煤质对锅炉运行的影响..docx

质对锅炉燃烧的影响李京1 （华北电力大学，能源与动力学院，河北保定 071003，学号，2152214137）摘要：锅炉燃烧的稳定对锅炉安全运行有重大的意义，本文介绍了动力煤种类与性质，同时利用西安热工院提出的燃烧、结渣预测模型，探究了煤质对锅炉燃烧的影响。最后提出了几种可以提高燃煤质量的配煤方式。关键词：煤质；锅炉；影响；配煤方式1 前言据电力部门的统计,全国大容量发电机组因锅炉故障引起的非计划停机时间占总非计划停机时间的比例平均超过40%。可以说,锅炉系统运行的经济性与安全性很大程度上决定了整个机组运行的安全性和经济性。由于锅炉系统结构复杂,运行工况恶劣,锅炉一直是电厂运行中问题最集中、事故率最高、对机组可用率影响最大的一个设备。锅炉燃烧系统又是锅炉系统中最为重要的部分,燃烧的稳定性直接影响电厂的安全性和经济性。我国能源结构以煤炭为主，燃煤火电占到全国发电设备装机容量的70%，由于如此大的需求,使得发电用煤几乎包括了所有的煤种,但它们的特性差异甚大,即使是同一类煤,随产区、矿点、开采年份和深度的不同,其低位发热量、灰分含量、含硫量等的变化范围也比较大,加上实际用煤中有些电厂还掺入各类洗中煤、洗研等劣质燃料,无意增大了实际煤质的变化幅度。同时又由于能源处于一个相对紧张的状态,对发电用煤的煤种和煤质的选择余地很少,而且大多要求燃用劣质煤,这就会给锅炉带来许多不利的影响，如煤粉着火困难、燃烧不稳定、锅炉的事故率增加,影响了整个机组的安全性。特别是,为了调节电负荷的峰谷差,许多机组都处于频繁的变负荷运行工况,这就更加重了锅炉燃烧的不稳定。因此分析煤质对锅炉的影响，对锅炉安全运行有着重大的意义。2 动力煤的分类及其性质2.1 锅炉用煤的分类动力用煤就类别来说，主要有褐煤、长焰煤、不粘结煤、贫煤；气煤以及少量的无烟煤。从商品煤来说，主要有洗混煤、洗中煤、粉煤、末煤等。劣质煤主要指对锅炉运行不利的多灰分（大于40%）低热值（小于15.73兆焦/千克）的烟煤、低挥发分（小于10%）的无烟煤、水分高热值低的褐煤以及高硫（大于2%）煤等。火电厂用的煤炭质量对锅炉设计和生产过程都是重要的基本依据。燃料煤的特性包括两个方面：一是煤特性，二是灰特性。煤特性指煤的水分、灰分、挥发分、固定碳、元素含量（碳、氢、氧、氮、硫）、发热量、着火温度、可磨性、粒度等。这些指标与燃烧、加工（例如磨成煤粉）、输送和储存有直接关系。灰特性指煤灰的化学成分、高温下的特性、以及比电阻等。这些特性对燃烧后的清洁程度，对钢材的腐蚀性以及煤灰的清除等有很大的影响。本文主要探讨动力煤的煤特性对锅炉燃烧的影响。2.2 电站锅炉对煤质的适应范围电厂动力用煤按工业分析可包括水分、挥发分、固定碳、灰分和硫分。其中水分和灰分都是对燃烧不利的, 会降低燃料的燃烧温度, 妨碍可燃物质与氧气接触, 增加排烟损失。另外, 灰分还是炉膛结渣、受热面积灰的根源。硫分增加, 则会加重受热面的腐蚀。固定碳含量反映了煤的碳化程度, 含量越高就越难燃烧。挥发分是燃料燃烧的重要特性, 挥发分着火温度低, 使煤容易着火，。由于煤质变化多锅炉安全运行有巨大的影响，原电力工业部根据电站锅炉特点,对电厂燃煤允许的煤质参数变化范围作出了明确规定[1],其参数以锅炉设计煤为基准（即实际使用煤种与设计煤种偏差不宜超过下表数据）。表1 电厂燃煤允许变化范围煤种 Vdaf Aar Mar Qnet,ar ST 偏差/% 偏差/% 偏差/% 偏差/% 偏差/%无烟煤 -1 ± 4 ± 3 ± 10 -8贫煤 -2 ± 5 ± 3 ± 10 -8低挥发 ± 5 ± 5 ± 4 ± 10 -8分烟煤高挥发 ± 5 + 5～-10 ± 4 ± 10 -8分烟煤褐煤 ± 5 ± 5 ± 7 -8注:挥发分、灰分、水分为与设计值的绝对偏差;发热量、ST为与设计值的相对偏差。该规定是在当时某些电厂因煤种变化原因出现重大事故后作出的,主要为保证机组的安全经济运行。表1也是保证锅炉额定出力及出口蒸汽参数允许的燃煤特性变化范围。目前大型机组燃烧调节手段增多,其实际范围已有较大的提高。3 煤质对锅炉运行的影响3.1 煤质对燃烧稳定性的影响燃烧稳定性问题较多出现在无烟煤、贫煤挥发分降低或灰分增加(发热量降低)时。这类煤本身燃烧性能较差,当煤质稍有变化,就可能出现燃烧稳定性问题。西安热工研究院有限公司(TPRI)总结出的燃烧稳定性模型[2]可阐述其影响程度: （1）Dmin———锅炉不投油最低稳燃负荷,%;IT———煤粉气流着火温度(TPRI),℃ ;Qnet———煤空气干燥基