看能夠滿足鍋爐要求，但不同煤種的燃燒特性完全不一樣，因而在爐內(nèi)燃燒時(shí)，混合煤種容易發(fā)生燃燒分級(jí)現(xiàn)象，這也是造成飛灰含碳量上升的主要原因之一。不同煤種摻燒時(shí)應(yīng)綜合考慮硫份、廠用電率、鍋爐效率、結(jié)渣特性等，從而選擇**的摻燒方案。

3.總結(jié)

煤質(zhì)對電廠發(fā)電成本有著復(fù)雜的影響。它不僅影響到機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)，更影響的機(jī)組的安全性，包括磨煤機(jī)的磨損、鍋爐的結(jié)焦、沾污、腐蝕及磨損，也影響電除塵的性能等。      

分析煤質(zhì)對發(fā)電廠成本的影響應(yīng)考慮機(jī)組的綜合成本如果只注重燃燒特性、灰的利用及煤的差價(jià)等顯性成本效益，而忽略對鍋爐的影響運(yùn)行、設(shè)備及排放等付出的隱形成本，其在成本效率的計(jì)算方法上就存在著較大的缺陷。燃料品質(zhì)優(yōu)劣會(huì)直接影響鍋爐性能和機(jī)組效率，有時(shí)還影響機(jī)組的安全指標(biāo)。采購*經(jīng)濟(jì)的煤種，需要綜合考慮鍋爐性能、機(jī)組效率、燃料價(jià)格等方面的因素，具體情況具體分析。