1 前言

目前，隨著(zhù)國內電力需求旺盛以及火電裝機容量的不斷突破，導致電煤用量的增加，許多電廠(chǎng)對煤的存量不足，停機等煤的現象時(shí)有發(fā)生；同時(shí)，由于電煤資源供需關(guān)系的不平衡，導致眾多發(fā)電廠(chǎng)使用與原設計煤種相差較大的煤種，致使電廠(chǎng)機組的運行受到嚴重的威脅。近年來(lái)，發(fā)電廠(chǎng)的機組頻頻發(fā)生鍋爐滅火、結渣、受熱面超溫爆管等事故，除了設備自身問(wèn)題外，與鍋爐所用煤種不符合原設計要求有很大關(guān)系。本文將從煤質(zhì)化驗以及煤質(zhì)的變化這兩個(gè)角度對發(fā)電的影響進(jìn)行論述。

2 煤質(zhì)化驗對火力發(fā)電的影響

煤質(zhì)化驗對保證電廠(chǎng)正常的運行有著(zhù)至關(guān)重要的意義，發(fā)電機組對煤的質(zhì)量有嚴格的標準，并不是所有煤都適合發(fā)電，發(fā)電機組不同，煤質(zhì)也不同，這就需要做好煤質(zhì)的化驗工作，對煤的揮發(fā)分、灰分、發(fā)熱量、水分、含硫量等指標進(jìn)行分析，確保機組的正常運行。

2.1 揮發(fā)分測定對發(fā)電的影響

揮發(fā)分是煤在加熱過(guò)程中析出的可燃性氣體。揮發(fā)分被認為是判定煤炭種類(lèi)及煤質(zhì)好壞的首要指標，根據揮發(fā)分的大小，一般將電廠(chǎng)用煤分為：無(wú)煙煤、煙煤、褐煤三種，揮發(fā)分含量越高，著(zhù)火越容易。但是，并不是揮發(fā)分含量越高越好，而是要根據鍋爐的設計要求，準確的測定煤的揮發(fā)分以評價(jià)煤質(zhì)好壞，使用按原設計的揮發(fā)分煤種或相近的煤種，以保證鍋爐的正常運行。

2.2 灰分測定對發(fā)電的影響

煤的灰分是指煤完全燃燒以及煤中無(wú)機物在（815±10）℃下發(fā)生分解、復合反應后剩余的殘渣?；曳趾吭礁?，對熱能的消耗越大。高灰分的煤會(huì )推遲著(zhù)火點(diǎn)，使燃燒溫度下降，降低煤燃燒時(shí)的穩定性以及燃盡度，從而使燃燒不完全，嚴重時(shí)會(huì )引起滅火、打炮等影響機組的安全運行。燃煤的灰分含量越高，爐膛受熱面的沾污和磨損越嚴重，同時(shí)會(huì )造成過(guò)熱器超溫對機組造成威脅。由于燃煤中灰分的比重約為可燃物質(zhì)比重的2倍?；曳趾吭礁?，原煤及煤粉重量越大；煤粉粒度越大，灰分含量越高，可燃組分越低，這會(huì )影響到煤粉的完全燃燒，因此，準確測定煤質(zhì)的灰分對選擇合適的煤質(zhì)以增加煤質(zhì)的利用率，保護發(fā)電機組的正常運行有著(zhù)不可替代的作用。

2.3 發(fā)熱量測定對發(fā)電的影響

火力發(fā)電主要是將燃料燃燒所產(chǎn)生的熱能通過(guò)一系列轉換變成電能。測定鍋爐的發(fā)熱量可以計算出爐膛的熱負荷，選擇磨煤機的容量以及發(fā)電供電的煤耗率(判斷電廠(chǎng)經(jīng)濟價(jià)值的主要參數)，同時(shí)，發(fā)熱量也可作為煤計價(jià)的主要參數；煤的發(fā)熱量越高，經(jīng)濟價(jià)值就越大，利用煤的發(fā)熱量可計算煤在燃燒、汽化時(shí)的煤耗量、熱平衡和熱效率，從而判斷是否需要改進(jìn)操作條件和工藝流程，以期熱能能被利用大化。同時(shí)，依據煤的發(fā)熱量能大概算出鍋爐燃燒的理論容氣量、煙氣量及理論燃燒溫度；另外，發(fā)熱量可作為煤所有特性的綜合指標，對于煤質(zhì)的研究和分類(lèi)有重要的意義。

2.4 水分測定對發(fā)電的影響

煤中的水分可分為內在水分和表面水分，它的存在不僅會(huì )降低發(fā)熱量，同時(shí)，由于蒸發(fā)等消耗熱能使爐溫降低，造成煤粉著(zhù)火困難，增加排煙量影響正常的供煤。當水分含量大于5%時(shí)，就會(huì )影響機組的運行，而水分含量大于12%時(shí)，就會(huì )對發(fā)電機組產(chǎn)生嚴重的安全隱患。煤的水分含量低、燃燒完全，發(fā)熱量高；反之，則不然。因此，水分是評價(jià)是計算煤炭質(zhì)量的重要依據，它直接影響著(zhù)入場(chǎng)煤的數量和發(fā)電機組的安全運行，因給與足夠的重視。

2.5 含硫量測定對發(fā)電的影響

煤中的硫包括有機硫和無(wú)機硫兩種，另外，少數煤中還含有單質(zhì)硫。硫被認為是煤中的有害元素之一，煤在燃燒過(guò)程中會(huì )生成二氧化硫。二氧化硫不僅能形成酸雨，污染環(huán)境，它還可腐蝕設備，導致鍋爐管道爆裂，水冷壁泄露，鍋爐熄火，增加電廠(chǎng)設備的維修更新費用。有些硫鐵礦含量較多的煤，在氧化后放出熱量，由于散熱不及時(shí)，會(huì )導致煤堆溫度升高而引起自燃，給電廠(chǎng)帶來(lái)不必要的經(jīng)濟損失。因此，含硫量的測定對于選擇發(fā)電用煤的品種非常必要。

3 煤質(zhì)變化對火力發(fā)電的影響

目前，由于煤炭市場(chǎng)供應不足，破壞了電煤資源的供需平衡，適合鍋爐使用的煤種購買(mǎi)不足，導致電煤質(zhì)量下降，入爐煤質(zhì)與原設計相差較大，影響了火電廠(chǎng)機組的正常運行。這些問(wèn)題主要包括機組燃燒穩定性下降、鍋爐使用率降低、電廠(chǎng)用電、用煤的增加，以及設備磨損導致維修費用的增加等.

3.1 煤質(zhì)主要指標變化對火力發(fā)電的影響

煤質(zhì)主要指標由揮發(fā)份、灰分、水分、發(fā)熱量等構成。煤粉顆粒中的揮發(fā)分含量越大，煤粉燃燒越完全；另外，煤中揮發(fā)分的析出可增大煤顆粒間隙和燃燒反應的表面積，從而使煤燃燒完全。而揮發(fā)分含量過(guò)低會(huì )使煤粉著(zhù)火困難，降低燃燒的穩定性，且易造成末級過(guò)熱器、再熱器超溫甚至爆管。同時(shí)，升高鍋爐尾部排煙溫度，增大了排煙損失。

煤粉中灰分含量越大，會(huì )使煤粉顆粒的可磨性顯著(zhù)下降，

在同樣給煤量情況下，會(huì )導致煤粉顆粒硬度和濃度的增加，造成磨煤機、送煤管道嚴重漏煤；鍋爐受熱面爆管頻發(fā)；引風(fēng)機葉輪轉動(dòng)不平衡，對機組安全運行及使用壽命造成嚴重影響。

煤中水分不能燃燒且能吸收爐內熱量，一般狀態(tài)下蒸發(fā)1 kg的水分，大約需要吸收2510 kJ的熱量， 這將導致?tīng)t內溫度下降，煤粉著(zhù)火困難，鍋爐利用率下降。另外，煤中水分增加會(huì )加大排煙量，增加了熱能損失和引風(fēng)機的電能消耗。煤質(zhì)水分含量高，會(huì )促使煙氣中的硫化物形成硫酸蒸汽和硫酸液滴，鍋爐尾部受熱面易被堵灰和腐蝕，另外，會(huì )造成磨煤困難，增加電廠(chǎng)用電能耗。

煤的發(fā)熱量是鍋爐設計的一個(gè)重要指標，根據發(fā)熱量數值的高低也可判斷煤的品質(zhì)。假如入爐煤的發(fā)熱量低于原設計，爐內溫度必然低于理論值，這就不利于煤粉的著(zhù)火和完全燃燒，同時(shí)增加了排煙損失，降低了發(fā)熱效率。當發(fā)熱量降至一定數值，將引起燃燒不穩甚至滅火，需要加入助燃劑以保證機組的穩定。當煤發(fā)熱量降低，而用煤量又不增加，會(huì )導致蒸汽參數及蒸發(fā)量的下降，但是增加了用煤量，又會(huì )升高過(guò)熱汽和爐膛排煙的溫度。為了降低鍋爐溫度，增加降溫水量，又會(huì )使省煤器沸騰。反之，如果煤的發(fā)熱量高于原設計，爐溫必然升高，煤灰會(huì )發(fā)生軟化、熔融，造成爐內結渣影響到鍋爐機組的使用。

3.2 煤質(zhì)變化對鍋爐運行的影響

通常情況下，鍋爐應使用與設計煤種相同或接近的煤種，以確保鍋爐燃燒穩定性及正常運行。當鍋爐的用煤質(zhì)量難以保證，且煤種超出原設計和校準的使用范圍時(shí)，將影響鍋爐的運行調整，增加鍋爐的煙溫偏差，也可能導致過(guò)熱器管局部超溫。在對一些電廠(chǎng)發(fā)生過(guò)熱器爆管進(jìn)行分析鑒定后發(fā)現，除管材本身溫度余量偏小會(huì )造成管材發(fā)生惡化外，煤質(zhì)變差是導致管材性能惡化的主要原因。

4 結論

由于火電廠(chǎng)是以煤為主要生產(chǎn)原料，因此，其質(zhì)量的好壞直接影響著(zhù)火電廠(chǎng)的安全穩定生產(chǎn)和經(jīng)濟效益。為此：(1)發(fā)電企業(yè)應根據鍋爐設計的要求，選擇適合的煤種。(2)確定入爐煤煤質(zhì)控制指標。煤質(zhì)對燃煤電廠(chǎng)安全經(jīng)濟性至關(guān)重要，必須制定合適的指標保證安全、經(jīng)濟運行。(3)發(fā)電企業(yè)應加快煤質(zhì)的在線(xiàn)快速檢測建設，為發(fā)電機組的安全運行提供及時(shí)準確的依據。(4)企業(yè)應加強對煤質(zhì)化驗人員的培訓，提高工作人員化驗能力，以便及時(shí)對鍋爐、運輸電廠(chǎng)成本、系統等設備進(jìn)行調整，確保電廠(chǎng)機組的正常運行，提高電廠(chǎng)經(jīng)濟效益。