火电厂中煤质变化对锅炉燃烧性能的影响

火电厂中煤质变化对锅炉燃烧性能的影响

徐晓亮

大唐七台河发电有限责任公司 黑龙江省 154600

摘要：本文旨在深入探讨火电厂中煤质变化对锅炉燃烧性能的影响。煤质的变化，包括煤的挥发分、灰分、水分、含硫量等参数的变动，对锅炉的稳定燃烧、效率及污染物排放均有重要影响。

关键词：火电厂；煤质变化；锅炉燃烧性能

1引言

火电厂是全球电力供应的主要来源之一，而煤炭作为其主要燃料，其质量对锅炉燃烧性能具有决定性影响。近年来，由于煤炭市场的变化和火电厂运营模式的转变，煤质波动成为火电厂运营中的一个普遍现象。因此，理解煤质变化对锅炉燃烧性能的影响，对于优化锅炉运行、提高发电效率及降低污染物排放具有重要意义。

2煤质变化对锅炉燃烧性能的影响

2.1挥发分含量

挥发分是煤中热解可分离出的有机化合物，其含量对煤的着火点和燃烧稳定性有直接的影响。挥发分含量高的煤，其着火点较低，易于燃烧，且燃烧过程较为稳定。这是因为挥发分中的可燃性气体和液体在煤热解时能够迅速释放出热量，促进煤的着火和燃烧。相反，挥发分含量低的煤，其着火点较高，燃烧过程不稳定，容易熄火。这是因为挥发分含量低导致煤的热解速度减缓，释放出的热量减少，煤的着火和燃烧过程变得困难。

2.2灰分含量

灰分是指煤中不可燃烧的矿物质，其含量对煤的发热量和燃烧效率有直接的影响。灰分含量高的煤，其发热量相对较低，燃烧效率也较低。这是因为灰分是由多种矿物质组成的，其存在会占据煤中可燃质的部分，降低煤的发热量。此外，灰分还会在燃烧过程中形成熔渣和飞灰，阻碍煤的燃烧过程，降低燃烧效率。相反，灰分含量低的煤，其发热量较高，燃烧效率也较高。这是因为灰分含量低使得煤的可燃质比例增加，同时减少了对燃烧过程的阻碍。

2.3水分含量

煤中水分含量的高低对煤的着火点和燃烧过程有直接的影响。水分含量过高会使煤的着火点推迟，因为水分需要吸收热量才能蒸发，这会推迟煤的着火时间。此外，水分过高还会阻碍煤的燃烧过程，因为水蒸气会占据煤中的部分空间，使煤的孔隙结构发生变化，阻碍氧气的进入和煤粉的燃烧。相反，水分含量过低则不利于煤的完全燃烧。这是因为水分在煤的燃烧过程中可以起到稀释和溶解作用，促进煤的破碎和分散，增加与氧气的接触面积，促进煤的燃烧。

2.4含硫量

硫是煤中的有害元素之一，含硫量过高会对炉膛、腐蚀等问题产生负面影响，同时也会增加烟气中SOx的排放。含硫量高的煤在燃烧时会产生大量的SO2和SO3气体，这些气体不仅会腐蚀炉膛和烟道等设备，还会对人体健康和环境造成危害。因此，含硫量高的煤需要进行脱硫处理或者使用低硫燃料来减少污染物的排放。同时，减少硫化物等有害物质的排放也是当前研究的热点之一。这些有害物质的排放不仅会影响人类的健康和生态环境，还会对全球气候变化产生影响。因此，未来需要进一步研究如何减少硫化物等有害物质的排放，促进可持续发展。

3应对煤质变化的策略

3.1合理配煤

通过将不同种类的煤炭进行合理配比，可以调整煤炭的煤质参数，使其更符合锅炉的燃烧需求。这是因为不同种类的煤炭具有不同的煤质参数，如挥发分、灰分、水分和含硫量等。通过将不同种类的煤炭按照一定的比例混合，可以综合调整这些煤质参数，以适应锅炉的燃烧需求。例如，当需要提高煤炭的着火性能时，可以通过增加高挥发分煤炭的比例来实现。高挥发分的煤炭在热解时会释放出大量的可燃性气体和液体，这些气体和液体可以促进煤的着火和燃烧。同时，高挥发分的煤炭还可以增加烟气中的热量，提高炉膛的温度，进一步促进煤的燃烧。另外，当需要提高煤炭的燃烧效率时，可以通过降低高灰分煤炭的比例来实现。高灰分的煤炭会阻碍煤粉的燃烧过程，降低燃烧效率。而低灰分的煤炭具有较高的纯度，其燃烧效率相对较高。因此，在配煤过程中，可以通过增加低灰分煤炭的比例来提高煤炭的燃烧效率。

3.2优化燃烧调整

针对不同的煤质情况，应采取不同的燃烧调整策略，以优化锅炉的燃烧过程和提高燃烧效率。当挥发分含量低时，煤的着火性能较差，因此需要采取措施促进煤粉的燃烧。增加一次风量可以提供更多的氧气和热量，促进煤粉的干燥和加热，从而提高煤粉的着火点。同时，降低二次风量可以减少炉膛内的氧含量，减缓煤粉的燃烧速度，避免炉膛温度过高和烟气温度过高。当灰分含量高时，煤粉的燃烧过程变得困难，因此需要采取措施促进煤粉与空气的充分混合。降低一次风量可以减少氧气进入炉膛的速度，增加二次风量可以增加炉膛内的氧气含量，从而促进煤粉与空气的充分混合。同时，还可以通过增加炉膛压力等方法来减少炉膛内的空气流动速度，进一步促进煤粉与空气的混合。

3.3强化炉膛设计

炉膛是煤粉燃烧的主要场所，其设计和尺寸对于煤粉的燃烧效果具有重要影响。因此，应根据煤炭的种类和预计的煤质变化情况，对炉膛进行合理的设计和调整。首先，炉膛的结构和尺寸应与预计的煤炭种类和煤质变化相适应。对于挥发分含量较高的煤炭，需要设计较大的炉膛容积和较长的燃烧时间，以确保煤粉能够充分燃烧。对于灰分含量较高的煤炭，需要设计较小的炉膛容积和较短的燃烧时间，以避免炉膛内积灰过多和燃烧效率下降。其次，炉膛的设计应考虑到空气的均匀分布和合理流动。空气的流动速度和方向会影响煤粉的燃烧效果，因此需要设计合适的空气入口和出口，以及调节装置来控制空气流量和流动方向。最后，炉膛的设计应考虑到温度的分布和炉膛内壁的保护。高温会对炉膛内壁造成磨损和腐蚀，因此需要设计合适的保温材料和冷却系统来保护炉膛内壁。同时，炉膛内的温度分布也会影响煤粉的燃烧效果，因此需要设计合适的炉膛形状和尺寸来控制温度分布。

3.4采用辅助燃料

在某些特殊情况下，煤炭无法完全燃烧，这会影响锅炉的燃烧效率和污染物排放。为了解决这一问题，可以考虑采用辅助燃料，如石油或天然气等。辅助燃料可以提供更多的热量和能量，促进煤炭的燃烧和分解。同时，辅助燃料可以提供更高的着火点和燃烧稳定性，使煤炭更容易点燃和燃烧。此外，辅助燃料还可以改善煤炭的燃烧质量，减少污染物排放，保护环境。使用辅助燃料可以提高煤炭的燃烧效率，但也需要考虑其成本和安全性。辅助燃料的价格较高，会增加锅炉的运行成本。同时，辅助燃料的使用也需要注意安全问题，如防火、防爆等。使用辅助燃料可以提高煤炭的燃烧效率，但需要在考虑其成本和安全性的前提下进行选择和使用。同时，还需要注意辅助燃料对环境和人体健康的影响，遵循相关法规和标准。

3.5污染物排放控制

含硫量过高是煤炭燃烧过程中常见的问题之一，它会导致SOx等污染物的排放增加，对环境和人体健康造成危害。为了解决这一问题，应采取有效的污染物排放控制措施。烟气脱硫是降低SOx排放的重要措施之一。通过在锅炉烟气中喷洒碱性吸收剂，如石灰石、氢氧化钠等，可以与烟气中的SOx反应，生成硫酸盐等物质，从而降低SOx的排放。同时，烟气脱硝也可以降低NOx的排放，常用的方法有选择性催化还原法和选择性非催化还原法等。这些方法通过使用催化剂或反应剂等物质，促进NOx的还原反应，生成氮气等无害物质。除了烟气脱硫和脱硝外，还可以采取其他措施来降低SOx等污染物的排放。例如，可以优化锅炉的燃烧过程，提高煤炭的燃烧效率，减少硫化物的生成。同时，可以加强煤炭的质量控制，降低含硫量高的煤炭的供应和使用等。

4结语

火电厂中煤质变化对锅炉燃烧性能具有显著影响。为了应对这一挑战，火电厂应采取一系列综合措施，包括合理配煤、优化燃烧调整、强化炉膛设计、采用辅助燃料以及污染物排放控制等。这些措施的实施有助于提高锅炉的燃烧性能和运行效率，同时降低污染物排放，从而实现火电厂的可持续发展。

参考文献：

[1]李亚军,朱国琪.煤质变化对锅炉燃烧影响及其应对措施[J].宁夏电力,2009:46-48.

[2]马娟.煤质变化对供热锅炉的影响及应对措施[J].科技创新与应用,2016:119.

[3]张伯良.煤质发生变化对锅炉燃烧的影响与应对措施[J].建材与装饰,2016