1 前言

目前，隨著國內電力需求旺盛以及火電裝機容量的不斷突破，導致電煤用量的增加，許多電廠對煤的存量不足，停機等煤的現象時有發生；同時，由于電煤資源供需關系的不平衡，導致眾多發電廠使用與原設計煤種相差較大的煤種，致使電廠機組的運行受到嚴重的威脅。近年來，發電廠的機組頻頻發生鍋爐滅火、結渣、受熱面超溫爆管等事故，除了設備自身問題外，與鍋爐所用煤種不符合原設計要求有很大關系。本文將從煤質化驗以及煤質的變化這兩個角度對發電的影響進行論述。

2 煤質化驗對火力發電的影響

煤質化驗對保證電廠正常的運行有著至關重要的意義，發電機組對煤的質量有嚴格的標準，并不是所有煤都適合發電，發電機組不同，煤質也不同，這就需要做好煤質的化驗工作，對煤的揮發分、灰分、發熱量、水分、含硫量等指標進行分析，確保機組的正常運行。

2.1 揮發分測定對發電的影響

揮發分是煤在加熱過程中析出的可燃性氣體。揮發分被認為是判定煤炭種類及煤質好壞的首要指標，根據揮發分的大小，一般將電廠用煤分為：無煙煤、煙煤、褐煤三種，揮發分含量越高，著火越容易。但是，并不是揮發分含量越高越好，而是要根據鍋爐的設計要求，準確的測定煤的揮發分以評價煤質好壞，使用按原設計的揮發分煤種或相近的煤種，以保證鍋爐的正常運行。

2.2 灰分測定對發電的影響

煤的灰分是指煤完全燃燒以及煤中無機物在（815±10）℃下發生分解、復合反應后剩余的殘渣。灰分含量越高，對熱能的消耗越大。高灰分的煤會推遲著火點，使燃燒溫度下降，降低煤燃燒時的穩定性以及燃盡度，從而使燃燒不完全，嚴重時會引起滅火、打炮等影響機組的安全運行。燃煤的灰分含量越高，爐膛受熱面的沾污和磨損越嚴重，同時會造成過熱器超溫對機組造成威脅。由于燃煤中灰分的比重約為可燃物質比重的2倍。灰分含量越高，原煤及煤粉重量越大；煤粉粒度越大，灰分含量越高，可燃組分越低，這會影響到煤粉的完全燃燒，因此，準確測定煤質的灰分對選擇合適的煤質以增加煤質的利用率，保護發電機組的正常運行有著不可替代的作用。

2.3 發熱量測定對發電的影響

火力發電主要是將燃料燃燒所產生的熱能通過一系列轉換變成電能。測定鍋爐的發熱量可以計算出爐膛的熱負荷，選擇磨煤機的容量以及發電供電的煤耗率(判斷電廠經濟價值的主要參數)，同時，發熱量也可作為煤計價的主要參數；煤的發熱量越高，經濟價值就越大，利用煤的發熱量可計算煤在燃燒、汽化時的煤耗量、熱平衡和熱效率，從而判斷是否需要改進操作條件和工藝流程，以期熱能能被利用大化。同時，依據煤的發熱量能大概算出鍋爐燃燒的理論容氣量、煙氣量及理論燃燒溫度；另外，發熱量可作為煤所有特性的綜合指標，對于煤質的研究和分類有重要的意義。

2.4 水分測定對發電的影響

煤中的水分可分為內在水分和表面水分，它的存在不僅會降低發熱量，同時，由于蒸發等消耗熱能使爐溫降低，造成煤粉著火困難，增加排煙量影響正常的供煤。當水分含量大于5%時，就會影響機組的運行，而水分含量大于12%時，就會對發電機組產生嚴重的安全隱患。煤的水分含量低、燃燒完全，發熱量高；反之，則不然。因此，水分是評價是計算煤炭質量的重要依據，它直接影響著入場煤的數量和發電機組的安全運行，因給與足夠的重視。

2.5 含硫量測定對發電的影響

煤中的硫包括有機硫和無機硫兩種，另外，少數煤中還含有單質硫。硫被認為是煤中的有害元素之一，煤在燃燒過程中會生成二氧化硫。二氧化硫不僅能形成酸雨，污染環境，它還可腐蝕設備，導致鍋爐管道爆裂，水冷壁泄露，鍋爐熄火，增加電廠設備的維修更新費用。有些硫鐵礦含量較多的煤，在氧化后放出熱量，由于散熱不及時，會導致煤堆溫度升高而引起自燃，給電廠帶來不必要的經濟損失。因此，含硫量的測定對于選擇發電用煤的品種非常必要。

3 煤質變化對火力發電的影響

目前，由于煤炭市場供應不足，破壞了電煤資源的供需平衡，適合鍋爐使用的煤種購買不足，導致電煤質量下降，入爐煤質與原設計相差較大，影響了火電廠機組的正常運行。這些問題主要包括機組燃燒穩定性下降、鍋爐使用率降低、電廠用電、用煤的增加，以及設備磨損導致維修費用的增加等.

3.1 煤質主要指標變化對火力發電的影響

煤質主要指標由揮發份、灰分、水分、發熱量等構成。煤粉顆粒中的揮發分含量越大，煤粉燃燒越完全；另外，煤中揮發分的析出可增大煤顆粒間隙和燃燒反應的表面積，從而使煤燃燒完全。而揮發分含量過低會使煤粉著火困難，降低燃燒的穩定性，且易造成末級過熱器、再熱器超溫甚至爆管。同時，升高鍋爐尾部排煙溫度，增大了排煙損失。

煤粉中灰分含量越大，會使煤粉顆粒的可磨性顯著下降，

在同樣給煤量情況下，會導致煤粉顆粒硬度和濃度的增加，造成磨煤機、送煤管道嚴重漏煤；鍋爐受熱面爆管頻發；引風機葉輪轉動不平衡，對機組安全運行及使用壽命造成嚴重影響。

煤中水分不能燃燒且能吸收爐內熱量，一般狀態下蒸發1 kg的水分，大約需要吸收2510 kJ的熱量， 這將導致爐內溫度下降，煤粉著火困難，鍋爐利用率下降。另外，煤中水分增加會加大排煙量，增加了熱能損失和引風機的電能消耗。煤質水分含量高，會促使煙氣中的硫化物形成硫酸蒸汽和硫酸液滴，鍋爐尾部受熱面易被堵灰和腐蝕，另外，會造成磨煤困難，增加電廠用電能耗。

煤的發熱量是鍋爐設計的一個重要指標，根據發熱量數值的高低也可判斷煤的品質。假如入爐煤的發熱量低于原設計，爐內溫度必然低于理論值，這就不利于煤粉的著火和完全燃燒，同時增加了排煙損失，降低了發熱效率。當發熱量降至一定數值，將引起燃燒不穩甚至滅火，需要加入助燃劑以保證機組的穩定。當煤發熱量降低，而用煤量又不增加，會導致蒸汽參數及蒸發量的下降，但是增加了用煤量，又會升高過熱汽和爐膛排煙的溫度。為了降低鍋爐溫度，增加降溫水量，又會使省煤器沸騰。反之，如果煤的發熱量高于原設計，爐溫必然升高，煤灰會發生軟化、熔融，造成爐內結渣影響到鍋爐機組的使用。

3.2 煤質變化對鍋爐運行的影響

通常情況下，鍋爐應使用與設計煤種相同或接近的煤種，以確保鍋爐燃燒穩定性及正常運行。當鍋爐的用煤質量難以保證，且煤種超出原設計和校準的使用范圍時，將影響鍋爐的運行調整，增加鍋爐的煙溫偏差，也可能導致過熱器管局部超溫。在對一些電廠發生過熱器爆管進行分析鑒定后發現，除管材本身溫度余量偏小會造成管材發生惡化外，煤質變差是導致管材性能惡化的主要原因。

4 結論

由于火電廠是以煤為主要生產原料，因此，其質量的好壞直接影響著火電廠的安全穩定生產和經濟效益。為此：(1)發電企業應根據鍋爐設計的要求，選擇適合的煤種。(2)確定入爐煤煤質控制指標。煤質對燃煤電廠安全經濟性至關重要，必須制定合適的指標保證安全、經濟運行。(3)發電企業應加快煤質的在線快速檢測建設，為發電機組的安全運行提供及時準確的依據。(4)企業應加強對煤質化驗人員的培訓，提高工作人員化驗能力，以便及時對鍋爐、運輸電廠成本、系統等設備進行調整，確保電廠機組的正常運行，提高電廠經濟效益。