试论煤质化验技术对于火力发电厂的重要性

试论煤质化验技术对于火力发电厂的重要性
摘要：火力发电厂究其功能实质而言就是一个能量转换的工作
站，火力发电的原理是将燃料中蕴含的化学能经过燃烧转换为热能，然后将热能转换为发电设备的机械能，最终转换输出电能。

由于我国能源结构富煤、少气、缺油”火力发电占据超过70%的比例，而燃煤则是火力发电厂的主要燃料，并且燃煤成本占到火力发电厂总成本的七成以上，因此燃煤的质量和品质直接关系到火力发电厂生产工作的安全、经济和环保水平。

为了提高火电厂的经济效益和环保水平，必须做好节煤、配煤工作，不同种类燃煤在相应类型的锅炉中燃烧，否则将会造成严重后果，因此必须做好煤质化验技术工作。

关键词：煤质化验发热量挥发分灰分水分含硫量
火力发电厂对燃煤有明确的质量和标准要求，并非任何种类的燃
煤都可以用于火力发电，而且锅炉类型及燃烧方式的不同也对燃煤质量有不同的要求，只有煤质与锅炉类型及燃烧方式相适应时，才能达到最佳的燃烧效率。

因此必须严格控制发热量、挥发分、灰分、水分以及含硫量等指标在特定范围内，如果燃煤发热量低、挥发分低、灰分高、水分高、含硫量高等，则容易造成锅炉燃烧不稳定乃至熄火，大面积结焦，磨损腐蚀加剧，产生热力系统故障，导致发电机组出力降低甚至设备停机。

而上述燃煤质量指标的化验鉴定都必须经过煤质化验分析工作，这要求煤质化验人员要严格按照国家标准规定，运用物理和化学方法对上述指标进行化验分析，得出准确分析数据来指导
生产，并对锅炉燃烧过程及理论做深入研究。

煤质化验指标主要包括：（1）发热量；（2）挥发分；（3）灰分；⑷水分；（5）含硫量［1-2］。

1燃煤指标对火电厂影响及其化验重要性
1.1发热量
燃煤的发热量是对煤炭进行分类以及对煤质进行分析的重要指标，体现了煤炭的商业价值。

同时发热量也是煤炭热力学和工艺计算的基础，用来确定设备的类型和燃烧方式。

如果燃煤的发热量达不到锅炉设计标准规定的值，则容易造成锅炉燃烧不稳定、瞬间恶化，炉膛温度过低，并导致火焰监视系统启动保护动作，最后锅炉灭火。

燃煤发热量的测定方法是将定量分析试样放置在充入过量氧气的氧弹热量计中燃烧，而通过相似条件下燃烧一定量的苯甲酸（基准量热物质）来确定热量计的热容量。

通过试样燃烧前后热系统的温升并考虑点火热等付加热的因素得出弹筒发热量。

在煤质发热量检测过程中注意步骤准确和流程规范，才能有效确定燃煤发热量，避免产生测量错误造成发热量计价和成本的升高。

1.2挥发分
挥发分是指将煤样与空气隔绝，在一定的温度下加热一定时间，从煤炭中有机物分解出来的液体和气体的总和，燃煤挥发分是确定煤炭种
类的首要指标。

一般来说，挥发分小于15%属于无烟煤，挥发分大于15%属于烟煤，挥发分大于30%属于褐煤［3］。

随着挥发分的含
量增加，在燃烧过程中就越容易发生剧烈的氧化作用，挥发分Vdaf 应大于22%,煤炭挥发分过小易导致燃烧不充分甚至灭火。

而我厂设计Vdaf在25%左右，因此应当根据锅炉尺寸和要求控制好煤炭挥发，避免使锅炉运行不畅，保证火力发电厂能够平稳运行。

1.3灰分
燃煤的灰分指的是煤炭充分燃烧后，并且煤炭中含有的无机矿物质在规定的温度（815±0）C下产生一系列分解和化合反应后剩下的残渣。

煤炭在燃烧过程中，矿物质影响煤炭的反应性，降低煤的热值，延缓着火性能。

灰分在煤炭燃烧时不仅不放热，而且还会带走热量，因此随着燃煤灰分的增加，燃煤的发热效果变差，导致煤炭的燃烧效率降低，飞灰增大，而且灰沉积之后会增加传热阻力，清除灰分的劳动强度增加，设备的磨损也增加。

增加雾霾天气出现的的可能性。

灰分的测定方法是取一定量的燃煤试样放入马弗炉中，按规定的速度加热到（815±0）摄氏度，灰化灼烧到质量不变时残留物质量占燃煤试样质量的百分比值。

1.4水分
燃煤的水分包括表面水分和内在水分，表面水分以游离的状态存在于煤炭的外层和内部缝隙中，内在水分则是煤炭的一部分，位于煤炭内
部的毛细血管中，亦即固有水分。

煤炭中的水分是煤炭在生产流
通过程中的一个计价因素，也是评判煤炭等级的重要影响因素，一般煤炭的供应合同中规定了煤炭中水分含量的最大值。

水分会阻碍煤炭的正常燃烧，降低煤炭的发热水平，并增大蒸发作用使得煤炭燃烧热量损失，降低炉温，从而导致煤粉无法正常燃烧。

当煤炭中水分含量大于等于10%时，水分含量每增加一个百分点，锅炉的热效率就会降低
0.07%[4]。

燃煤中水分含量不但影响煤炭质量，而且水分含量高也导致煤炭无效部分质量增加，从而导致火力发电厂进货时蒙受巨大损失，因此对煤炭中水分含量的检测显得异常重要。

煤炭中水分含量测定方法采用加热失重法”，即将一定量的燃煤
试样在一定条件下加热，使其含有的水分蒸发，测得燃煤试样在加热前后的差值即为煤炭中的水分含量，并因此计算出煤炭的水分。

1.5含硫量
硫元素是燃煤的组成成分之一，是燃煤中的有害元素，硫元素在煤炭的燃烧过程中会产生有毒气体如S02、S03和H2S等。

燃煤中的含硫量过高，产生的酸性气体会腐蚀锅炉的水冷壁，如果结焦则易使锅炉管爆裂漏水，水冷壁泄漏容易造成锅炉熄火事故的发生。

同时, 燃烧产生的酸性气体排放到大气中会产生酸雨，严重破换自然环境，目前世界各国针对SO2排放制定的环保法规越来越严格，因此燃煤中硫含量的测定同样十分重要。

燃煤中硫含量的测定方法包括库伦滴定法、艾氏重量法和高温燃
烧法，目前，火力发电厂中主要运用库伦滴定法来测定燃煤中的硫含量。

2结语
随着我国国民经济的持续快速发展，未来能源市场对煤炭的需求量将越来越大。

目前国内许多地方经常出现电力供应紧张和拉闸限电的情况，火力发电厂对电煤的需求居高不下，使得很多煤炭供应商提供的煤炭质量和数量无法保证，甚至有的以次充好。

所以，对于火力发电厂来说必须严格做好煤质化验工作，保证燃煤的发热量、挥发分
以及灰分等指标能够达标，确保入厂煤炭的质量与价格相符合和发电厂的各项设备正常运转，提高发电厂的经济效益和环保水平，有效降低发电成本。

参考文献：
[1]曹长武.火力发电厂燃料试验方法及应用[M].北京：中国电力出版社，2004.
[2]李青，高山，薛彦廷.火力发电厂节能技术及其应用[M].北京：中国电力出版社，2007.
[3]尤丽.煤质化验技术分析在火力电厂的重要性J].中国新技
术新产品，2012,（17）: 158.
[4]张会娟.煤质变化对火电厂经济性影响分析[J].华北电力技术，2009，（8）：19-21+26.。