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毕业设计（论文）

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电厂发电用煤质量指标及要求

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电厂发电用煤质量指标及要求

摘要：随着我国能源需求的不断增长，火力发电作为主要的电力来源之一，其用煤质量对发电效率和环境保护具有重要意义。本文从煤的化学成分、工业分析、发热量、灰分和硫分等质量指标出发，详细分析了电厂发电用煤的质量要求。通过对国内外相关研究的综合分析，探讨了提高用煤质量对降低发电成本、减少污染物排放的积极作用，为电厂用煤质量控制提供了理论依据。

随着我国经济的快速发展，能源需求日益增长，火力发电作为我国主要的电力供应方式之一，其重要性不言而喻。然而，火力发电过程中产生的污染物对环境造成了严重影响，尤其是燃煤电厂。因此，提高发电用煤质量，降低污染物排放，是当前亟待解决的问题。本文通过对电厂发电用煤质量指标及要求的研究，旨在为电厂用煤质量控制提供理论支持和实践指导。

一、电厂发电用煤的化学成分与工业分析

1.1煤的化学成分

(1)煤的化学成分是决定其燃烧性能和发电效率的关键因素。煤的主要化学成分包括碳、氢、氧、氮、硫和矿物质等。其中，碳和氢是煤的主要可燃成分，它们在燃烧过程中释放出大量的热能，为火力发电提供动力。氧和氮虽然不是主要的可燃成分，但在燃烧过程中也会参与化学反应，影响燃烧效率和污染物排放。硫分的存在则会导致酸雨等环境问题。

(2)煤的化学成分可以通过元素分析、工业分析和元素组成分析等方法进行测定。元素分析主要测定煤中的碳、氢、氧、氮、硫等元素的含量，这些元素的含量直接影响煤的发热量和燃烧性能。工业分析则测定煤的挥发分、固定碳、灰分和水分等指标，这些指标反映了煤的物理性质和燃烧特性。元素组成分析则更深入地研究了煤中各种元素的具体形态和分布，为煤的加工利用提供了重要依据。

(3)不同类型的煤具有不同的化学成分特征。例如，烟煤具有较高的碳含量和较低的硫分，适合于高效率的燃烧；而褐煤则含有较多的水分和挥发分，燃烧效率相对较低。了解煤的化学成分特征对于优化燃烧过程、提高发电效率和减少污染物排放具有重要意义。因此，在电厂发电用煤的选择和加工过程中，必须充分考虑煤的化学成分，以实现节能减排的目标。

1.2煤的工业分析

(1)煤的工业分析是评价煤质的重要手段，它主要包括挥发分、固定碳、灰分和水分四个主要指标。挥发分是指煤在加热过程中释放出的气体和蒸汽，其含量直接影响到煤的燃烧性能和燃烧速度。挥发分高的煤燃烧速度快，但容易产生不完全燃烧，导致能源浪费和污染物排放。固定碳是指在煤完全燃烧后剩余的固体物质，它是煤中主要的可燃成分，其含量越高，煤的发热量通常也越高。灰分是指煤燃烧后残留的固体物质，它主要由矿物质组成，对燃烧效率没有直接影响，但会影响设备的清洁和维护。水分则是指煤中天然存在的或因潮湿而吸附的水，它会影响煤的运输、储存和燃烧性能。

(2)在工业分析中，挥发分和固定碳的测定通常采用卡尔·费里希（KarlFischer）法或哈特曼（Hartman）法。这些方法能够较为准确地测定煤中的挥发分和固定碳含量，为后续的燃烧过程提供重要的参数。灰分的测定则通过将煤样在高温下燃烧，然后测量燃烧后的灰烬质量。水分的测定则相对简单，可以通过烘干法或者卡尔·费里希法进行。这些指标的测定不仅对于评估煤的燃烧性能至关重要，而且在煤的加工和利用过程中，如洗煤、脱硫等环节，也需要根据这些指标来调整工艺参数。

(3)煤的工业分析结果对于电厂来说具有实际操作指导意义。例如，在配煤过程中，根据不同煤种的工业分析结果，可以优化混合比例，以达到最佳的热效率和环保效果。此外，工业分析结果还可以用来预测煤的燃烧性能，如燃烧温度、燃烧速度和燃烧后的残留物等。对于燃煤电厂而言，通过精确控制煤的工业分析指标，可以有效提高燃烧效率，减少能源消耗，降低运营成本，并且有助于减少污染物排放，符合可持续发展的要求。因此，工业分析在煤质评价和火力发电行业中占有重要地位。

1.3煤的发热量

(1)煤的发热量是指单位质量的煤在完全燃烧时所释放出的热量，是衡量煤质优劣的重要指标之一。根据煤中碳、氢、硫等元素的含量，煤的发热量可以分为高位发热量和低位发热量。高位发热量是指煤在燃烧过程中，不考虑水分和灰分带走的热量，而低位发热量则考虑了这些因素。通常情况下，低位发热量是电厂实际计算和使用的标准。

(2)煤的发热量测定方法主要有弹筒法、热量计法和氧弹法等。弹筒法是通过将煤样放入密闭的弹筒中，与氧气充分接触后燃烧，测量燃烧后气体体积的变化来计算发热量。热量计法则是利用热量计直接测量煤样燃烧所释放的热量。氧弹法是一种更为精确的测定方法，通过将煤样放入特制的氧弹中，在高压氧气