摘要：我国是世界上最大的煤炭能源国，其中火力发电厂是能源需求最大的，为了倡导国家呼吁的节能减排的环保型社会，很多发电厂致力于研究如何提高煤炭的使用效率，降低环境污染。我国煤炭生产的煤质种类繁多，发电厂需要根据实际的情况结合不同的煤质种类来平衡锅炉运行的状况以及经济效益之间的关系。本文主要就煤质对电厂锅炉运行及经济性影响进行研究。
关键词：煤质；电厂锅炉运行；经济性；影响
1、引言
煤炭仍然是我国最主要的能源，而我国也是世界上最大的煤炭生产和消费国。与此同时，电厂是我国最主要的煤炭用户，而且随着我国经济发展对煤炭需求的不断增大，我国电厂用煤总量仍将呈现增长趋势。我国经济改革的不断深化使节能减排已经成为我国经济发展所追求的重要目标之一。所以，如何提高用煤的效率，是众多发电企业需要仔细思考的课题。当前，我国煤炭行业已经开始完全按照市场经济的规律运行，导致煤质的种类越来越多。电厂面对这一情况时，就需要考虑煤质与锅炉运行和经济性的关系，从而得到最优化的生产方案，进而在无法得到充足的设计煤种的情况下，实现煤的供、耗、存优化管理，确保机组的稳定高效运行，提高企业生产的经济效益。
2、我国火电厂燃煤现状分析
2.1燃煤发电的成本不断上升
因为经济的发展导致火电发电厂的用煤数量在不断的增加，国家环保执法更加严格，中小及私人煤矿大量退出，国家级大型煤矿企业大力整合，从而导致煤炭的价格上升，因此，必然会增加火力发电厂的燃煤发电的成本。
2.2用煤数量呈现增长趋势
从当前我国电力能源结构来分析，虽然水电、核电、风电等清洁能源所占的比例在不断增多，但是在未来很长一段时间内，火电仍然占据主要地位。随着我国经济的不断发展，社会生产生活对电力需求的增大，火电厂的发电任务将会越来越重，其对煤炭资源的需求也会越来越多。可以预见，我国火电厂的用煤数量仍将会呈现增长的趋势。
2.3设计煤质的种类的需求得不到满足
为了跟随经济发展的脚步，火力发电厂发电的任务重大，因此对于煤炭的需求在不断的增加，当煤炭价格处于高位运行的情况时，对于所设计的煤种储备由于公司经营情况的限制出现缺空，在无法满足火力发电厂用煤的实际需求的情况时，就会采用不同煤质的煤炭来满足发电的需求，因此发电的效率以及经济的效益都会受到一定的影响。
2.4对煤质与电厂运行和经济性的关系认识不足
当前，仍然有很多电厂没有清楚认识到煤质会对电厂锅炉运行和电厂经济性产生很大影响。这表现在许多电厂在采购市场煤时，对煤质的关心程度远远小于对价格的关系程度，往往采购到价格低廉的劣质煤。因此，认识煤质与电厂运行及其经济性之间的关系十分重要。
3、煤质对电厂锅炉运行与经济性的影响
煤炭作为发电厂的燃料资源，其原料的燃烧和产生的废弃物都会对锅炉的正常运行产生一定影响。如果是质量合格的煤炭，其整个燃烧的过程相对稳定和安全。但煤质没有达到相关标准的话，就会影响整个燃烧的效果，既不能高效利用燃料，也不能确保电厂锅炉的安全、经济，情况严重的甚至出现一系列安全事故，造成不必要的人员或设备损伤。以下将从煤的挥发分、灰分、水分和碳分4个方面入手，说明煤质对电厂锅炉运行与经济性的影响。
3.1挥发分的影响
挥发分是直接反应煤炭燃烧性能的重要因素，挥发分越高就说明煤炭燃烧的越完全，因此，就有限的稍微降低煤粉磨制的细度标准，从而就能够有效的增加磨煤机的工作效率。如果煤炭的挥发分较低的话，为了保证煤炭的燃烧就需要更细的煤粉来促进锅炉燃烧，磨煤机为了保证煤粉细度标准，就会直接影响工作效率。为了避免停炉事故的发生，必须保障入煤炉的挥发分与设计的标准保持一致，既要保障煤炭能夠充分的燃烧，也能有效的提高工作效率。一旦出现停炉事故，不仅会有安全方面的问题，同时设备方面、材料方面、维修方面等都会增加一定的成本。
3.2灰分的影响
煤的灰分影响是指当煤燃烧成为灰烬时，其含量对锅炉运行的影响。当煤在燃烧的过程中灰分积累到一定程度时，就会阻止煤中碳元素的充分燃烧，使得煤炭的燃烧速度变得越来越慢，为锅炉提供的热量也就越来越少，锅炉里面的温度会不断降低。且煤灰的不可燃烧性也会导致大锅炉内部燃烧热能的消耗，这反过来会不断增加碳灰含量，对锅炉及相关设备产生较强的腐蚀，降低设备的使用年限，并且可能引发相关的安全事故。
3.3水分的影响
燃烧过程中如果具有水分，不仅会降低发热量和可燃物质的含量，还会由于气化、蒸发等消耗大量热量，促使降低炉膛内部温度，使得煤粉很难着火，具有比较大的排烟量，增加用电量，此外还会提高堵塞输煤系统的概率。水分越高，会越容易导致仓内的煤形成板结，提高通风阻力，从而降低炉内温度，拥有比较靠后的炉内着火点，降低有效着火范围，缩短燃烧时间，提高化学以及机械的不完善损失，还会提高烟气量，使得不断提高烟热的损失，减少热效率，提高引风机的负荷，为腐蚀和低温受热提供一定基础和保证。
3.4碳分的影响
煤的碳分影响是煤炭在燃烧中产生化学反应、生成其它元素对锅炉运行产生的影响，煤的元素中硫在燃烧的条件下与空气中的水蒸气结合产生新的物质——酸蒸汽，能够在低温受热的情况下发生凝结现象，这会使得锅炉底部产生堵灰和腐蚀的现象。如果这种酸蒸汽不断增加，会影响电厂锅炉的均匀受热，一样会降低锅炉的使用年限。情况严重时，还会因为凝结物的增加而增加挥发分，进而强化煤的阴燃倾向，导致煤粉出现自燃现象，严重危害锅炉的正常安全使用。
4、提升锅炉运行效率的措施
4.1把控源头，提高煤质
煤炭采购环节不仅是火电厂的主要生产环节之一，而且在很大程度上决定着煤炭的价格、质量，因而会对火电厂的经济效益产生极大的影响。因此，火电厂要想提高煤炭质量、降低发电成本，则需要从加强源头管理人手。首先，火电厂可以实行精细化管理策略，采购时选择规范的煤炭企业，尽可能使煤炭质量符合或者接近锅炉设计时的标准。其次，严格煤炭人厂检查制度，对人场煤炭进行严格的检查、化验，杜绝化验不合格的煤炭进人。最后，电厂还可以灵活采购混掺贫煤。
4.2做好燃煤的选择
在设计电厂燃煤锅炉的时候，设计过程中需要以特定煤种为基础，选择不同种类的燃煤，设计锅炉结构、炉型就会不同，此外，还会具有不同的制粉系统、燃烧器、锅炉运行方式，所以，在选择燃煤的时候，如果具有和设计不一致煤种的时候，会对锅炉整体运行的安全性和经济性造成影响，影响电厂燃煤运行实际效率的主要原因就是燃煤的选择。相关人员通过对电厂进行实际燃烧实验，分析不同种类的燃烧的经济性、结渣特性、燃烧指标、相对磨损性等，可以发现，最小燃尽性能的就是2号燃煤和伊泰神木煤；伊泰神木煤中存在一定的山西优质混煤，具有相对比较低含量的飞灰可燃物；对电厂锅炉内部具有最小相对磨损性的就是伊泰神木煤；掺烧或者单烧煤的时候，都具有比较轻微的对于屏式过热器以及锅炉水冷壁的结渣程度。综合分析电厂燃煤锅炉的实际负荷能力、运行成本、飞灰利用状态、维护成本、供电成本等因素来选择燃煤。
4.3加强设备技术的改造
电厂锅炉设备本身及其相关的配套设备和技术也会影响锅炉的工作效率，因此，为保证锅炉正常运行的概率，应当对电厂的相关设备和技术进行革新和改造。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發电需求。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。
4.4科学燃烧，保障入炉煤质稳定
其实锅炉在实际的燃烧运行过程中完全的使用设计的煤质也是不太实际的，因此对于各种煤质的配合掺烧是一项十分重要的工作。在煤质掺配的过程中，首先要考虑价格的因素，其次就要考虑各种煤质掺配后的质量问题，确保不同煤质的组合具有较强的燃烧性。除此之外，对于很多，差异性较大的煤质不应该直接的进行掺烧，否则就会影响磨煤机和煤质的正常运行。
4.5根据锅炉实际情况，确定最低煤质
不同火电厂的情况不同，其各自使用的锅炉、制粉系统等有较大差异，因此各电厂对煤质的要求也会存在差异。对此，火电厂应该根据自身制粉系统、锅炉的实际运行情况，确定能够满足电厂发电要求的最低质量煤种。只有这样，电厂在选择煤种时才能有的放矢，避免劣质煤的进人，确保锅炉的运行以及提高电厂发电的经济性。
5、结语
煤炭是对火力发电厂运行的重要因素，直接影响着火力发电厂的经济效益。因此研究煤质对电厂锅炉运行及经济性影响，对于促进电厂经济发展、安全运行具有重要意义。分析煤质情况，可以利用不同方式来控制不同煤种，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）.
（作者单位：山西平朔煤矸石发电有限责任公司）
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