煤质对电厂锅炉运行及经济性影响的研究

雷天昕 刘琳旭

摘要：随着社会经济的不断发展与城镇化工作的推进，居民对于冬季采暖供热与热水的需求在进一步加大。大多数的锅炉燃烧单位还在使用煤炭作为燃料，其热交换效率与给水存在一定的问题，锅炉供热企业应加强对煤质燃烧经济性的认识，重视燃烧发电与供热的技术改造，使用高质量的煤料进行充分燃烧，提高热能效率，为企业赢得经济效益。鉴于此，系统性地介绍了煤质对锅炉运行的主要影响，并有针对性地提出了降低影响的主要方法。

关键词：电厂锅炉运行;经济性;煤炭资源

0    引言

煤炭是国家的基础储备资源之一，许多行业的生产与发展都离不开煤炭，这就导致了我国煤炭价格不断上涨。一些煤炭供应企业为了从中牟利，会使用质量较差或成分不纯的煤炭供给电厂锅炉使用，对锅炉燃烧的质量与经济效益产生了较大影响。煤炭在燃烧的过程中，如果纯度不能达到一定的要求，其热值会产生损耗，为了达到较好的供热效果需要加大煤炭的使用量。在使用混煤的過程中，煤质中水分、灰分的差异也会影响锅炉运行的安全性。

1    煤质对锅炉运行的影响

煤炭是锅炉供热企业燃烧的重要原料，煤炭质量会直接影响锅炉的安全运行与企业的经济效益，因此锅炉供热企业必须加强对煤质的控制，使用优质煤炭降低设备的损耗，提升热转换效率，使企业获得更高的经济效益。

1.1    稳定燃烧影响

优质煤炭能够稳定燃烧，对锅炉设备的影响小，具有更高的热值与燃烧转换效率。判断煤炭质量主要通过以下两个方面——煤炭中的水分含量和煤炭的挥发分。首先，煤炭的含水量越高，纯度就越低，在燃烧时会产生较多的烟雾，增加煤炭产热的损失。当煤炭燃烧不充分时，大量的水分受热变化为水雾，与细小的煤炭颗粒结合形成烟雾，容易堵塞出炉位置的排烟口，对锅炉设备的运行产生较大压力或损害[1]。其次，在煤炭燃烧的过程中，会因受热分解产生一些挥发性气体，挥发分与氧气充分结合后能够再次燃烧产生热量，达到二次利用的效果，能够为锅炉企业节约一定的燃烧成本。

1.2    燃烧灰分影响

灰分是指煤炭中不可燃烧的部分，灰分会对环境产生较大污染，需要经过一定的处理才能排放。煤炭中灰分的含量对燃烧与锅炉的影响较大，选用灰分含量较低的煤炭会更加节能环保。一方面，煤炭中的灰分含量过高，相同质量的煤炭能够提供的热值会有较大差异，对锅炉企业而言，既增加了处理煤灰的成本，也不能生产更多的热能，成本成倍增加，对经济效益损害较大[2]。另一方面，在燃烧过程中，灰分含量较高，会包裹住煤炭中其他的有效成分，使煤炭不能得到充分燃烧，降低煤炭的热转换效率。煤灰质量较轻，会在煤炭的运输、燃烧、通风等过程中对锅炉设备造成磨损或堵塞，增加了设备安检与维修的成本。

1.3    排烟热损失

排烟热损失是指在煤炭燃烧后产生的烟雾携带着一部分热量从烟囱排出，对锅炉的热值产生一定影响。首先，排烟前应对烟雾进行二次利用，降低烟雾和燃烧不充分产生的细小的煤炭颗粒的热损失，防止烟雾在通风口或排烟设备管道处产生沉积，使热传导产生较大损失，降低锅炉运行与生产效率。其次，煤炭质量不过关，煤块表面不平整，易被烟雾包裹产生积垢，在燃烧过程中就不能和氧气充分接触，会产生焦化现象，造成燃料燃烧不完全;煤炭的焦化还会对锅炉炉膛产生损坏，局部温度的快速升高可能使炉膛内层产生开裂或爆炸危险。

2    降低影响的主要方法

2.1    重视技术改造

为了改善煤炭质量较差对电厂锅炉运行带来的影响，锅炉企业应该关注如何利用技术的升级改造与加强管理来应对。首先，企业应该加强对锅炉设备的维护工作，低质量的煤炭很容易产生积灰或堵塞现象，因此需要提高对设备的关注度，防止设备发生损坏或故障。在进行安检时，应特别关注炉体的密闭性、通风口与给煤器和省煤器，因为这些部位受煤炭质量的影响较大，对锅炉运行也至关重要[3]。其次，企业应配备和发展自己的研究团队，对煤灰与煤渣的再利用进行研究，通过二次燃烧或延长燃烧时间等方式提高煤炭的利用率，达到为企业节约成本的目的。

2.2    提升给水品质

锅炉内部有水循环系统，如果水质存在问题，在运行过程中很容易在炉膛内部产生氧化钙等物质的积垢，影响水循环和锅炉煤炭燃烧。当锅炉内部存在不均匀的水垢分布时，会使炉内壁的受热不均匀，当温度超过内壁材料所能承受的范围时，炉体内部很容易发生爆裂或破损的现象，直接威胁操作工人的生命安全，还会对锅炉供热企业造成较大的经济损失。因此，在锅炉给水之前，应该由专人对炉膛内部进行清理，减少水中离子的沉淀问题。水循环系统中一些离子在常温下不会产生沉淀，但是经过锅炉的加热或与其他物质结合，会附着在锅炉内部，形成一层水垢，使锅炉内的热循环受到影响。这就要求企业在给水时应该对水质进行检验，提高给水品质，降低产生沉淀与积垢的可能。

2.3    加强燃烧调节

锅炉内部的煤炭燃烧不只存在煤炭与氧气两种成分，还需要助燃剂与其他条件的协调与配合才能提升燃料的热转化效率。首先，在给锅炉内部输送煤炭之前，应由专家对锅炉内部的空间大小、给氧量和助燃剂用量进行判断，不能盲目输送大量煤炭，那样反而会使煤炭在炉膛内得不到充分燃烧[4]。其次，在锅炉运行过程中，企业应该有相关部门对运行参数进行监管，随时关注锅炉的运行状态。锅炉燃烧温度很高，在没有防护措施的情况下接近很容易产生危险，在参数变化幅度出现异常时应该及时上报，禁止工作人员私自进行处理。在锅炉试运转到燃烧结束的整个过程中，应该及时调整通风口的开口大小，当发现煤炭的燃烧参数降低时，要扩大氧气的进气量，使煤炭能够充分燃烧。

2.4    提高燃料质量

选择高质量的煤炭不仅能够提高热值，还能减少对锅炉设备的磨损，企业应该正确认识这一点，不可在采购上过度节约成本。首先，企业可以根据实际情况采取购买混合煤炭的方式。不同地区或供应厂家生产的煤炭质量不同，企业可以选取两家或数家不同类型的煤炭，在经过专家对配比数量的测算后，以较低的采买成本获得较高的热值回报。在使用混合煤炭的燃烧方式时应当注意不同种类与质量的煤炭之间会相互影响，其搭配比例应当严格控制。其次，当煤种来源发生变化时，要特别关注助燃剂、给煤和碎煤部位的工作状态，根据煤炭质量及时调整局部的结构，提高锅炉的燃烧效率。如新采买的煤块较大，应该适度加密碎煤的刀片，将煤块打碎后送入锅炉中进行燃烧，能够扩大煤块与氧气接触的面积，使煤炭充分燃烧。

3    结语

总之，煤质的变化对电厂锅炉的运行有着十分重要的影响，企业应该重视和加强管理，积极促进煤炭技术升级改造，推进企业安全平稳运行与生产。对于不同的煤质来源要严格把关，使用优质燃料进行燃烧，提高锅炉运行的热转换效率;要使用优质水源防止锅炉内壁产生过度的水垢沉积，对锅炉的正常运行产生影响。在进行燃烧调节时，要重视对煤灰与烟囱余热的再利用，减少对周边环境的破坏，提高锅炉行业的经济收益，推动行业不断发展。

[参考文献]

[1] 刘德文.煤质对电厂锅炉运行及经济性的影响研究[J].中国高新技术企业，2016（2）：73-74.

[2] 王梅，陈晓林.浅谈煤质变化对锅炉燃烧的影响[J].农村实用科技信息，2012（5）：91.

[3] 燕冰，马林东，乔小平.关于火电厂锅炉运行的经济性分析[J].科技创新导报，2013（29）：62.

[4] 魏巍.影响电厂锅炉运行效率的因素及对策分析[J].科技创新与应用，2017（2）：137.

收稿日期：2020-03-25

作者简介：雷天昕（1983—），男，山西平遥人，助理工程师，研究方向：电厂安全经济运行。

刘琳旭（1986—），男，山西临猗人，助理工程师，研究方向：电厂安全经济运行。