摘要：火力发电主要是将能源燃料产生的化学能转化为蒸汽热能，从而成为汽轮发电机组的推动力产生电能。火力发电主要是燃烧煤，但是当前电煤供应情况越来越紧张，电煤的质量日益下降，在一定的发电量下，如果煤质越差，则锅炉消耗的原煤量也会越多，这样也会增加整个运煤系统的负荷，增加设备的磨耗程度。在整个发电厂成本费用中，燃料费用成本占到绝大多数，比重超过80%。因此，电厂燃煤情况不仅会影响到火电厂生产运行的安全性，也会影响到火电厂的经营效益。本文就煤质变化对火电厂安全经济运行的影响情况进行了简要分析与探讨，以供参阅。
关键词：煤质变化；火电厂；安全；经济运行；影响
引言
安全生产是企业持续发展永恒的主题，也是落实科学发展观的必然要求，为此，“十二五”规划中编制了具体的工作通知，为火电厂各项生产经营活动提供指导。目前，面临着国际市场环境的影响，电煤供应不足，且煤质参差不齐，直接影响了火电厂安全经营运行效果，严重情况下，极有可能引发人员伤亡事故。基于此，加强对煤质变化对火电厂安全经营运行影响分析具有非常重要的现实意义，能够帮助我们进一步找到安全风险源头，采取合理措施，最后兼顾火电厂经济、社会效益。
1煤质变化对火电厂安全经济运行影响分析
1.1水分因素，刚氏生产效益
煤中所包含的水分降低了煤块中原本的可燃质的含量，降低了煤块本身的热量以及受到外界影响时所产生的发热量，从而导致炉膛的内部温度大幅度降低，提高了火电厂自身的用电率。而且，由于排烟量的增高造成输煤系统出现堵塞的现象，使得正常供电受到了不同程度的影响。燃用多水分煤的时候，会产生大量的硫酸蒸汽，从而会出现硫酸凝结于锅炉尾部的情况。这种硫酸块会腐蚀煤炉中原有的空气预热器，烟囱内部的表面也会因此开始剥落。一般情况下，煤块中的水分含量超过了10%的时候，就会造成一定量的危害，一旦水分含量超过了15%的时候，甚至会造成事故的发生。
1.2挥发分因素，引发自燃危险
发电厂用煤中，挥发分作为重要指标，挥发分及煤燃烧与火存在密切联系。一般来说，如果煤的挥发分高，那么煤燃烧更具稳定性，且燃烧更加充分和完全，能够将煤的能量全部释放出来。反之，煤不易燃烧，且燃烧情况不够稳定。挥发分与锅炉燃烧器结构形式、内部大小等因素存在密切关系。如果挥发分含量增加．制粉系统会出现煤粉集聚，造成煤粉出现着火自燃现象。
1.3灰分因素。安全隐患突出
发电厂用煤中，挥发分是其中非常重要的指标之一，挥发分和煤燃烧以及煤着火有密切的联系。具体而言，如果煤的挥发分较高，则煤比较容易着火，燃烧情况也相对稳定，燃烧的火焰比较大，但是火焰的温度并不高。如果煤的挥发分较低，煤不容易被点燃，燃烧情况也很难稳定，机械、化学燃烧不完全会大大增加热损失，严重的话可能会导致熄火。挥发分和锅炉燃烧器结构形式、炉膛大小、炉膛形状、一二次风、燃烧带铺设、防爆措施设计、制粉系统选型等都有很大的关系。其次，煤制粉、存放系统的安全运行也和煤的挥发分具有密切联系，煤的挥发分含量增加，煤粉阴燃的温度会随之降低，因此一旦煤中挥发分含量相对较高时，制粉系统的煤粉积集，极易导致煤粉着火自燃。
1.4煤中硫因素，降低锅炉运行效率
一般来说，煤中硫主要分为不可燃硫和可燃硫两种，硫分作为一种危害程度较高的杂质，无论是对燃烧、还是气化等都会产生不良影响。如严重磨损输煤管道、磨煤机部件等，尤其是煤含有黄铁矿较多，使得磨损程度更为严重。再者，加速煤氧化自燃程度，如果变质程度较低，其中的黄铁矿更高，增加了自燃可能性。此外，对于大气环境污染严重，硫在燃烧后形成二氧化硫，随着烟气进入到大气环境。
1.5灰熔融性因素，增加经济损失
煤灰熔融温度低，在锅炉内会结渣，严重影响火电厂运行安全性、经济性，出现结渣事故，会造成严重的人员伤亡，使得火电厂蒙受重大的经济损失。为了避免这一现象，应严格控制好煤灰分、煤中硫含量。综上来看，煤质涉及多个方面，其中任何特性指标都会对火电厂生产安全，性、经济性产生负面影响，不但影响火电厂经济效益的提升，且在很大程度上增加了生产危险性，与当前电力改革具体要求相违背。
1.6哈氏指数所造成的影响
现阶段我国电厂中一般情况下都是煤粉锅炉，因此煤块自身的可磨性也成了煤质的一项特性指标，它对于火电站的生产运用也有着十分重要的影响。煤块的可磨性指数越准确，则对于火电厂进行选择磨煤机以及了解其运行状况等方面帮助越大。哈氏可磨性指数的数值越大，则磨煤机的用力越大。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因此，在一般情况下，电力用煤的时候都会选择可磨性相对比较大的煤块，从而能够在一定程度上降低使用煤耗。
1.7发热量所造成的影响
锅炉机组设计过程中，炉膛的热负荷、物料的计算、磨煤机容量的选择都需要利用煤炭发热量进行计算。在锅炉机组运行过程中，调节锅炉热平衡，调节锅炉的负荷，配煤燃烧等也需要参考煤炭发热量。其次，发供电煤耗中也将煤炭发热量作为重要的一项的经济指标。在锅炉负荷一定的情况下，煤低位发热量下降，会增加燃料量以及总烟气量，也会升高炉膛的出口温度，但是炉膛内的单位辐射吸热会下降。在燃料量增加的情况下，各制粉系统出力也会随之增加，这样也会增加一次风量，煤粉的细度会相应增粗。而且，燃料量增加，会增加锅炉受热面积灰程度，降低锅炉传热，升高尾部烟道的烟气温度，从而增加排烟的热损失。其次，燃料量增加会增加锅炉排渣量，从而增加炉渣的物理热损失，使锅炉的运行效率大大降低。
2基于电力安全生产应对煤质变化的有效措施
2.1做好煤种配煤和混煤
煤种混煤工作是一项日常工作，通过这种方式能够均衡煤质，使得劣质煤的利用率得到显著提升。同时，还能够降低燃料成本与排放量。在具体操作中，要先对煤质进行化验和分析，及时化验不同煤种，准确分析煤种并得出全面的化验分析报告。同时按照既定比例，合理混合不同性质、种类的煤种，采取合理措施将其加工成混煤。长时间实践积累大量经验，对于掺煤工作，应坚持相应的原则：不同煤源掺烧，各种煤的挥发分值相差较小。确定配比之后，应尽可能保证不同煤源之间均匀，提高燃烧稳定性。遵循上述原则，能够提高工作有效性。
2.2加强对输煤工作的管理
对不同的煤种尽量采取按类分别堆放，根据需要，在不同时期燃用不同的煤种，或按不同的比例搭配使用。输煤时输煤工与当班司炉及时沟通，对含水量较低或含粉煤较多的煤种可采取适量加以掺和的办法，输煤时将杂质分拣出来，把大颗粒的煤粉碎，及时对破碎机进行调整，锅炉运行人员可根据煤质化验单给定的煤质变化情况，及时进行燃烧调整合理配风、从而达到安全运行的目的。
2.3加装煤质在线检测装置，加强入场煤、入炉煤的化验分析
根据现行的国家标准及电厂的实际情况，电厂从煤样的采集、制备到工业分析的结果测定，往往需要8h甚至更长的时间，无法及时反映入厂的煤质情况，加装入厂煤在线检测装置可以快速检测热值等主要指标，尽量保证煤种接近设计煤种，及时发现不合格来煤，采取退回或单独存放，追诉缺卡损失，保护电厂经济效益和机组的安全性，同时，可依据入厂煤质指导分类堆放。加强化验分析，准确掌握煤炭指标的分析数据，特别是挥发分、发热量、灰分、灰熔融性等，及时提供给锅炉运行人员便于及时调整，实现科学配煤。
2.4确定配风的方式
在进行了燃烧调整的实验之后，需要确定锅炉内部一次风与二次风的配风方式，依靠煤块质量作为参考，从而控制炉膛出口处的排氧量。当煤质相对比较差的时候，在煤粉系统允许的前提之下，需要对于分离器挡板之间的开合度进行调整，进而促使煤粉能够充分进行燃烧。
2.5工作人员需要了解煤质的情况
在火电厂工作的锅炉运行人员，必须要及时掌握煤炉的使用情况并加以分析，在锅炉运行的时候能够全面把控现场。另外，直吹式锅炉运行人员一般能够利用煤机中的用煤量，从而对于煤块的质量进行判断，必须避免运行过程中煤块的煤质出现大幅度波动的情况。
2.6应加强现场巡检，做好监督管理
锅炉运行人员应定期巡检锅炉生产运行现场的实际情况，尤其应重点检查颅内煤粉的燃烧情况，及时发现燃烧不稳定、结渣等燃烧异常现象。同时，应成立一个专门的煤炭质量监督小组，在煤炭运输过程严防出现掺假、掺水、倒煤等行为。通过目测外观，煤质的化验分析，对于不达标的煤质应及时反馈给采购部门，采用单独存放、退回或拒收等处理办法。
结束语
总而言之，在能源日趋紧张煤电形势日益严峻的今天，有效节约能源，使电厂安全经济运行是每个电厂员工需要研究的重要课题。随着公司对煤质变化出现的问题重视程度的不断加强，检测设备及技术、监督措施的不断完善，减少煤质变化差异，使燃煤质量接近设计煤种，最终实现电厂节能降耗、安全经济运行，促进公司快速发展。
参考文献：
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[2]方文沐，杜惠敏，李天荣.燃料分析技术问答[J].中国电力出版社，2013.
[3]刘爱忠.燃料管理及设备[J].中国电力出版社，2012.
论文作者:王能伟
论文发表刊物:《电力设备》2018年第22期
论文发表时间:2018/12/5
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