煤质对燃煤发电机组的影响研究

杜倩 刘亚雄 蒋燕妮 （天津市大港油田热电公司滨海热电厂 天津 300280）

近几年来，由于煤炭供应形势的紧张和价格上涨，发电厂供煤形式恶化，导致发电厂燃煤出现了许多新的特点：（1）品种杂。供应煤的矿点多，品种复杂。（3）杂质多。煤中除含有矸石外，还经常夹有杂有从开采、运输中混入的木片、金属物、棉纱或塑料制品等杂质。较以往有很大的变化。煤炭的质量不稳定性和多样性严重影响到制粉系统和锅炉燃烧的稳定性、经济性、结渣性及制粉系统的安全，污染物的排放。安全生产是前提，没有安全稳定的生产，就谈不上经济效益。在保证安全生产的前提下，应考虑煤质对发电厂经济效益的影响。

一、煤质指标

1.煤的水分

（1）煤中水分分类

煤的水分，是煤炭计价中的一个辅助指标。煤中水分按存在形态的不同分为两类，既游离水和化合水。游离水是以物理状态吸附在煤颗粒内部毛细管中和附着在煤颗粒表面的水分，游离水在105～110C的温度下经过1～2小时可蒸发掉，而结晶水通常要在200C以上才能分解析出。煤的游离水分又分为外在水分和内在水分。

（2）煤的全水分

全水分是煤炭按灰分析中的一个辅助指标。煤中全水分，是指煤中全部的游离水分，即煤中外在水分和内在水分之和。

①外在水分，是附着在煤颗粒表面的水分。外在水分很容易在常温下的干燥空气中蒸发，蒸发到煤颗粒表面的水蒸气压与空气的湿度平衡时就不再蒸发了。

②内在水分，是吸附在煤颗粒内部毛细孔中的水分。内在水分需在100C以上的温度经过一定时间才能蒸发。当煤颗粒内部毛细孔内吸附的书分达到饱和状态时，这是煤的内在水分达到最高值，称为最高内在水分。最高内在水分与煤的孔隙度有关，而煤的孔隙度又于煤的煤化程度有关，所以，最高内在水分含量在相当程度上能表征煤的煤化程度，尤其能更好地区分低煤化度煤。如年轻褐煤的最高内在水分多在25%以上，少数的如云南弥勒褐煤最高内在水分达31%。最高内在水分小于2%的烟煤，几乎都是强粘性和高发热量的肥煤和主焦煤。

2.煤的挥发分

煤的挥发分，即煤在一定温度下隔绝空气加热，逸出物质（气体或液体）中减掉水分后的含量。剩下的残渣叫做焦渣。因为挥发分不是煤中固有的，而是在特定温度下热解的产物，所以确切的说应称为挥发分产率。煤的挥发分不仅是炼焦、气化要考虑的一个指标，也是动力用煤的一个重要指标，是动力煤按发热量计价的一个辅助指标。挥发分是煤分类的重要指标。煤的挥发分反映了煤的变质程度，挥发分由大到小，煤的变质程度由小到大。所以世界各国和我国都以煤的挥发分作为煤分类的最重要的指标。煤的挥发分反映了煤的变质程度，挥发分由大到小，煤的变质程度由小到大。如泥炭的挥发分高达70%，褐煤一般为40～60%，烟煤一般为10～50%，高变质的无烟煤则小于10%。煤的挥发分和煤岩组成有关，角质类的挥发分最高，镜煤、亮煤次之，丝碳最低。所以世界各国和我国都以煤的挥发分作为煤分类的最重要的指标。

3.煤的发热量

煤的发热量，又称为煤的热值，即单位质量的煤完全燃烧所发出的热量。煤的发热量是煤按热值计价的基础指标。煤作为动力燃料，主要是利用煤的发热量，发热量愈高，其经济价值愈大。同时发热量也是计算热平衡、热效率和煤耗的依据，以及锅炉设计的参数。

二、煤质变化带来的影响：

1.煤质变化对机组效率的影响：煤质是机组设计的基础，过滤只有在燃用接近设计煤种才能取得较好效益。

2.煤质变化对机组受热面的影响：煤质变化使得机组受热面结焦、积灰、磨损，严重时造成受热面超温爆管。

3.煤质变化造成机组除灰除渣量增大，影响经济性。

4.煤质变化对机组制粉系统影响：加大了制粉系统各设备磨损。

三、根据以上影响应采取的措施：

1.加强入场煤质管理：尽量保证煤种接近设计煤种

2.加强入场煤、入炉煤的化验分析：准确掌握煤炭的工业分析数据，特别是挥发分、发热量、灰分、灰熔融性等指标，及时提供给机组运行人员便于及时调整。

3.加强混配煤工作：在无法全面保证设计煤种的情况下，应考虑在煤炭入炉前采取混配煤的方法以保证煤质的稳定性，提高机组运行的稳定性。混配煤工作必须具备的条件：

(1)煤质化验分析要跟上，按照不同矿点不同煤种进行及时准确化验分析及时提供给燃料部门。

(2)必须有按比例进行混配煤的设备。有效地混配煤工作可提高劣质煤的利用率，降低燃料成本。同时可以通过混配煤减少或降低煤质变化给机组造成的影响。

4.加强燃烧调整：机组运行人员可根据煤质化验单给定的煤质变化情况，及时进行燃烧调整合理配风、从而达到安全运行的目的。

四、结论

发电厂以燃煤为主要生产原料，燃煤质量的好坏直接影响到发电厂的安全稳定生产和经济效益。为此：

(1)每个发电厂都应根据机组设计燃用煤种要求，选择适合煤种;。

(2)发电用煤质量优劣主要取决于挥发份、灰分、水分、全硫、发热量、煤灰的熔融特性、煤的可磨性系数等质量指标,应考虑其煤质指标符合机组原设计要求。

(3)根据目前烟气脱硫技术和成熟程度,安装合适的脱硫设备以减轻对环境的污染。

(4)实现燃料试验在线快速检测,为机组燃烧提供及时准确的依据。以保证机组安全经济运行。

1.田文华主编.电力系统化学与环境保护,中国电力出版社2008年

2.黄成群主编.电厂化学,中国电力出版社 2007年

3.段云龙、韩立亭主编.GB/T19494-2004《煤炭机械化采样》实施指南，中国标准出版社2008年

4.吴世学 黄成群主编 发电厂环境保护2007年

5.GB/T18666-2002《商品煤质量抽查和验收方法》