我國火力發電用煤標準
  來源:www.web-14.com 更新時間:22/04/15 15:35:04 【關閉分享:
    電廠利用煤的熱值,把熱能轉變為電能。發熱量是影響電廠技術經濟指標的主要因素。電廠設計建廠時,要求有固定的供煤基地,根據不同煤質進行電廠的鍋爐設計。一旦建成投產,煤質符合鍋爐設計的要求,鍋爐效率才能充分發揮。電力部門一般要求煤的發熱量(Qnet,ar)大于20.9lMJ/kg(不包括褐煤),可波動5%,粒度為小于25mm末煤或小于50mm混煤,揮發分(Vdaf,大于20%,硫分(St,d)小于1.0%,外在水分(Mt)小于10%,干式除渣灰熔融性軟化溫度(ST)大于1250℃。煤的發熱量的高低,影響到電廠原料煤系統、制粉系統、爐膛容積、煙道、通風量、集塵及排渣等各個環節,直接影響電廠建設投資和生產成本。

  從廣義上來講,凡是以發電、機車推進、鍋爐燃燒等為目的,產生動力而使用的煤炭都屬于動力用煤,簡稱動力煤。



  火力發電廠燃用的煤通常稱為動力煤,其分類方法主要是依據煤的干燥無灰基揮發分進行分類。就動力煤類別來說,主要有褐煤、長焰煤、不粘結煤、貧煤;氣煤以及少量的無煙煤。從商品煤來說,主要有洗混煤、洗中煤、粉煤、末煤等。劣質煤主要指對鍋爐運行不利的多灰分(大于40%)低熱值(小于15.73兆焦/千克)的煙煤、低揮發分(小于10%)的無煙煤、水分高熱值低的褐煤以及高硫(大于2%)煤等。燃用劣質煤是火電廠對社會的一項貢獻。
  鍋爐煤粉的制備
  為了獲得較好的燃燒效果,提高鍋爐容量和實現鍋爐運行的自動化,現代大型鍋爐一般采用煤粉燃燒,從礦區運來的原煤要制成鍋爐用的合格煤粉,需要經過煤的初步打碎、清楚鐵件、除去木片、二次破碎、稱重與取樣、干燥、磨煤、分離等步驟。
  煤粉細度是煤粉的重要性質,煤粉越細,在爐內燃燒時,不完全燃燒損失就越小,且有利于穩燃,但是制粉系統要消耗較多的電耗,設備的磨損量也較大,反之,較粗的煤粉雖然電耗小,但不利于燃料的燃燒和燃盡。因此,在鍋爐設備運行中,應選擇適當的煤粉細度使機械未完全燃燒損失和制粉系統的電耗,因此在鍋爐系統中,應選擇適當的煤粉細度使機械未完全燃燒損失和制粉系統的電耗之和為最小,此時的煤粉細度稱為經濟細度。
  煤被磨碎成煤粉的難易程度取決于煤本身的結構,由于煤本身的結構特性不同,各種煤的機械強度、脆性有很大的區別,因此其可磨性就不同,一般用可磨性指數表示煤被磨成煤粉的難易程度,其意義代表在一特制設備上,將煤磨成煤粉的相對難易程度。電廠實踐證明,隨著煤中水分的增加,煤的可磨性指數降低,磨煤出力減少。
  煤粉是由磨煤機將煤炭磨成的不規則的細小煤炭顆粒,其顆粒平均在0.05~0.01mm,其中20~50μm(微米)以下的顆粒占絕大多數。由于煤粉顆粒很小,表面很大,故能吸附大量的空氣,且具有一般固體所未有的性質——流動性。煤粉的粒度越小,含濕量越小,其流動性也越好,但煤粉的顆粒過于細小或過于干燥,則會產生煤粉自流現象,使給煤機工作特性不穩,給鍋爐運行的調整操作造成困難。
  另外煤粉與氧氣接觸而氧化,在一定條件下可能發生煤粉自燃。在制粉系統中,煤粉是由氣體來輸送的,氣體和煤粉的混合物一遇到火花就會使火源擴大而產生較大壓力,從而造成煤粉的爆炸。
  鍋爐燃用的煤粉細度應由以下條件確定:燃燒方面希望煤粉磨得細些,這樣可以適當減少送風量,使q2 、q4損失降低;從制粉系統方面希望煤粉磨得粗些,從而降低磨煤電耗和金屬消耗。所以在選擇煤粉細度時,應使上述各項損失之和最小??倱p失蟬聯小的煤粉細度稱為“經濟細度”。由此可見,對揮發分較高且易燃的煤種,或對于磨制煤粉顆粒比較均勻的制粉設備,以及某些強化燃燒的鍋爐,煤粉細度可適當大些,以節省磨煤能耗。由于各種煤的軟硬程度不同,其抗磨能力也不同,因此每種煤的
經濟細度也不同。
  煤粉的燃燒:由煤粉制備系統制成的煤粉經煤粉燃燒器進入爐內。燃燒器是煤粉爐的主要燃燒設備。燃燒器的作用有三:一是保證煤粉氣流噴入爐膛后迅速著火;二是使一、二次風能夠強烈混合以保證煤粉充分燃燒;三是讓火焰充滿爐膛而減少死滯區。煤粉氣流經燃燒器進入爐膛后,便開始了煤的燃燒過程。燃燒過程的三個階段與其它爐型大體相同。所不同的是,這種爐型燃燒前的準備階段和燃燒階段時間很短,而燃盡階段時間相對很長。
  發電用煤的質量要求:
  火電廠用的煤炭質量對鍋爐設計和生產過程都是重要的基本依據。燃料煤的特性包括兩個方面:一是煤特性,二是灰特性。
  煤特性指煤的水分、灰分、揮發分、固定碳、元素含量(碳、氫、氧、氮、硫)、發熱量、著火溫度、可磨性、粒度等。這些指標與燃燒、加工(例如磨成煤粉)、輸送和儲存有直接關系。
等有很大的影響。
  電廠煤粉爐對煤種的適用范圍較廣,它既可以設計成燃用高揮發分的褐煤,也可設計成燃用低揮發分的無煙煤。但對一臺已安裝使用的鍋爐來講,不可能燃用各種揮發分的煤炭,因為它受到噴燃器型式和爐膛結構的限制。發電用煤質量指標有:
  揮發分:是判明煤炭著火特性的首要指標。揮發分含量越高,著火越容易。根據鍋爐設計要求,供煤揮發分的值變化不宜太大,否則會影響鍋爐的正常運行。如原設計燃用低揮發分的煤而改燒高揮發分的煤后,因火焰中心逼近噴燃器出口,可能因燒壞
噴燃器而停爐;若原設計燃用高揮發分的煤種而改燒低揮發分的煤,則會因著火過遲使燃燒不完全,甚至造成熄火事故。因此供煤時要盡量按原設計的揮發分煤種或相近的煤種供應。
  灰分:灰分含量會使火焰傳播速度下降,著火時間推遲,燃燒不穩定,爐溫下降。
  水分:水分是燃燒過程中的有害物質之一,它在燃燒過程中吸收大量的熱,對燃燒的影響比灰分大得多。
  發熱量:為的發熱量是鍋爐設計的一個重要依據。由于電廠煤粉對煤種適應性較強,因此只要煤的發熱量與鍋爐設計要求大體相符即可。
  灰熔點:由于煤粉爐爐膛火焰中心溫度多在1500℃以上,在這樣高溫下,煤灰大多呈軟化或流體狀態。
  煤的硫分:硫是煤中有害雜質,雖對燃燒本身沒有影響,但它的含量太高,對設備的腐蝕和環境的污染都相當嚴重。因此,電廠燃用煤的硫分不能太高,一般要求最高不能超過2.5%。
  動力配煤技術
  動力配煤技術是以煤化學、煤的燃燒動力學和煤質測試等學科和技術為基礎,將不同類別、不同質量的單種煤通過篩選、破碎、按不同比例混合和配入添加劑等過程,改變單種動力用煤的化學組成、物理性質和燃燒特性,充分發揮單種煤的煤質優點,克服單種煤的煤質缺點,提供可滿足不同燃煤設備要求的煤炭產品的一種簡易的成本較低的技術。從而達到提高效率、節約煤炭和減少污染物排放的目的。
  任何類型的鍋爐和窯爐對煤質均有一定的要求,在現有條件下,要提高鍋爐熱效率,就要保證鍋爐達到正常高效運行,使燃煤特性與鍋爐設計參數相匹配。煤質過高或過低都難以達到最佳效果。在滿足燃煤設備對煤質要求的前提下,采用動力配煤技術可最大限度地利用低質煤、或更充分地利用當地現有的煤炭資源。不同品質煤的相互配合,還可以按不同地區對大氣環境、水質的要求,調節燃煤的硫分及氮、氯、砷、氟等有害元素含量,減少SO2、NOx及有害元素的排放,最大限度地滿足環境保護要求。

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