火力發(fā)電用煤質量要求

電力是國民經(jīng)濟發(fā)展的重要能源，火力發(fā)電是我國和世界上許多國家生產(chǎn)電能的主要方法。
　　煤炭在鍋爐內燃燒放出的熱量，將水加熱成具有一定壓力和溫度的蒸汽，然后蒸汽沿管道進入汽輪機膨脹做功，帶動發(fā)電機一起高速旋轉，從而發(fā)出電來。在汽輪機中做完功的蒸汽排入冷汽器中并凝結成水，然后被凝結水泵送入除氧器。水在除氧器中被來自抽氣管的汽輪機抽汽加熱并除去所含氣體，最后又被給水泵送回鍋爐中重復參加上述循環(huán)過程。顯然，在這種火力發(fā)電廠中存在著三種型式的能量轉換過程：在鍋爐中煤的化學能轉變?yōu)闊崮埽辉谄啓C中熱能轉變?yōu)闄C械能；在發(fā)電機中機械能轉換成電能。進行能量轉換的主要設備——鍋爐、汽輪機和發(fā)電機，被稱為火力發(fā)電廠的三大主機，而鍋爐則是三大主機中最基本的能量轉換設備。
　　1．電站鍋爐。發(fā)電用鍋爐稱為電站鍋爐。目前，在我國大型電廠多用煤粉爐和沸騰爐。電站鍋爐與其它工廠用的工業(yè)鍋爐相比有如下明顯特點：①電站鍋爐容量大；②電站鍋爐的蒸汽參數(shù)高；③電站鍋爐自動化程度高，其各項操作基本實現(xiàn)了機械化和自動化，適應負荷變化的能力很強，工業(yè)鍋爐目前僅處于半機械化向全機械化發(fā)展的過程中；④電站鍋爐的熱效率高，多達90%以上，工業(yè)鍋爐的熱效率多在60～80%之間。
　　2．電站用煤的分類?；鹆Πl(fā)電廠燃用的煤通常稱為動力煤，其分類方法主要是依據(jù)煤的干燥無灰基揮發(fā)分進行分類。
　　3．煤粉的制備。煤粉爐燃燒用的煤粉是由磨煤機將煤炭磨成的不規(guī)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(shù)。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(chǎn)生煤粉自流現(xiàn)象，使給煤機工作特性不穩(wěn)，給鍋爐運行的調整操作造成困難。另外煤粉與O2接觸而氧化，在一定條件下可能發(fā)生煤粉自然。在制粉系統(tǒng)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(chǎn)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(tǒng)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(lián)小的煤粉細度稱為“經(jīng)濟細度”。由此可見，對揮發(fā)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(jié)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(jīng)濟細度也不同。
　　4．煤粉的燃燒。由煤粉制備系統(tǒng)制成的煤粉經(jīng)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(qū)。煤粉氣流經(jīng)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較長。
　　5．發(fā)電用煤的質量要求。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(fā)分的褐煤，也可設計成燃用低揮發(fā)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(fā)分的煤炭，因為它受到噴燃器型式和爐膛結構的限制。發(fā)電用煤質量指標有：
　　①揮發(fā)分。是判明煤炭著火特性的首要指標。揮發(fā)分含量越高，著火越容易。根據(jù)鍋爐設計要求，供煤揮發(fā)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(fā)分的煤而改燒高揮發(fā)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(fā)分的煤種而改燒低揮發(fā)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(fā)分煤種或相近的煤種供應。
　?、诨曳??；曳趾繒够鹧?zhèn)鞑ニ俣认陆?，著火時間推遲，燃燒不穩(wěn)定，爐溫下降。
　?、鬯?。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。
　　④發(fā)熱量。發(fā)熱量是鍋爐設計的一個重要依據(jù)。由于電廠煤粉對煤種適應性較強，因此只要煤的發(fā)熱量與鍋爐設計要求大體相符即可。
　?、莼胰埸c。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(tài)。
　　⑥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(huán)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%。