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煤质化验技术在火电厂的重要性分析

发表时间：2020/1/7 来源：《科技新时代》2019年11期作者：王展丽

[导读] 在火电企业的生产过程中，煤炭质量管理工作是一项十分重要的内容，可以说，煤炭质量管理水平的高低直接影响着锅炉燃烧效率的高低，继而对火电厂生产安全和生产效益带来影响。煤炭质量管理工作中的煤质化验工作尤为关键。

王展丽
        大唐陕西发电有限公司西安热电厂陕西省西安市 710302

        摘要：在火电企业的生产过程中，煤炭质量管理工作是一项十分重要的内容，可以说，煤炭质量管理水平的高低直接影响着锅炉燃烧效率的高低，继而对火电厂生产安全和生产效益带来影响。煤炭质量管理工作中的煤质化验工作尤为关键。本文就此相关议题进行了分析和论述，从煤质化验技术的内容、煤质化验技术的重要性以及煤质变化情况对电厂生产的影响三个方面进行了论述，供相关人士参考。
        关键词：火电厂；煤质化验；煤质检测；重要性；影响


        1引言
        煤质化验是火电厂生产中一个十分重要的作业环节，它既包含化验人员的样品制备过程，同时也包含化验人员的样品分析过程，通过及时准确的煤质化学实验以及煤样分析推理得到科学有效的数据结果，继而在火电厂生产运营决策过程中发挥出重要的信息支持作用。为了提高火电厂生产安全和生产效益，对煤质化验技术进行研究是十分必要且重要的。

        2煤质化验技术概述
        火电厂煤质化验技术主要是指煤的工业分析,它不是单一的某种技术，而是一系列技术的总称。具体包括水分含量测定实验、灰分含量测定实验、挥发分测定实验、含硫量测定实验、发热量测定实验。不同的测定实验对应不同的技术，在实际的煤质化验中，工作人员以国家标准规范为核心参考和技术指导，按照相应的标准和技术要求来进行煤质各项指标的测定。

        3煤质化验技术的重要性体现
        火电厂的生产工艺主要原理是通过燃料燃烧过程中的化学能转化为热能，然后再将热能转换为工艺设备的机械能，最终转化为电能，完成火电厂的生产过程。在这一系列能量的转换过程中，最终电能生产质量和燃烧效率与最初的煤炭燃料质量是紧密关联的。因此，想要提高火电厂的生产效益，必须提高煤炭燃料的质量，提高煤炭燃烧的效率。从技术方面来看，煤质化验技术中的煤炭各项质量指标的测定有各自不同的作用和影响。
        水分含量测定：煤样的水分既包括内在水，还包括外在水。其中，煤炭样品内在水指的是存在于煤炭颗粒内部毛细缝隙中的水。这部分内在水是煤样与周围空气湿度二者之间达到一个平衡态时的水分。煤炭样品外在水指的是存在于煤炭颗粒表面上的水。这部分外在水是煤样与周围空气湿度二者之间形成平衡态的过程中所失去的水分。煤炭样品中含有适量的水分对煤炭燃烧有一定的积极作用，可以提高煤粉悬浮燃烧的效率。但是当煤炭样品水分含量过多时会导致燃料成本升高，同时降低燃烧效率。
        灰分含量测定：灰分是煤样在燃烧实验条件下生成的残留物，灰分大多来源于煤样中的矿物质或其他杂质。在燃烧的过程中，煤样中的可燃物烧尽，剩下的物质是矿物质的燃烧、分解或化合反应的产物，以灰分的形式呈现。灰分的存在不仅降低了燃烧的热效率，而且延迟煤样的着火性，在后期煤样的燃烧过程中，还会因灰分而发生黏结和膨胀，对燃烧效率的提高十分不利，影响电力生产的安全性。
        挥发分含量测定：挥发分是在空气隔绝的实验条件下，对煤样燃烧过程中的质量损失进行测定。挥发分的测定结果反映了煤炭样品的煤化程度。通常来说，年轻的煤种具有较高的挥发分，而且在一定范围内，挥发分与煤化程度成反向关系。

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挥发分的高低对煤的着火和燃烧有较大影响，同时电厂锅炉设计中挥发分也是最重要的依据。
        含硫量测定：煤样中含有的硫包括有机硫和无机硫，在燃烧过程中，煤样汇总的硫被氧化为硫氧化物，其中二氧化硫占比最高，由于二氧化硫是环境污染物，因此二氧化硫的浓度直接影响到火电厂排放指标是否符合环保排放标准。煤质化验中含硫量的测定十分重要，实际中，商品煤中含硫量不能超过1%。
        发热量测定：煤样在燃烧过程中发生反应，释放出的热量是煤质的重要衡量指标。煤质发热量测定不仅关系到燃料采购成本的高低，同时也是火电厂燃烧工艺中生产设备和生产方式选择的依据，是确保燃烧稳定性和燃烧效率的重要指标。

        4煤质化验技术各项指标对火电厂生产安全和效益的影响
        煤质变化对火电厂的生产安全和生产效益带来影响，可以从不同的煤质检测技术及指标来进行分析。
        水分的影响：由于水分不会产生热量，因此煤样中的水分含量如果太高，则煤样中的可燃物质量比就会减少，导致煤样燃烧过程中的热量值降低，同时在燃烧时水分的蒸发还会带走部分热量，进一步降低燃烧热量，1kg水分，大约消耗2.5MJ的热；水分增加，影响锅炉燃烧效率，增加厂用电。另一方面，如果煤样中的水分含量太低，则煤样过于干燥，首先会对磨煤机的生产效率造成影响，磨煤机运行过程中会散发机械热，及其干燥的煤粉容易发生爆炸，提高生产风险。电厂煤的结算主要以煤的低位发热量为依据，水分对煤的收到基低位发热量计算结果影响较大，通常水分每变化+1%，影响热值-（60～65）J/g。
        灰分的影响：灰分是煤中有害杂质，含量较高时，可燃物成分相对减少，煤样的燃烧效率降低，热量值降低，灰分每变化+1%，影响热值-（60～65）J/g。热值减少同时由于灰分量较高导致煤渣产量增加，会增加工作人员的清灰劳动量，对于设备也会加大磨损，缩减设备的使用寿命。在一些溶剂集聚灰分的设备局部位置，还会引发爆管或爆炸事故，十分不利于生产运行安全。另一方面，灰分含量的增加会给后续烟气净化处理增加负担，对于火电厂环保管理不利。
        挥发分的影响：具有更高挥发分的煤炭样品通常着火点更低，燃烧火焰更大，容易完全燃烧，但是燃烧过程中火焰温度更低。此外，具有较高挥发分的煤炭容易变质或发生自燃现象，因此不容易储存。而具有较低挥发分的煤炭样品燃烧不充分，热损失较大，燃烧过程不稳定，容易出现熄火现象。
        含硫量的影响：煤炭样品中的含硫量对于煤炭的储存、燃烧均有很大的影响。煤炭中的硫含量增加，一方面会增加硫氧化物浓度，增加火电厂污染物处理负担，通常情况下，煤炭中含硫量每增加1%，则燃用1吨煤排放二氧化硫的量就增加约20kg。另一方面，产生的高浓度硫氧化物对锅炉设备造成严重腐蚀，加速磨煤机及输没管道的磨损；含硫量较高的煤，存放时易氧化自燃，威胁电力生产安全。因此必须对煤样的含硫量进行严格控制。
        发热量的影响：煤炭燃烧过程是能量的传递，因此发热量是煤炭特性的一项重要指标。在实际的煤炭管理工作中，煤炭作为一种交易商品，它的成本计价、供应计划、发电成本核算、生产相关指标计算、能源利用效率等都以媒炭发热量作为依据，因此，煤炭发热量的高低对火电厂锅炉生产安全和效率有着十分紧密的关系。如果煤样发热量过低，会导致系统燃烧不稳定，此时为了维持燃烧系统的稳定性，采取投油的方式进行助燃，当煤样的发热量抵御锅炉的正常负荷时，烟气生成量增加，炉膛温度随之升高，对系统的运行安全性、经济性极为不利。

        5结语
        在火电厂日常生产中，煤质化验工作至关重要，为进一步提升煤质化验技术水平，工作人员应充分意识到煤质化验的重要性，以科学的理念，认真的态度对待岗位工作，不断提升煤质化验的科学性、准确性和可靠性，为生产目标的实现奠定坚实保障。

        参考文献
        [1]煤质化验中如何确保数据的可靠性，许艳琴，《当代化工研究》，2019（08）
        [2]煤质化验准确性影响因素及措施，董逸菲，《山东工业技术》，2019（13）
        [3]煤质检验中应注意的问题分析，杨爱红，《中国石油和化工标准与质量》，2019（13）