煤质变化对燃料运行的影响

摘要 燃煤是火力发电厂的主要燃料，煤的费用占发电成本的70％左右。近年来。由于煤炭价格上涨，火力发电厂煤源日趋紧张，入厂煤的质量较以往有很大的变化，煤种杂、煤质差，煤质严重偏离锅炉的设计煤种。火力发电厂为了保证完成发电量和利润指标，确保企业的生存与发展，必须结合煤种实际情况， 保证其效益。燃料系统负责供给锅炉安全稳定运行所需的燃煤，炉前煤的化验指标必须保证达到入炉指标，满足机组发电负荷要求。由此，煤质的变化对燃料运行工作造成较大影响。为保证完成机组发电量，确保燃料系统的安全生产、

文明生产，对燃料运行工作提出了更高要求。

关键词 煤质；混配煤；负荷

中图分类号TM6 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）69-0050-02

1 煤质变化对燃料系统的影响

根据煤的碳化程度不同，煤可分为无烟煤、烟煤、褐煤、煤泥等煤种，某厂接触的煤种主要为烟煤和褐煤两种。煤质的变化主要表现在煤的发热量、灰分、水分、含矸率、挥发份等方面。不同的煤种，都有不同的特性。同一煤种，其煤质也大不一样。煤种变化和煤质变化不是同一个概念。一般情况下煤种的变化必然会引起煤质的变化，但煤质的变化却不一定是冈煤种的变化所致。从煤质变化总的概念出发，煤种变化只作为煤质变化的影响因素之一[1]。

由于受煤炭市场等诸多因素影响，来煤发生了非常大的变化，煤种杂、煤质差。目前来煤种主要可划分为低热值煤、中热值煤和高热值煤。低热值煤主要以褐煤为主，热值在3 000~3 300大卡之间，挥发份在32％~34％之间，全水分3l％左右。中热值煤以铁法、西乌为代表，辅以部分辽宁地方煤、吉林地方煤，一般热值都在3 600大卡~4 200大卡之间，挥发份在23.26％左右。高热值煤以黑龙江煤为主，辅以部分抚顺矿务局煤，热值在4 500~5 500大卡之间，挥发份在26.28％左右。

煤质变化的主要原因是受煤炭市场制约，煤炭价格涨幅较大，发电成本剧增，生产经营困难，企业生存与发展面临巨大挑战。为了保证完成发电量和利润指标，降低生产成本，确保企业的生存与发展，被迫对燃煤结构进行调整。燃煤结构的调整导致煤质发生较大变化，燃料系统负责供给锅炉安全稳定运行所需的燃煤，炉前煤的化验指标必须保证达到入炉指标，满足机组发电负荷要求。由此，煤质的变化对输煤运行工作造成较大影响，为保证完成机组发电量，确保输煤系统的安全生产、文明生产，对燃料运行工作提出更高要求。煤质变化对火力发电厂的燃料系统影响主要表现在煤的发热量、灰分、水分等衡量煤质的特性指标上[2]。

1.1 发热量的变化对燃料系统的影响

煤的发热量是评价动力用煤摄重要的指标之一。对于煤质下降幅度较大的电厂，常常会因为燃煤量的增加，使输煤系统负担过重，导致设备的健康水平下降，故障增多，迫使锅炉减负荷运行，甚至停炉。

由于上煤量的增加，延长了输煤设备的运行时间，从而无形之中加大了输煤运行人员的工作量，长时间在高噪音环境下工作，人的神经极易出现麻痹现象，这样就增加了不安全的因素，降低了输煤运行工作的安全系数。

1.2 煤中灰分的变化对燃料系统的影响

煤的灰分大小是衡量煤质好坏的重要标志。煤的质量级别是根据煤的灰分多少制定的。对工业用煤来说，灰分是无益的成分，它给运输增加了无效的负担，也增加了输煤系统的负担。煤的灰分越高，固定碳就越少，煤的发热量也就越低。根据经验推算，煤的灰分每增加l％，其发热量减少约50大卡~90大卡，煤的灰分增加，由于灰分的比重大约是可燃物比重的两倍，输送同容积的煤量，会使输煤设备超负荷运行，造成输煤系统设备磨损的增加。

灰分较大的煤种，一般都是质地坚硬，破碎困难。长时间使用这样的煤种对碎煤机的轮锤和落煤管等设备有破坏性的磨损。加大输煤系统设备检修维护工作量，严重时造成设备维护困难。

1.3 煤中水分的变化对燃料系统的影响

由于煤的水分大，煤粘，经常堵煤，加大了运行人员的工作量。煤中水分过大，在输煤的过程中，会产生自流，严重时，斜坡段运行皮带上的煤会发生倒流现象，煤倒流至皮带输送机的尾部，将尾轮埋住，造成无法供煤，影响安全生产。

煤中的水分大，在寒冷的冬季，会使来煤和储煤场存煤冻结，影响煤车接卸和供煤工作。冻块多的时候，落煤管中极易卡大块，造成堵煤。尤其对煤场供煤设备影响最大如斗轮机，由于煤场存煤冻结后，斗轮吃煤阻力增大，极易发生超负荷运行，造成设备损坏现象。

煤中的水分很小，煤的粉尘很大，接卸煤车和储供煤过程中，煤在运行中受外力作用，煤粉飞扬，造成环境严重污染，影响环境卫生，更重要的是直接危及运行人员的身体健康。

1.4 煤的挥发份和含硫量对燃料系统的影响

挥发份和含硫量对输煤系统没有明显的影响。但是，因为挥发份高的煤种，燃点较低，硫的燃点也低，容易自然。挥发份和含硫量增大时，掉到皮带下方的积煤和积粉很容易自燃，造成设备烧毁。总之，煤质的变化愈大，导致的后果愈严重。

2 采取的应对措施

煤炭市场供应紧张，煤炭涨价，对火力发电厂造成巨大冲击。火力发电厂为了企业的生存与发展，必须适应市场变化，根据企业的自身情况，及时对燃煤结构进行调整。燃煤结构的调整带来煤质变化，针对煤质变化对燃料系统造成的影响，应认真分析产生的原因，在实际运行工作中，积极试验摸索，制定相应的、切实可行的应对措施，最大限度降低影响程度，供给锅炉合格的燃煤。

1）根据电网发电负荷曲线，确定入炉煤指标，对燃煤结构进行调整，来煤的整体指标尽量保证符合入炉煤指标，确保机组发电负荷要求；2）加强对燃煤结构进行分析工作，掌握各煤种的具体指标，不断试验摸索各种混配煤方案，制定切实可行的混配煤方案，降低部分煤质变化(如发热量、水分、灰分等)对燃料运行工作的影响；3）采取大比例混配掺烧低热值煤(褐煤)的措施。通过试验，摸索出切实可行的混配煤方案。

（1）低谷时段(单机负荷22万kW~25万kW)，高热值煤200以下，中热值煤30％~40％，低热值煤40%~50%；（2）腰荷时段(单机负荷25万kW~28万kW)，高热值煤20％~30%，，中热值煤30％~40％，低热值煤30%~40%；（3）尖峰时段(单机负荷32万千瓦以上)，高热值煤30%~40％，中热值煤40%~50％，低热值煤20％以下。

通过几年来生产实践，实施混配煤方案，加强混配煤工作，一方面，能够保证机组发电负荷要求，降低发电成本。另一方面，便于克服煤质变化对输煤系统的影响，保证输煤系统安全稳定运行。

4）某厂两台350mW机组原设计为燃用低位发热量为4 360大卡的煤质，每小时耗煤约327.6t，选用每小时600t的双网路输煤皮带系统，每天输煤皮带系统运行时间13.14h。由于煤质的发热量降低，通过采取混配煤措施，燃煤量增加，每小时耗煤约360t，每天输煤皮带系统运行时问14h~15h。通过采取混配煤措施，最大限度地减少煤质发热量降低对燃料运行工作的影响，减轻输煤系统的负担，避免输煤系统负担过重，导致设备的健康水平下降，故障增多，威胁机组的安全稳定运行；

5）对灰分大的煤种，要与灰分小的煤种区分开，以一定比例进行混配，尽量避免灰分大的煤种单独供煤，减少灰分变化对输煤系统的影响；

6）燃料运行工作中，必须关注煤中的水分变化对输煤系统的影响。来煤中水分大时，可以与水分小的煤进行混配，降低供煤中的水分，也可以采取储煤场存放，以便于煤中水分蒸发。同时雨季中，做好存煤的防汛工作。冬季前，将储煤场内水分大的存煤供尽，防止发生冻结。对于水分小豹煤，可以适当注水，减少输煤运行中的粉尘，保护输煤运行人员的身体健康；

7）对于某厂350mW机组来说，由于受磨煤机干燥出力限制，混配煤中水分作为一项重要指标进行考虑。机组原设计燃用水分10.8％的煤质，采取大比例混配褐煤的措施，机组单位时间耗煤量增加，磨煤机单位时间供煤量增大。如果混配煤水分过大，超过磨煤机干燥出力允许值，一方面向锅炉供煤量不足，迫使锅炉减负荷运行，另一方面磨煤机出口温度低于60℃，极易造成磨煤机内部煤粉沉积，严重时造成煤粉爆燃，威胁人身和设备安全。通过几年的生产实践，根据机组负荷曲线下的耗煤量和磨煤机干燥出力，确定入炉煤的水分指标，保证机组的发电负荷和制粉系统的安全。实际混配煤工作中，均衡考虑混配煤种的全水分，低谷时段（单机负荷22万kW~25万kW）混配煤水分指标控制在17％左右，腰荷时段（单机负荷25．28万千瓦）混配煤水分指标控制在15％左右，尖峰时段（单机负荷32万kW以上）混配煤水分指标控制在10％~13％；

8）加强储煤场管理，对不同的煤种尽量采取按质分别堆放，根据需要，在不同时期燃用不同的煤种，或按不同的比例混配使用。

3 结论

随着煤炭供应的日趋紧张，煤质随时都会发生很大的变化，摸索研究不同煤种混配方案适应公司现有型号的锅炉。最大限度降低煤质变化对燃料运行工作带来的不利影响，确保发电工作安全、经济、稳定顺利的进行，以提高企业的经济效益，使企业在市场经济的发展中永远立于不败之地，是目前发电企业探索和必须掌握的重要一项。

参考文献

[1]贺学志，王春昌.低NOx燃烧器的煤质适应性研究[J].热力发电，2003，32(8).

[2]左志雄，唐必光.煤质燃烧特性与炉膛性能关系研究[J].华中电力，2003，16(3).