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摘要:目前,随着国内电力需求旺盛以及火电装机容量的不断突破,导致电煤用量的增加,许多电厂对煤的存量不足,停机等煤的现象时有发生,同时,由于电煤资源供需关系的不平衡,导致众多发电厂使用与原设计煤种相差较大的煤种,致使电厂机组的运行受到严重的威胁。近年来,发电厂的机组频频发生锅炉没火、结渣、受热而超温爆管等事故,除了设备自身问题外,与锅炉所用煤种不符合原设计要求有很大关系。
关键词:煤质化验;煤质变化;火力发电厂;
一、煤质化验对火力发电厂的影响
1.全水分和水分测定对火力发电厂的影响。煤样的空气干燥基水分严重偏低,而使煤样其他指标所测的空气干燥基结果偏高。化验人员发现空气干燥基水分异常,则应通知制样人员检查。煤中的水分可分为内在水分和表面分,它的存在不仅会降低发热量,同时,由于蒸发等消耗热能使炉温降低,造成煤粉着火困难,增加排烟量影响正常的供煤。当水分含量大于5%时,就会影响机组的运行,而水分含量大于12%时,就会对发电机组产生严重的安全隐患。煤的水分含量低、燃烧完全,发热量高;反之,则不然。因此,水分是评价是计算煤炭质量的重要依据,它直接影响着入场煤的数量和发电机组的安全运行,因给与足够的重视。
2.挥发分测定对火力发电厂的影响。挥发分是煤在加热过程中析出的可燃性气体。挥发分被认为是判定煤炭种类及煤质好坏的首要指标,根据挥发分的大小,一般将电厂用煤分为:无烟煤、烟煤、褐煤三种,挥发分含量越高,着火越容易。但是,并不是挥发分含量越高越好,而是要根据锅炉的设计要求,准确的测定煤的挥发分以评价煤质好坏,使用按原设计的挥发分煤种或相近的煤种,以保证锅炉的正常运行。
3.灰分测定对火力发电厂的影响。煤的灰分是指煤完全燃烧以及煤中无机物在815±10℃下发生分解、复合反应后剩余的残渣。灰分含量越高,对热能的消耗越大。高灰分的煤会推迟着火点,使燃烧温度下降,降低煤燃烧时的稳定性以及燃尽度,从而使燃烧不完全,严重时会引起灭火、打炮等影响机组的安全运行。燃煤的灰分含量越高,炉膛受热面的沾污和磨损越严重,同时会造成过热器超温对机组造成威胁。由于燃煤中灰分的比重约为可燃物质比重的2倍。灰分含量越高,原煤及煤粉重量越大;煤粉粒度越大,灰分含量越高,可燃组分越低,这会影响到煤粉的完全燃烧,因此,准确测定煤質的灰分对选择合适的煤质以增加煤质的利用率,保护发电机组的正常运行有着不可替代的作用。
4.发热量测定对火力发电厂的影响。火力发电主要是将燃料燃烧所产生的热能通过一系列转换变成电能。测定锅炉的发热量可以计算出炉膛的热负荷,选择磨煤机的容量以及发电供电的煤耗率(判断电厂经济价值的主要参数),同时,发热量也可作为煤计价的主要参数:煤的发热量越高,经济价值就越大,利用煤的发热量可计算煤在燃烧、汽化时的煤耗量、热平衡和热效率,从而判断是否需要改进操作条件和工艺流程,以期热能能被利用最大化。
5.含硫量测定对火力发电厂的影响。煤中的硫包括有机硫和无机硫两种,另外,少数煤中还含有单质硫。硫被认为是煤中的有害元素之一,煤在燃烧过程中会生成二氧化硫。二氧化硫不仅能形成酸雨,污染环境,它还可腐蚀设备,导致锅炉管道爆裂,水冷壁泄露,锅炉熄火,增加电厂设备的维修更新费用。有些硫铁矿含量较多的煤,在氧化后放出热量,由于散热不及时,会导致煤堆温度升高而引起自燃,给电厂带来不必要的经济损失。因此,含硫量的测定对于选择发电用煤的品种非常必要。
二、煤质变化对火力发电厂的影响
1.煤质变化对锅炉运行的影响。目前,由于煤炭市场供应不足,破坏了电煤资源的供需平衡,适合锅炉使用的煤种购买不足,导致电煤质量下降,入炉煤质与原设计相差较大,影响了火电厂机组的正常运行。这些问题主要包括机组燃烧稳定性下降、锅炉使用率降低、电厂用电、用煤的增加,以及设备磨损导致维修费用的增加等。通常情况下,锅炉应使用与设计煤种相同或接近的煤种,以确保锅炉燃烧稳定性及正常运行。当锅炉的用煤质量难以保证,且煤种超出原设计和校准的使用范围时,将影响锅炉的运行调整,增加锅炉的烟温偏差,也可能导致过热器管局部超温。
2.煤质变化对制粉系统的影响。煤粉燃料细度直接影响锅炉燃烧效率高低。为了保证磨煤机出力及出粉细度均达到设计要求, 通过调节磨煤机分离器挡板开度、降低磨煤机通风量和调节磨煤机加载油压等方法来测试磨煤机出粉管煤粉细度。观察磨煤机电流的变化情况, 选择最优分离器挡板开度, 再调节煤粉细度。运行稳定后, 利用煤粉等速取样装置在调整磨煤机的出粉管道进行取样, 根据煤粉细度化验结果,对磨煤机的分离器挡板进行适当调整, 使得磨煤机的煤粉细度达到优化目标值。同时, 测算不同煤粉细度下的锅炉效率, 在其他工况条件不变的情况下, 分析了制粉系统的优化调整对锅炉效率的影响。通过优化调整制粉系统,选择磨煤机最佳煤粉细度,提高煤粉燃尽率,可以大大减少锅炉燃烧过程中的热损失,有效提高锅炉热效率,在保证机组安全运行的前提下,制粉系统的优化调整对锅炉效率的提高有很大影响。综上所述,在关小磨煤机分离器挡板后,虽然能明显降低煤粉细度,提高煤粉均匀性,却使得磨煤机电流升高,磨煤机出力大大降低,在负荷工况下,只有磨煤机全部运行才能维持负荷工况,致使锅炉机组的安全性有所降低,因此,需要找到一个兼顾煤粉细度及磨煤机电耗、机组运行安全的最佳运行工况通过对火电厂制粉系统进行优化调整试验,对比制粉系统不同运行工况下的锅炉效率,分析制粉系统的调整对提高锅炉效率的影响,以确定制粉系统最佳运行工况。
3.煤质变化对除灰除渣系统的影响。对燃用煤的最大灰量进行适当调整。其次,灰质的确定。当前我国火力发电厂气力除灰系统基本都忽略了对灰质的设计,同时也忽略了对飞灰粒径的影响。通过以往经验,飞灰堆积密度和平均粒径的上升会导致气力输送系统的出力明显降低,并且磨损现象也非常严重。当飞灰堆积密度和平均粒径达到一定数值时,飞灰就无法进行正压浓相输送,此时系统的气耗将急剧增加,出力也会明显降低。要解决上述问题,可以在系统设计阶段尽量收集相同的煤质进行试验,从而得出准确的飞灰堆积密度和平均粒径,运用这一试验来保证系统设计的真实性和可靠性。此外,火力发电厂对已经入厂的煤质也要加以重视,并对磨煤机及除尘、除气等辅助设备要留出一定的余量,然后有针对性地加强锅炉燃烧量,尽可能防止大颗粒物进入系统中。在除灰系统的运行上,研究人员也可对除灰系统中可能遇到的灰质、灰量等问题进行细致探讨。当灰量变大时,要及时调整输送工艺,缩短系统出力时间,而当飞灰变粗时,不要一味地增大气量,这样做容易出现堵管现象。当发热量降至一定数值,将引起燃烧不稳甚至灭火,需要加入助燃剂以保证机组的稳定。当煤发热量降低,而用煤量又不增加,会导致蒸汽参数及蒸发量的下降,但是增加了用煤量,又会升高过热汽和炉膛排烟的温度。
经济的快速发展导致社会整体对能源的需求量急剧增大,尽管现在出现了很多新型资源,但煤炭作为我国的老牌资源运用仍然十分广泛,为了提高煤炭的利用率,需要煤质化验工作发挥更大的作用。提高煤质化验工作水平是大势所趋,不仅能提高企业的经济效益,也能有效缓解资源紧缺问题,实现环境保护。
参考文献
[1]刘书苑. 煤质化验技术分析在火力电厂的应用探讨. 科学与财富,2019(12).
[2]黄丽萍,试论煤质化验技术对于火力发电厂的重要性,科技资讯,2019(17).
关键词:煤质化验;煤质变化;火力发电厂;
一、煤质化验对火力发电厂的影响
1.全水分和水分测定对火力发电厂的影响。煤样的空气干燥基水分严重偏低,而使煤样其他指标所测的空气干燥基结果偏高。化验人员发现空气干燥基水分异常,则应通知制样人员检查。煤中的水分可分为内在水分和表面分,它的存在不仅会降低发热量,同时,由于蒸发等消耗热能使炉温降低,造成煤粉着火困难,增加排烟量影响正常的供煤。当水分含量大于5%时,就会影响机组的运行,而水分含量大于12%时,就会对发电机组产生严重的安全隐患。煤的水分含量低、燃烧完全,发热量高;反之,则不然。因此,水分是评价是计算煤炭质量的重要依据,它直接影响着入场煤的数量和发电机组的安全运行,因给与足够的重视。
2.挥发分测定对火力发电厂的影响。挥发分是煤在加热过程中析出的可燃性气体。挥发分被认为是判定煤炭种类及煤质好坏的首要指标,根据挥发分的大小,一般将电厂用煤分为:无烟煤、烟煤、褐煤三种,挥发分含量越高,着火越容易。但是,并不是挥发分含量越高越好,而是要根据锅炉的设计要求,准确的测定煤的挥发分以评价煤质好坏,使用按原设计的挥发分煤种或相近的煤种,以保证锅炉的正常运行。
3.灰分测定对火力发电厂的影响。煤的灰分是指煤完全燃烧以及煤中无机物在815±10℃下发生分解、复合反应后剩余的残渣。灰分含量越高,对热能的消耗越大。高灰分的煤会推迟着火点,使燃烧温度下降,降低煤燃烧时的稳定性以及燃尽度,从而使燃烧不完全,严重时会引起灭火、打炮等影响机组的安全运行。燃煤的灰分含量越高,炉膛受热面的沾污和磨损越严重,同时会造成过热器超温对机组造成威胁。由于燃煤中灰分的比重约为可燃物质比重的2倍。灰分含量越高,原煤及煤粉重量越大;煤粉粒度越大,灰分含量越高,可燃组分越低,这会影响到煤粉的完全燃烧,因此,准确测定煤質的灰分对选择合适的煤质以增加煤质的利用率,保护发电机组的正常运行有着不可替代的作用。
4.发热量测定对火力发电厂的影响。火力发电主要是将燃料燃烧所产生的热能通过一系列转换变成电能。测定锅炉的发热量可以计算出炉膛的热负荷,选择磨煤机的容量以及发电供电的煤耗率(判断电厂经济价值的主要参数),同时,发热量也可作为煤计价的主要参数:煤的发热量越高,经济价值就越大,利用煤的发热量可计算煤在燃烧、汽化时的煤耗量、热平衡和热效率,从而判断是否需要改进操作条件和工艺流程,以期热能能被利用最大化。
5.含硫量测定对火力发电厂的影响。煤中的硫包括有机硫和无机硫两种,另外,少数煤中还含有单质硫。硫被认为是煤中的有害元素之一,煤在燃烧过程中会生成二氧化硫。二氧化硫不仅能形成酸雨,污染环境,它还可腐蚀设备,导致锅炉管道爆裂,水冷壁泄露,锅炉熄火,增加电厂设备的维修更新费用。有些硫铁矿含量较多的煤,在氧化后放出热量,由于散热不及时,会导致煤堆温度升高而引起自燃,给电厂带来不必要的经济损失。因此,含硫量的测定对于选择发电用煤的品种非常必要。
二、煤质变化对火力发电厂的影响
1.煤质变化对锅炉运行的影响。目前,由于煤炭市场供应不足,破坏了电煤资源的供需平衡,适合锅炉使用的煤种购买不足,导致电煤质量下降,入炉煤质与原设计相差较大,影响了火电厂机组的正常运行。这些问题主要包括机组燃烧稳定性下降、锅炉使用率降低、电厂用电、用煤的增加,以及设备磨损导致维修费用的增加等。通常情况下,锅炉应使用与设计煤种相同或接近的煤种,以确保锅炉燃烧稳定性及正常运行。当锅炉的用煤质量难以保证,且煤种超出原设计和校准的使用范围时,将影响锅炉的运行调整,增加锅炉的烟温偏差,也可能导致过热器管局部超温。
2.煤质变化对制粉系统的影响。煤粉燃料细度直接影响锅炉燃烧效率高低。为了保证磨煤机出力及出粉细度均达到设计要求, 通过调节磨煤机分离器挡板开度、降低磨煤机通风量和调节磨煤机加载油压等方法来测试磨煤机出粉管煤粉细度。观察磨煤机电流的变化情况, 选择最优分离器挡板开度, 再调节煤粉细度。运行稳定后, 利用煤粉等速取样装置在调整磨煤机的出粉管道进行取样, 根据煤粉细度化验结果,对磨煤机的分离器挡板进行适当调整, 使得磨煤机的煤粉细度达到优化目标值。同时, 测算不同煤粉细度下的锅炉效率, 在其他工况条件不变的情况下, 分析了制粉系统的优化调整对锅炉效率的影响。通过优化调整制粉系统,选择磨煤机最佳煤粉细度,提高煤粉燃尽率,可以大大减少锅炉燃烧过程中的热损失,有效提高锅炉热效率,在保证机组安全运行的前提下,制粉系统的优化调整对锅炉效率的提高有很大影响。综上所述,在关小磨煤机分离器挡板后,虽然能明显降低煤粉细度,提高煤粉均匀性,却使得磨煤机电流升高,磨煤机出力大大降低,在负荷工况下,只有磨煤机全部运行才能维持负荷工况,致使锅炉机组的安全性有所降低,因此,需要找到一个兼顾煤粉细度及磨煤机电耗、机组运行安全的最佳运行工况通过对火电厂制粉系统进行优化调整试验,对比制粉系统不同运行工况下的锅炉效率,分析制粉系统的调整对提高锅炉效率的影响,以确定制粉系统最佳运行工况。
3.煤质变化对除灰除渣系统的影响。对燃用煤的最大灰量进行适当调整。其次,灰质的确定。当前我国火力发电厂气力除灰系统基本都忽略了对灰质的设计,同时也忽略了对飞灰粒径的影响。通过以往经验,飞灰堆积密度和平均粒径的上升会导致气力输送系统的出力明显降低,并且磨损现象也非常严重。当飞灰堆积密度和平均粒径达到一定数值时,飞灰就无法进行正压浓相输送,此时系统的气耗将急剧增加,出力也会明显降低。要解决上述问题,可以在系统设计阶段尽量收集相同的煤质进行试验,从而得出准确的飞灰堆积密度和平均粒径,运用这一试验来保证系统设计的真实性和可靠性。此外,火力发电厂对已经入厂的煤质也要加以重视,并对磨煤机及除尘、除气等辅助设备要留出一定的余量,然后有针对性地加强锅炉燃烧量,尽可能防止大颗粒物进入系统中。在除灰系统的运行上,研究人员也可对除灰系统中可能遇到的灰质、灰量等问题进行细致探讨。当灰量变大时,要及时调整输送工艺,缩短系统出力时间,而当飞灰变粗时,不要一味地增大气量,这样做容易出现堵管现象。当发热量降至一定数值,将引起燃烧不稳甚至灭火,需要加入助燃剂以保证机组的稳定。当煤发热量降低,而用煤量又不增加,会导致蒸汽参数及蒸发量的下降,但是增加了用煤量,又会升高过热汽和炉膛排烟的温度。
经济的快速发展导致社会整体对能源的需求量急剧增大,尽管现在出现了很多新型资源,但煤炭作为我国的老牌资源运用仍然十分广泛,为了提高煤炭的利用率,需要煤质化验工作发挥更大的作用。提高煤质化验工作水平是大势所趋,不仅能提高企业的经济效益,也能有效缓解资源紧缺问题,实现环境保护。
参考文献
[1]刘书苑. 煤质化验技术分析在火力电厂的应用探讨. 科学与财富,2019(12).
[2]黄丽萍,试论煤质化验技术对于火力发电厂的重要性,科技资讯,2019(17).