杨欢欢
新疆维吾尔自治区煤炭煤层气测试研究所 新疆 乌鲁木齐 830000
摘要：随着煤炭价格的不断走高，火力发电成本也在不断上升，为了使运行成本得到最大程度的降低，应当要充分提升锅炉燃烧的效率，采取合理的措施应对煤质变化带来的影响。火力电厂应当要对煤炭种类进行充分了解，科学选择入场与入炉煤，并采取合适的入炉方式，从而提升锅炉燃烧效率，以此来减少因煤质变化导致的不良影响，最大限度保证火力电厂锅炉的安全经济运行。
关键词：燃煤；煤质；锅炉；配煤；掺烧
1煤质变化对锅炉运行产生的影响
1.1发热量
发热量是衡量煤质好坏的重要指标，较高的发热量会提升锅炉的燃烧效率。如果发热量数值较低时，可能导致锅炉出现熄火现象。在锅炉出口温度较低时，锅炉燃烧工况不稳定，直接影响到燃烧热效率。
1.2挥发分
在燃煤燃烧的过程中，在较低的温度下挥发分就能够析出和燃烧，挥发分的析出会增加焦炭内部的空间以及外部的反应面积，有助于提高燃烧速度。所以燃煤中挥发分含量越大，煤中难以燃烧的固定碳就越少，粉煤越容易燃烬。如果挥发分含量较低，着火时间会有所延长，且炉膛受热面积缩小，尾部烟温高，排烟热损失较大。
1.3灰分
因为灰分不会燃烧，所以在灰分含量较大的情况下，会出现着火困难和着火延迟的现象，同时还会降低炉膛温度。随着灰分含量的增加，会在碳粒表面形成灰层，由此降低燃烧速度，影响锅炉燃烧效率。飞灰浓度的增加，灰尘颗粒在排烟过程中会加剧受热面的磨损，降低锅炉使用寿命，容易出现积灰和结渣现象，影响到锅炉热效率。
1.4颗粒度
如果煤粉的粒径较大，在锅炉燃烧过程中因为受热时间较短就会导致焦炭出现不完全燃烧，炉渣中含碳量增加，增加锅炉的物理热损失。如果粒径较小，在燃烧过程中容易被烟气带走，从而造成飞灰热损失。所以在燃烧时，要根据颗粒度的大小来调整给风量，尽量保证燃烧效率。
1.5含水量
燃煤中的含水量对着火特性有一定的影响，如果含水量相对较小，对于高温火焰而言，蒸汽对燃烧可起到催化作用，从而提高炉膛的温度。水蒸气在分解后产生的氢分子和氢氧根还能够提高火焰的热传导率。但是如果含水量过高，加热水分会消耗掉一定的热量，就会降低炉内温度，从而导致锅炉燃烧热效率降低。
2提高燃煤锅炉运行效率的优化措施
2.1采用在线掺烧优化系统
为了提高锅炉掺烧效率，降低劣质煤对锅炉燃烧效率的影响，可以采用煤质在线检测技术，实时获取锅炉燃煤数据，通过与在线掺烧优化软件的结合，可有效提高燃烧效率。在煤种较多时煤质会出现较大的波动，为了解决煤质检测数据滞后的问题，可以采用激光式煤炭全元素分析设备，将其架设在入炉煤皮带上方。在上皮带煤为原煤仓加煤时，利用高能量脉冲激光来激发待测煤流，通过对煤中水分、灰分、发热量、硫分等进行定量分析，能够获取上皮带燃煤的发热量、灰分、灰成分以及全元素数据。在线检测装置在获取煤质相关数据后，会将其以网络的形式传送给在线掺烧优化系统。掺烧优化软件会对入厂煤质的数据进行分析，然后制定初期的配煤方案。在接收到上皮带煤质数据后，会将其与初步配煤方案中的数据进行对比，如果数据偏差较大，则会对前端配煤的煤种以及比例进行相应的调整，以保证入炉煤质能够达到最佳配置。
在线掺烧优化系统还会对炉内实时燃烧的煤质数据进行分析，通过数据比对分析为锅炉运行推荐关键参数，以提高燃烧效率。在线掺烧优化系统的应用，能够及时调整前端配煤的煤种及比例，避免煤质出现较大的波动，同时还能够实时获取炉内煤质数据，为调整锅炉运行参数提供参考，既能够提高锅炉燃烧效率，又能够降低运行成本。
2.2选择合理的配煤方式
根据煤种的差异，采用不同的制粉系统和不同的燃烧器，在炉内燃烧过程中实现各煤种的混合，在燃烧过程中能够根据负荷情况及时调整比例，确保所有煤种都能够参与炉内燃烧。具体的操作可分为上下两层燃烧器，可根据实际情况选择煤种的布局，比较常见的方式为上层燃烧其他煤种，下层燃烧易结渣煤种。对于无法实现炉内混合的电厂而言，可以采用预先混合的方式。可在煤矿或者煤炭中转过程中进行混合，也可以在上煤过程中掺配。通过合理的配煤比例，将各煤种混合到一起，能够有效缓解结渣问题。但是采用预先混合的方式，需要有较大的煤场能够进行煤种的分堆存放。对于燃烧性能相差较小的煤种而言，还可以采用间断性掺烧的方式。在选择配煤方式时，还需要结合电厂运行现状、锅炉结构、设计煤种性能、燃煤种类及各自性能等因素进行综合考量，最终选择适宜的配煤方式，以降低运行成本，提高经济效益。
2.3加强煤场库存结构的优化管理
在库存管理中，不仅要保证各个煤种在数量上的合理控制，还要做好煤质的管理。为了保证电厂配煤掺烧总体热量值保持在一定范围内，应该根据锅炉设计以及实际掺烧情况，合理控制库存煤种的热值结构。为了预防脱硫设备运行效率低的情况，应该保证一定量的低硫媒库存量。受到存煤挥发分的影响，在存放过程中可能会出现损耗、自燃、挥发分析出等现象，所以要做好存煤在挥发分方面的影响。存煤的灰熔点、水分、灰分等对锅炉的燃烧效率会产生不同的影响，所以要优化对库存煤质的结构管理。为了保证电厂燃煤库存结构的优化管理，可以采用动态管理方法，利用动态规划模型，根据电厂每天的耗煤量、每天的配煤方案，计划购煤量等因素，制定出合理的采煤计划，确保煤场库存的煤质能够符合电厂的需求。对于库存结构中任何一项煤质特性而言，由于锅炉的燃烧特性以及环保排放都有一定的要求，所以既要保证库存量处于最小安全值之上，又要保证各项煤质属性均在配煤规定的范围内。采用动态管理库存的方式，不仅能够满足电厂生产的正常运行，而且还能够在煤质结构上达到最佳状态。
24.加强电厂的全过程管理
为了将煤质变化控制在最小范围内，应该加强电厂燃煤的全过程管理。针对电厂燃煤采购、存放、使用的特点，制定出完善的管理方案。对于有条件的电厂，尽量使用设计煤种。对于需要掺烧的电厂，要加强对进煤的质量管理，及时准确地掌握煤炭市场信息，尽量选择煤质好、较为稳定的合作企业。在燃煤进场后，做好燃煤存放管理工作，根据煤种和煤质的差异性，分类存放，并做好防护措施，防止储煤出现风化和自燃现象，尽量避免煤质发生变化。在输煤过程中，根据配煤方案的需求，合理搭配煤种，及时清理燃煤中的杂质。值班人员要做好入炉煤的煤质分析工作，尤其是煤的发热量、挥发分、灰分、颗粒度等，并且能够根据煤质的不同来调整燃烧参数。在燃烧过程中，做好观察工作，确保煤与空气能够充分混合接触，控制好炉膛内的温度，监视炉膛负压、排烟温度、氧气、二氧化碳等数据，通过对锅炉的燃烧调节，确保锅炉运行参数达到最佳状态。各个部门的人员应该加强合作，对煤质在每个环节的数据信息进行详细的记录，最终通过煤质变化、锅炉运行状态等各项因素的综合对比分析，不断进行燃烧调整实验，最终探索出不同煤种的混烧、掺烧和配煤技术，切实提升各煤种的利用率，降低燃烧成本。
3结语
在燃煤掺烧过程中，由于煤种的不同，会导致发热量、水分、灰分等性能参数与设计值或者校核值出现一定的偏差，从而对锅炉运行效率以及电厂经济效益产生一定的影响。在这种情况下，解决燃煤掺烧中煤质的变化是解决电厂可持续发展的重要问题，电厂急需加强对燃煤管理、煤质检测等技术的提升，在保持锅炉处于最佳运行状态的同时，还能够保证电厂获取最大的经济效益。
参考文献
[1]翁海英.煤质变化对锅炉燃烧的影响及应对措施分析[J].清洗世界，2020（4）.
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