赵浩东
呼和浩特金桥热电厂， 内蒙古 呼和浩特 010000
摘 要：中国是世界上最大的煤炭能源国家，其中火力发电厂对煤炭需求是最大的。为了倡导国家号召的节能减排的环境友好型社会，许多电厂都致力于研究如何提高煤炭的使用效率，减少环境污染。我国煤炭生产的煤种类繁多，电厂需要根据实际情况将不同种类的煤进行组合，以平衡锅炉运行与经济效益之间的关系。
关键词：煤质；电厂锅炉；经济性影响
工程概况：
金桥热电厂采用锅炉型号：DG1025/18.2-Π6型锅炉，汽轮机型式：亚临界、一次中间再热、自然循环单汽包、单炉膛、平衡通风，摆动燃烧器四角切圈燃烧，固态排渣煤粉炉。制造厂商：东方锅炉厂，与东方汽轮机厂生产的C300/235-16.7/0.35/537/537汽轮机相配套。
1 我国火电厂燃煤现状分析
1.1 燃煤发电的成本正在上升
由于经济的发展，火电厂用煤量不断增加，国家环保执法更加严格，一大批中小民营煤矿被撤下，国家大型煤矿企业正在大力整合，这导致了煤炭价格的上涨。因此，火电厂燃煤发电的成本必然会增加。
1.2 煤炭使用量呈上升趋势
从目前我国电力能源结构分析来看，虽然水电、核电、风电等清洁能源所占比重正在上升，但在未来很长一段时间内，火电仍将占据主要地位。随着我国经济的不断发展和社会生产生活对电力的需求不断增加，火电厂的发电任务将越来越重，对煤炭资源的需求也将越来越大。可以预测，我国火电厂的用煤量仍将呈现上升趋势。
1.3 对设计煤种的需求没有得到满足
为了经济发展的需要,因此需要火力发电厂发出更多的电量,火电厂对煤炭的需求不断增加,当煤炭价格升高,在能够满足火电厂实际需求的情况下，会使用不同质量的煤来满足发电的需求，因此会在一定程度上影响发电效率和经济效益。
1.4 对煤质与电厂运行、经济的关系认识不足
目前，仍有许多电厂没有明确认识到煤质将对锅炉运行和电厂经济产生很大的影响。这说明，许多电厂在市场上购买煤炭时，对煤炭质量的重视程度远低于对价格的重视，经常购买低价低质的煤炭。因此，了解煤质与电厂运行及其经济性之间的关系十分重要。
2 煤质对锅炉运行的影响
煤炭是锅炉供热企业燃烧的重要原料，煤炭的质量好坏将直接影响锅炉的安全运行和企业的经济效益。因此，锅炉供热企业必须加强对煤质的控制，使用优质煤减少设备的损耗，提高热转换效率，这样企业才能获得更高的经济效益。
2.1 稳定燃烧影响
优质煤燃烧稳定，对锅炉设备影响小，具有较高的热值和燃烧转换效率。判断煤炭质量主要通过以下两个方面——煤炭中的水分含量和煤炭的挥发分。首先，煤炭的含水量越高，纯度就越低，在燃烧时会产生较多的烟雾，增加煤炭产热的损失。当煤炭燃烧不充分时，大量的水分受热变化为水雾，与细小的煤炭颗粒结合形成烟雾，容易堵塞出炉位置的排烟口，对锅炉设备的运行产生较大压力或损害。其次，在煤炭燃烧的过程中，会因受热分解产生一些挥发性气体，挥发分与氧气充分结合后能够再次燃烧产生热量，达到二次利用的效果，能够为锅炉企业节约一定的燃烧成本。
2.2 燃烧灰分影响
灰分是指煤中不可燃的部分。灰渣对环境的污染更大，只有经过一定的处理才能排放。煤中的灰分对燃烧和锅炉有很大的影响，所以选择灰分较低的煤更节能环保。一方面，煤中灰分过高，同质煤提供的热值差别较大。对于锅炉企业来说，不仅增加了煤灰处理的成本，而且不能产生更多的热能，成本成倍增加，对经济效益造成了极大的损害。另一方面，在燃烧过程中，灰分含量较高，会包裹住煤炭中其他的有效成分，使煤炭不能得到充分燃烧，降低煤炭的热转换效率。煤灰质量较轻，会在煤炭的运输、燃烧、通风等过程中对锅炉设备造成磨损或堵塞，增加了设备安检与维修的成本。
2.3 排烟热损失
排烟热损失是指煤炭燃烧后产生的烟气携带了部分从烟囱排出的热量，对锅炉的热值有一定的影响。首先,排烟过多会磨损锅炉内的换热器。其次，煤炭质量不过关，煤块表面不平整，易被烟雾包裹产生积垢，在燃烧过程中就不能和氧气充分接触，会产生焦化现象，造成燃料燃烧不完全;煤炭的焦化还会对锅炉炉膛产生损坏，局部温度的快速升高可能使炉膛内层产生开裂或爆炸危险。
3 改善煤质对电厂锅炉运行及经济的措施
为了改善燃煤对锅炉的不良影响，如何通过改变煤质来提高锅炉运行效率，是电厂相关负责人需要认真对待的问题。笔者对电厂负责人提出了以下几点建议。
3.1 把控源头，提高煤质
要控制火电厂煤的质量，最直接、最有效的方法就是从源头加强控制和管理，也就是火电厂煤资源的采购环节。采购影响燃料的价格和煤炭的质量，反过来又对电厂的经济绩效产生间接影响。那么电厂如何加强对采购环节的管理呢？可以尝试应用“混掺贫煤”的方法，这种方法是指在采购煤炭时不止采购其中一种，可能同时采购几种不同來源的煤炭。以华电电厂为例，该电厂在制定煤炭资源的采购计划时，将电厂锅炉运行所需煤炭的各项指标罗列出来，并同时考虑煤炭的热值及其环保指数。根据这一计划，该厂当年共采购印尼煤炭70万t，采购澳洲煤炭76万t。采购澳洲煤炭最主要的原因是因其环保指数较高，可以降低废弃物的排放。而采购印尼煤则是为了弥补澳洲煤炭热值不足的缺陷，当这两种煤炭以合适的比例进行掺烧时，便能达到互补的目的。而掺烧的过程也能保证其稳定性与安全性，保护锅炉的正常安全运行。
3.2 做好燃煤的选择
电厂应根据自己的锅炉设计和标准选择合适的煤种，或者在设计时注意锅炉结构和炉种的差异，考虑当前煤种各方面的指标，选择相应的燃烧器和制粉系统。如果在设计过程中不考虑相应煤种的质量和使用要求，将会在一定程度上影响锅炉运行的经济性和安全性。相关负责人可以在实际情况下尝试对几种燃煤原料进行燃烧试验，记录不同燃料的燃烧过程中的现象，对其技术指标、结渣特性和相对磨损性以及经济性进行分析，得出相对科学合理的结果，然后据此选择符合锅炉运行需求的煤种。相关研究人员已经做过相关的调查和研究：将神华神木煤与山西优混煤以8：2的比例进行掺烧，发现煤炭产生飞灰的可能性较低；伊泰神木煤和神混2号煤则不管是单烧，还是掺烧，这两种煤炭对锅炉管壁的损害程度都较低，对于锅炉设备的保护比较明显。因此，电厂在采购煤炭时可以参考专业研究人员的研究结果来选择燃煤，将综合效益最为良好的煤种作为电厂锅炉燃料使用的主力。
3.3 加强设备技术的改造
电厂锅炉设备本身以及相关配套设备和技术也会影响到锅炉的效率，因此，为了保证锅炉正常运行的概率，电厂的相关设备和技术都应该进行改造和改造。尤其是当前由于电厂锅炉的设计和对煤炭的要求与标准不断提高，锅炉设备与煤炭种类和质量之间的差距越来越明显，传统的技术水平与设备要求已经无法满足锅炉的运行要求和发电需求。因此，电厂应当注意在这些设备方面加强技术改造与应用，以提高锅炉的安全性和工作效率。
3.4 提高原煤的除杂率
为了进一步保证锅炉制粉系统的正常高效运行，电厂需要对进厂的煤原料进行除杂处理。国内大部分电厂采用的制粉系统为正压直吹制粉系统。这个系统有一个缺陷——缺少相应的木屑分离器。煤炭原料中可能存在的污垢、草等杂物不能彻底清除，这些杂质会影响煤炭的充分燃烧。本电厂需要加强人力除杂，以保证入炉的煤炭资源能充分、均匀地燃烧。
结束语
煤是火电厂运行中的一个重要因素，它直接影响火电厂的经济效益。因此，研究煤质对锅炉运行和电厂经济的影响，对促进电厂经济发展和安全运行具有重要意义。通过对煤质的分析，可以采用不同的方式来控制不同种类的煤，从而充分提高燃烧效率，达到企业效益最大化的目的。
参考文献
[1]河津发电厂入炉煤质调整与控制[D].杨晓东.西安工业大学2014.
[2]电厂锅炉变煤种掺烧问题研究[J].袁斌.科技资讯.2016（19）.
作者简介：姓名：赵浩东，民族：蒙古族 ，出生年月:1994.05，内蒙古自治区鄂尔多斯市，本科，专业：能源与动力工程，现职称:热动助理工程师，从事火电厂集控运行（呼和浩特金桥热电厂）