煤质的变化对锅炉运行的影响
发表时间：2018-06-25T16:31:57.103Z 来源：《电力设备》2018年第4期作者：王高科
[导读] 摘要：在我国很多的电能都是属于火电，并且我国最重要的电力形式是燃煤发电，可是目前电站锅炉在我国面临着很重要的燃煤紧缺问题，所以只能减少煤质变化对锅炉运行状况造成的影响，并且需要对锅炉所需要的煤种进行充分的了解，选择比较合适的入场煤、入炉煤、入炉方式等才能保障安全的运行锅炉和安全的运行措施。
（中国大唐平罗发电有限公司宁夏银川 750000）
摘要：在我国很多的电能都是属于火电，并且我国最重要的电力形式是燃煤发电，可是目前电站锅炉在我国面临着很重要的燃煤紧缺问题，所以只能减少煤质变化对锅炉运行状况造成的影响，并且需要对锅炉所需要的煤种进行充分的了解，选择比较合适的入场煤、入炉煤、入炉方式等才能保障安全的运行锅炉和安全的运行措施。
所以，煤质的变化会对燃煤锅炉的运行状况造成很严重的影响。
关键词：煤质变化；锅炉；运行；影响；分析
1导言
锅炉燃煤紧缺是我国短期内难以解决的问题，此将对火力发电厂燃煤构成产生重大影响，从而造成锅炉运行状态偏离设计值，直接影响机组的安全性和经济性。
面对繁杂煤种，了解锅炉适应煤种的范围，根据煤种特性选择合适的入厂煤、合理安排入炉煤及入炉方式，并采用不同的运行措施，可以在保证安全运行的基础上，提高机组经济性。
2煤质变化对锅炉的影响
2.1对锅炉稳定燃烧的影响
通过了解燃煤的发热量情况就可以了解到煤炭质量，如果燃煤的发热量相对较低，煤炭在燃烧过程中将难以稳定，也会燃烧得不充分，有时还会出现炉膛灭火事故，这样一来锅炉出口温度也就不会达到相应标准，影响锅炉供热。
在温度较低的条件下，挥发分可以析出且燃烧，由于燃烧会产生热量，焦炭粒温度也会随之不断上升，以便为燃烧提供有利发展空间，同时，随着挥发分析出，焦炭中间空隙和外界反应面积随之增大，在一定程度上也提升了焦炭燃烧速度。
可见，挥发分含量越大，煤炭中着火点高难着火的固定碳成分就相对较少，燃煤也就越容易燃烧充分，挥发分析出后所留下的空间空隙也将更大，与氧接触的表面积也将随之增大，燃烧速度也会加快。
如果挥发分含量降低，那么燃煤着火温度将升高，需要由外部提供的着火热量将增加，不能增加的话则使得着火花费时间较长，燃烧不够稳定，而且由于炉膛的燃烧空间行程一定，火焰中心上移，使得炉膛辐射也难以吸收到更多热量，大部分热量将被对流受热面吸收，使得排烟温度升高，绝大多数热量由此流失。
煤灰分在燃烧中不仅不会产生热量，还会吸收部分热量，使得灰分含量逐渐增大，发热量却反之被降低，不仅影响了着火，还容易出现着火延迟，与此同时，炉膛中的温度也会下降，煤炭得不到充分燃烧，产生飞灰。
随着灰分含量的增大，碳粒将被灰层包裹起来，碳粒燃烧速度也将变缓，火焰传播速度降低，导致燃烧不完全。
此外，由于飞灰浓度的升高，省煤器与空气预热器将受到严重磨损，除尘量随之增多，致使大部分热量被损失，影响了锅炉热效率提升。
在锅炉燃烧中，燃煤粒度也会产生一定影响，如果煤粒过大，它在锅炉中燃烧时间又很短，这样很容易导致煤中的焦炭难以完全燃烧，在检查炉渣时也发现含碳量较大，导致固体未完全燃烧热损失增大；相反如果煤粒过小，煤粒和氧能充分接触发生良好的化学反应，但是煤粉磨得过细的话其单位电耗过大，不经济，因此要选择合适的煤粉粒度才能保证既稳定燃烧又能有较好的经济性。
另外，煤的含水量在一定程度与挥发分与对燃煤着火特性影响相同，一定量的水分有利于着火，当火焰处于高温时，水蒸气会将对燃烧起到催化作用，有利于煤粉快速燃烧，不仅可以提高火焰温度，还有利于燃烧室炉壁辐射换热。
同时，在分解水蒸气时还会产生氢分子与氢氧根，它们的出现能够提高火焰热传导率。
但如果煤炭所含水分过多，着火热也将增大，另一部分燃烧热会被用于加热水分，使其可以在短时间内汽化，这样就会降低炉内烟气的温度，不利于煤的着火与燃烧。
同样，如果煤炭中杂质较多，也会影响煤的燃烧发热量，影响煤与氧气的接触，不仅限制了煤的燃烧，还降低了锅炉热效率，在锅炉运行时若不进行除渣除尘工作，则锅炉安全运行受到威胁。
2.2对辅助设备运行的影响
当所使用的燃煤质量较差时，在燃烧前的点火以及运行调节上都会遇到很大困难，不能充分燃烧，而且也容易灭火，导致锅炉出口温度达不到相应要求。
煤质较差也会使炉膛出现结焦情况，无论是对流管束，还是省煤器与空气预热器的受热面都将受到严重磨损，同时也会出现积灰现象，影响锅炉送风，也会影响到锅炉热效率。
灰分较大的燃煤在燃烧以后不仅会影响到除尘设备的除尘效果，还会增加除尘系统运行负担，导致运行故障频发，造成工作环境污染，也将对外界环境产生破坏。
一旦所用煤中含硫过多，很容易出现水冷壁被高温腐蚀情况，锅炉尾部烟道以及其他设备也会出现低温腐蚀，极易出现锅炉爆管情况，使得锅炉安全运行受到威胁。
3建议
针对煤质多变而造成的锅炉燃烧问题增多的现象，必须制定可操作性强的措施，做好锅炉燃烧调整工作，以减少或避免锅炉非计划停运或故障发生，确保锅炉设备安全稳定经济运行。
建议采取以下措施：
一是加强混煤或配煤工作。
混煤或配煤工作可提高劣质煤的利用率，降低燃料成本，减少排放。
通过合理的将不同类、不同性质的煤种，按照一定比例加工混合成混煤，在保证机组安全运行的条件下，使混煤的价格最低，可以有效地降低生产成本。
另外，对煤中矿物质引起的锅炉受热面结渣、积灰、腐蚀、磨损等问题，可以通过配煤来改善或解决。
随着"厂网分开、竞价上网"的市场经济发展以及煤炭供应的多样化，配煤是稳定煤质保证锅炉安全经二是锅炉运行人员要及时掌握入炉煤的煤质分析情况，特别是入炉煤的挥发份、发热量、灰份的含量，以便在运行操作中做到有的放矢。
三是锅炉的一次风速、二次风速、煤粉浓度是与锅炉煤粉燃烧最为密切的控制参数，应根据煤质情况（挥发份）调整控制一次风速在合理的范围，优化给粉量的调节方式，同层给粉量应保持一致，燃烧器出口煤粉浓度基本均匀。
应防止煤粉管道堵管或积粉，防止一、二次风速偏差过大，造成火焰中心偏移。
另外，当发现某管一次风速下降，煤粉浓度增加时，应立即减小此给粉机转速，到喷燃器和给粉机就地检查，发现异常应停止该给粉机运行，并增大一次风速，增加其他给粉机，维持正常运行。
四是加强锅炉运行人员现场巡检，特别是检查炉内煤粉燃烧情况。
如燃烧器喷口煤粉着火距离及煤粉燃烧状况，及时发现是否存在结渣或燃烧不稳现象。
五是通过燃烧调整试验确定锅炉一、二次风的配风方式，根据煤质控制炉膛出口的氧量。
煤质差时，在制粉系统允许的条件下，通过
调整煤粉风机转速或粗粉分离器档板开度磨制合格的煤粉，有利于煤粉燃烧。
六是根据现有设备特点和煤质情况制定可操作执行的锅炉燃烧不稳的事故反措及稳燃措施。
如加大回流量，提高一次风温，适当敷设卫燃带等，都可有效改善着火。
如有条件还可在一次风口处的燃料空气流中设置钝体，利用钝体尾迹中出现高温烟气的回流达到火焰稳定的目的。
七是加强到场原煤的煤质管理，及时准确掌握入炉煤的工业分析数据，特别是挥发份和灰份，及时提供给锅炉运行人员，便于他们及时运行调整。
八是加强设备检修管理。
应保证设备工作正常，出现缺陷及时消除，特别是与燃烧有关设备（排粉机、磨煤机、给煤机、给粉机等），同时应加强与锅炉燃烧有关热控设备的检查维护，保证DCS等系统工作正常。
4结论
随着原煤供应的市场化，煤质波动问题仍将成为锅炉燃烧不稳定因素中的最核心因素。
用煤单位应该依据各自的实际情况加强来煤掺混，最大限度地降低煤质波动，优化运行方式，保证锅炉一、二次风速，使煤粉浓度处于最佳配比，从而保证锅炉燃烧的安全、稳定、经济。
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