煤质对电厂锅炉运行与经济性的影响分析与探讨

发表时间:2020/6/1   来源:《电力设备》2020年第4期   作者:赵峰
[导读] 摘要:文章结合目前燃煤电厂的锅炉运行现状,分析对锅炉运行与经济性产生影响的煤质因素,并针对煤质的影响提出了提升锅炉运行与经济性的有效策略,以供参考。
        (上海电力安装第一工程有限公司  上海市  200090)
        摘要:文章结合目前燃煤电厂的锅炉运行现状,分析对锅炉运行与经济性产生影响的煤质因素,并针对煤质的影响提出了提升锅炉运行与经济性的有效策略,以供参考。
        关键词:煤质;电厂锅炉运行;经济性
        1引言
        在近年来人们的用电需求在持续增长的同时,也增加了发电企业的生产压力。而我国目前主要的发电企业就是燃煤火电厂,在上述发展趋势下也增加了我国对煤炭的需求量。然而煤炭属于不可再生资源,随着煤炭需求量和开采量的增加,不仅表现出此类不可再生资源逐渐枯竭的问题,同时也在燃煤发电过程中表现出严重的环境污染问题,不符合目前我国提出的发展低碳经济的要求。因此,目前的燃煤发电企业将节能减排作为重要的管理内容,尤其是针对其中的锅炉来说,作为煤炭燃烧和能量转换的重要部分,其运行效率以及经济性也直接影响燃煤发电企业的能源利用情况。而针对影响锅炉运行和经济性的煤质因素来说,需要考虑二者之间的关系并对生产方式进行优化,在保证发电机组稳定运行的同时,也提升其锅炉运行效率以及燃煤电厂的经济效益。
        2燃煤电厂锅炉运行现状分析
        在目前我国加大对新型清洁型能源开发力度的同时,我国的燃煤火电厂在生产中主要表现出以下现状:首先是发电成本逐渐上升的现状。这主要是在目前燃煤电厂的煤炭需求量在持续增长的同时,我国也加大了对燃煤发电厂的环保要求,在此过程中也逐渐经历了大型煤矿企业的整合以及中小型煤矿的退出,使得煤炭价格在逐渐上升,增加了燃煤发电成本。其次是煤炭需求量在持续增长的现状。在目前我国的能源结构不断提升过程中,虽然新型清洁型能源的比例在逐渐升高,但是仍然以煤炭作为主要能源形式。同时在目前社会快速发展形式下对各种能源需求量增长的同时,也增加了对煤炭资源的需求。再次是设计煤质的种类需求无法得到满足的现状。在目前社会用电负荷快速增长而增加燃煤发电厂电能生产任务的同时,也增加了对煤炭的需求量。同时由于煤炭价格持续处于较高的状态中,容易造成符合燃煤电厂设计煤种的煤炭资源比较紧缺的现象,这就会出现使用不同煤质的煤炭来满足发电需求的现象,这也会对发电效率及其运营经济效益造成影响。最后就是没有正确认识煤质与电厂经济运行之间关系的现状。这主要表现在燃煤电厂在采购煤炭时往往更加注重价格而忽视煤质,容易造成采购到劣质煤的情况而影响发电厂的运行经济性。
        3煤质对电厂锅炉运行与经济性的影响
        一是挥发分的影响。此种因素是衡量煤炭燃烧性能的重要指标,表现出具有越高挥发分的煤炭越容易在燃烧时可以完全燃烧,同时也可以通过适当降低煤粉磨制细度标准而提升磨煤机工作效率。而如果煤炭的挥发分较低,则需要通过增加煤粉磨制细度的方式来促进煤炭的完全燃烧。此外,通过确保入炉煤的挥发分与设计标准保持一致的方式可以保证其充分燃烧的同时也减少出现停炉事故的概率,减少由于停炉事故而造成的风险以及增加的设备、材料和维修成本等。
        二是灰分的影响。在煤炭燃烧之后产生的灰烬积攒到一定程度时会对煤炭中碳元素的充分燃烧造成阻碍,减缓煤炭的燃烧速度以及减少其燃烧中产生的热量,因而会导致锅炉燃烧时温度和燃烧效率的降低,这同时也会造成碳灰含量的增加,导致恶性循环问题的产生。

而越来越多的碳灰还会加剧对锅炉及其管道设备的腐蚀程度,缩短设备的使用年限,增加出现安全事故的概率。
        三是水分的影响。煤炭中的含水量过高,会降低其可燃物含量以及发热量,而且在燃烧中也会由于气化以及蒸发等现象而消耗一定的热量,从而导致锅炉中煤炭燃烧时的热量减少和温度降低,同时还会增加煤粉的着火难度以及排烟量、用电量等,导致输出系统出现堵塞问题概率的增加。此外,此问题还会增加仓内对煤炭形成板结的概率,导致通风阻力的增加而降低炉内温度,同时也缩小有效着火范围,导致燃烧时间的缩短,在损失化学和机械能的同时也增加烟气量,还会增加引风机的负荷,导致热效率的降低。
        四是碳分的影响。这主要表现在煤炭中硫元素含量过多会在燃烧过程中与空气中的水蒸汽发生化学反应而生成酸蒸汽,不仅会增加锅炉底部的堵灰以及腐蚀概率,而且还影响锅炉的均匀受热、缩短其使用寿命。严重时还会由于凝结物的增加而导致挥发分的增加,这就会增加煤粉产生自燃的概率,增加电厂运行中的安全风险。
        4提升燃煤电厂锅炉运行效率的有效措施
        针对上述问题,首先要做好对煤质源头的把控。这就需要在采购煤炭的过程中采取精细化管理策略尽可能地保证所采购煤炭的煤质符合电厂的设计标准要求,同时还要加强入厂煤炭的煤质检测,在燃煤过程中通过科学的掺烧策略来保证其燃烧效率。
        其次是做好燃煤的选择。针对电厂中所应用的燃煤锅炉所需要的燃煤类型进行选择,此外还要保证所选择的燃煤符合相应的制粉系统、燃烧器以及锅炉运行方式等要求。为此就需要通过实际燃烧实验来分析不同种类煤炭的燃烧经济性、结渣特性、燃烧指标以及相对磨损性等参数,选择对锅炉管壁损耗程度都较低的煤种,并且将综合效益较好的煤种作为锅炉燃料使用的主力。
        再次是在燃煤电厂针对设计和煤质的要求和标准在不断提高的同时也需要针对电厂相关设备和技术进行革新和改造,提升锅炉运行的安全性和工作效率。
        最后就是采取科学的配合掺烧策略,保证掺配之后的质量以及价格,同时还要结合电厂中所应用的锅炉和制粉系统的情况保证满足电厂发电要求的最低质量煤种,防止更为劣质煤种的进入,保证电厂运行的经济性。
        5结语
        针对燃煤电厂来说,煤质是影响其经济运行的首要因素,同时也会对其运行经济效益产生影响。为此在分析煤质中的挥发分、灰分、水分以及碳分等对锅炉运行及经济性造成的影响之后,提出了相应的提升锅炉运行与经济性的煤质控制策略,实现提升锅炉燃烧效率和燃煤电厂经济效益的目的。
        参考文献
        [1] 李伟, 王学义. 燃煤电厂煤质检验工作中的问题分析[J]. 科学技术创新, 2019(7):164-165.
        [2] 李阳. 试析煤质变化对火电厂运行经济性的影响[J]. 机电信息, 2017(27):131-131.
        [3] 崔晓峰, 王博. 煤质对电厂锅炉运行与经济性的影响研究[J]. 中国设备工程, 2018(12).
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