摘要：随着国民经济的高速增长，市场对煤炭的需求量也不断增大，煤炭供应形势紧张，火电厂燃煤表现出品种多、杂质多、粒级范围大等特点，而煤本身的成分和性质复杂、易变，这就需要我们煤质化验人员严格按照国家标准，对这些指标进行化验，得到准确可靠的分析数据，提供给生产部门来指导生产。进而提高发电厂的经济效益和环保水平，保证锅炉安全经济运行，有效降低发电成本。本文着重分析了煤质化验技术在火力发电厂的重要性，分析了煤质变化对火力发电厂产生的不良影响，希望能够对火力发电厂的安全经济运行提供借鉴。
关键词：煤质化验技术；火电厂
1关于煤质化验技术的概述
火力发电厂对煤的质量有明确的标准要求，煤是一种十分复杂的固体可燃物，它是由古植物经过生物化学和生物化学作用而形成的。并不是所有的煤都适用于发电，不同的锅炉类型和燃烧方式对煤质要求也不尽相同。发热量、挥发分、灰分、水分、含硫量、煤灰熔融性等指标都必须控制在一定范围内。发热量低、挥发分低、灰分高、含硫高、灰熔点低易造成燃烧不稳，锅炉熄火。
2煤的化验指标的重要性和对电厂生产的影响
2.1发热量
这一指标是区别煤炭种类的重要指标，同时也是分析煤质的指标之一，而且煤炭热平衡、耗煤量的计算都需要通过发热量来计算。判断煤炭是否具有经济价值也是看发热量的高低。
发热量对火电厂生产运行的影响：当发热量降到一定程度，将引起燃烧不稳甚至灭火，以致投油助燃。如果低位发热量降低，在锅炉负荷不变的情况下，燃料量增加，烟气流量增加，各对流受热面吸热量增加，造成过热汽温升高，炉膛排烟温度随之增加。发热量如果没有在指定标准的范围内，就容易引起锅炉燃烧不稳定和炉膛温度过低的现象，进而锅炉启动保护程序，导致锅炉熄火。
2.2灰分
灰分是煤炭经过燃烧后的残渣，并不是煤炭本身的组成成分。矿物质在煤炭燃烧时起消极作用，一方面会降低热值，影响煤的反应性，延缓着火性能，另一方面还会对挥发物的化学组成和数量造成一定的影响，煤炭受热后的黏结性和膨胀性受到抑制，并且燃烧后的焦渣的燃尽性能也受到一定程度的影响。测定灰分的方法是取适量煤炭试样，将其放置在马弗炉中，以一定的速度加热至（815±10）℃，灰化并灼烧到质量守恒。以灼烧后得到的残留物的质量占试样质量的质量分数作为煤的灰分。
灰分对火电厂生产运行的影响：燃煤灰分高，会降低燃煤的发热效果以及燃煤燃尽率，增加清灰工作劳动强度，设备磨损增加，缩短设备运行寿命，特别是制粉系统尤为显著，它会在锅炉水冷壁，过热器等高温部位生成并堆积熔渣，并在省煤器，空气预热器等部位生成积灰，阻碍热传导，破坏炉膛的正常燃烧工况，增加事故率。大量的灰使环境污染严重，也增加了基建投资和厂用电率。
2.3挥发分
挥发分是指煤炭在隔绝空气的环境下进行加热后所挥发出来的气体和液体的总和，挥发分与煤的变质程度有密切关系，煤的变质程度越低，挥发分越高，反之，煤的变质程度加深，其挥发分也会逐渐降低。
挥发分对火电厂生产运行的影响：燃煤挥发分越高，燃烧时发生的氧化作用越剧烈。挥发分高的煤影响锅炉的稳定燃烧和制粉系统的安全运行，制粉系统煤粉积集时容易使煤粉着火自燃。挥发分低的煤，不易点燃，燃烧不稳定，不完全燃烧将增加热损失，严重时还能引起熄火。
2.4 含硫量
硫是煤炭中的有害元素，硫经过燃烧之后会生成二氧化硫和少量三氧化硫，这都是有毒气体，会对环境造成污染。煤炭中如果含硫量过高，产生的气体会对锅炉的水冷壁造成一定的腐蚀，若产生结焦则容易导致锅炉管爆裂漏水，进而造成锅炉熄火。测定含硫量的方法主要有三种，艾氏重量法、库仑滴定法以及高温燃烧法，其中库仑滴定法是目前我国火力发电厂测定含硫量的常用方法。
硫对火电厂生产运行的影响：燃煤中如果含硫量过高，产生的气体会对锅炉的水冷壁造成一定的腐蚀，使灰熔融温度降低，导致锅炉结渣，使磨煤机磨损严重。若产生结焦则容易导致锅炉爆裂漏水，进而造成锅炉熄火。煤中含硫量对锅炉受热面，特别是空气预热器，易造成腐蚀和堵灰。煤中含硫量高，还易造成煤场存煤的自燃。逸散至空气中的二氧化硫及少量的三氧化硫是造成了大气污染及形成酸雨的罪魁祸首。
2.5水分
水分不影响煤炭的质量，但属无用成分，它是煤炭生产流通过程中的一个计价因素，通常煤炭供应合同中会明确煤的水分含量最大值。煤中的水分过多会影响煤炭的燃烧效率，降低煤炭发热量，从而降低炉温，影响煤粉的正常燃烧。当煤的水分含量大于或等于10%时，水分每增加一个百分点，锅炉效率就降低0.07%。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆煤中含水量要控制在一定范围内，水分过高或过低都会影响燃烧质量，过多的含水量也会增加发电厂的成本。所以对煤的水分化验十分重要。
水分对火电厂生产运行的影响：水分不能燃烧，因此煤中水分过高，不仅使煤中可燃物质含量相对减少，降低了发热量，而且在燃烧时，水分蒸发还要吸收一部分热，使煤的有效热降低。一般情况下，要使煤中1千克水分蒸发，约需要2500千焦的热量，这些导致炉膛温度降低，煤粉着火困难，排烟量增大，增加了厂用电率，同时大量的煤泥留存在磨煤机的入口等处，还增加了输煤系统堵塞的几率，影响正常供电。
2.6煤灰熔融性
煤灰熔融性就是在规定条件下得到的随加热温度而变化的煤灰变形、软化、半球和流动的特征物理状态。煤灰熔融性习惯上称为煤灰熔点，是动力用煤的一个重要质量指标。我厂设计的燃烧锅炉要求的是固态排渣，这就要求所用煤的灰熔点越高越好。
煤灰熔融性对火电厂生产运行的影响：煤灰熔融性直接关系到锅炉是否结渣（俗称结焦）及其严重程度，因而它对锅炉的安全、经济运行关系极大。如果煤灰熔融温度低，在炉膛高温下熔融粘在炉膛受热面上，冷却后形成结渣，因此加速磨煤机部件及输煤管道的磨损，对电厂经济运行造成很大影响。
3 煤质变化对火力发电厂产生的不良影响
3.1不利于火电厂安全稳定的运转
火力发电厂就是利用燃料的化学能转变成蒸汽热能，再转换成电能的工厂，煤的发热量越高，转换的热能动力越多。煤的发热量分为高位发热量和低位发热量两种，差别在于燃烧时形成的水蒸汽是否凝结成水，凝结成水时，煤炭放出的热量称为高位发热量，不能凝结成水的放出的仅是低位发热量。由于火电厂的锅炉排烟温度不会低于100℃，烟气中的水蒸汽不会凝结成水而放出汽化潜热，所以锅炉所能利用的仅是煤的低位发热量。煤质一旦发生变化，锅炉磨损与腐蚀的程度就会加深，严重者可以会出现爆管，直接危及到人身安全，这对火电厂安全稳定运转自然会造成非常大的不利影响。
3.2不利于火电厂达到环境保护要求
煤炭中如果含有过高的硫量，燃烧后排入空气中的二氧化硫也就
越多，这将对空气造成非常大的危害。而且煤炭挥发程度越低，有害气体排放量就越大，同样不利于环境保护；煤质变化幅度比较大，影响锅炉燃烧的稳定性，也会提升污染物排放量。国家对火电厂污染物排放量都有一定的要求，如果选用优质煤，火电厂也容易达到目标，环境污染程度也会降低，但是选用劣质煤则大不相同。
3.3 不利于煤炭的充分利用
煤质一旦发生变化，发热量就会降低，锅炉燃烧稳定性就会受到影响，锅炉温度也有可能下降，最终造成火焰熄灭；煤炭灰分比重比较大，会使得煤炭发热率降低，煤炭得不到充分燃尽，设备也会因此遭受到比较严重的磨损；水分比较大，煤炭燃烧效率也会因此降低，因为水分过多，煤炭发热量就会降低，炉温也会因此降低，自然会对煤粉燃烧产生比较大的影响；挥发不够充分，使得煤炭燃烧率低，严重者直接灭火；如果煤质中硫量比重过大，同样有会导致过滤熄火。上述这些问题，最终都会导致煤炭利用率低下。
3.4不利于火电厂经济效益的提升
煤质任何指标的变化，都会使得火电厂耗煤量提升，而煤炭利用率却并未提升，生产效率却有效降低，由此增加了火电厂的成本，使其经济效益降低。再加上煤质不佳，加速了锅炉等设备的磨损程度，火力发电厂需要拿出一部分资金来维修，同样增加了成本，减少了经济效益。
4结束语
燃煤火电厂的能量完全来源于煤，燃煤的品种和质量直接影响火力发电厂的安全经济运行，为了提高火力发电厂的经济效益，降低发电成本，必须从节煤、配煤工作做起，切实做到不同类型的锅炉燃烧不同种类的煤炭，否则会造成严重后果，为此必须做好煤质化验质量工作。
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论文作者:马宁
论文发表刊物:《电力设备》2017年第6期
论文发表时间:2017/6/13
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