我国火力发电用煤标准

  电厂利用煤的热值，把热能转变为电能。发热量是影响电厂技术经济指标的重要的因素。电厂设计建厂时，要求有固定的供煤基地，根据不同煤质进行电厂的锅炉设计。一旦建成投产，煤质符合锅炉设计的要求，锅炉效率才能充分的发挥。电力部门一般要求煤的发热量（Qnet，ar）大于20.9lMJ／kg（不包括褐煤），可波动5％，粒度为小于25mm末煤或小于50mm混煤，挥发分（Vdaf，大于20％，硫分（St，d）小于1.0％，外在水分（Mt）小于10％，干式除渣灰熔融性软化温度（ST）大于1250℃。煤的发热量的高低，影响到电厂原料煤系统、制粉系统、炉膛容积、烟道、通风量、集尘及排渣等所有的环节，直接影响电厂建设投资和生产所带来的成本。从广义上来讲，凡是以发电、机车推进、锅炉燃烧等为目的，产生动力而使用的煤炭都属于动力用煤，简称动力煤。

  火力发电厂燃用的煤通常称为动力煤，其分类方法主要是依据煤的干燥无灰基挥发分进行分类。就动力煤类别来说，主要有褐煤、长焰煤、不粘结煤、贫煤；气煤以及少量的无烟煤。从商品煤来说，主要有洗混煤、洗中煤、粉煤、末煤等。劣质煤主要指对锅炉运行不利的多灰分（大于40%）低热值（小于15.73兆焦/千克）的烟煤、低挥发分（小于10%）的无烟煤、水分高热值低的褐煤以及高硫（大于2%）煤等。燃用劣质煤是火电厂对社会的一项贡献。锅炉煤粉的制备为了获得较好的燃烧效果，提高锅炉容量和实现锅炉运行的自动化，现代大型锅炉一般都会采用煤粉燃烧，从矿区运来的原煤要制成锅炉用的合格煤粉，需要经过煤的初步打碎、清楚铁件、除去木片、二次破碎、称重与取样、干燥、磨煤、分离等步骤。煤粉细度是煤粉的重要性质，煤粉越细，在炉内燃烧时，不完全燃烧损失就越小，且有利于稳燃，但是制粉系统要消耗较多的电耗，设备的磨损量也较大，反之，较粗的煤粉虽然电耗小，但不利于燃料的燃烧和燃尽。因此，在锅炉设备正常运行中，应选择适当的煤粉细度使机械未完全燃烧损失和制粉系统的电耗，因此在锅炉系统中，应选择适当的煤粉细度使机械未完全燃烧损失和制粉系统的电耗之和为最小，此时的煤粉细度称为经济细度。煤被磨碎成煤粉的难易程度取决于煤本身的结构，由于煤本身的结构特性不同，各种煤的机械强度、脆性有很大的区别，因此其可磨性就不同，一般用可磨性指数表示煤被磨成煤粉的难易程度，其意义代表在一特制设备上，将煤磨成煤粉的相对难易程度。电厂实践证明，随着煤中水分的增加，煤的可磨性指数降低，磨煤出力减少。煤粉是由磨煤机将煤炭磨成的不规则的细小煤炭颗粒，其颗粒平均在0.05~0.01mm，其中20~50μm（微米）以下的颗粒占绝大多数。由于煤粉颗粒很小，表面很大，故能吸附大量的空气，且具有一般固体所未有的性质——流动性。煤粉的粒度越小，含湿量越小，其流动性也越好，但煤粉的颗粒过于细小或过于干燥，则会产生煤粉自流现象，使给煤机工作特性不稳，给锅炉运行的调整操作造成困难。另外煤粉与氧气接触而氧化，在一定条件下有几率发生煤粉自燃。在制粉系统中，煤粉是由气体来输送的，气体和煤粉的混合物一遇到火花就会使火源扩大而产生较大压力，从而造成煤粉的爆炸。锅炉燃用的煤粉细度应由以下条件确定：燃烧方面希望煤粉磨得细些，这样做才能够适当减少送风量，使q2 、q4损失降低；从制粉系统方面希望煤粉磨得粗些，以此来降低磨煤电耗和金属消耗。所以在选择煤粉细度时，应使上述各项损失之和最小。总损失蝉联小的煤粉细度称为“经济细度”。由此可见，对挥发分较高且易燃的煤种，或对于磨制煤粉颗粒比较均匀的制粉设备，以及某些强化燃烧的锅炉，煤粉细度可适当大些，以节省磨煤能耗。由于各种煤的软硬程度不同，其抗磨能力也不同，因此每种煤的经济细度也不同。煤粉的燃烧：由煤粉制备系统制成的煤粉经煤粉燃烧器进入炉内。燃烧器是煤粉炉的主要燃烧设备。燃烧器的作用有三：一是保证煤粉气流喷入炉膛后迅速着火；二是使一、二次风能够强烈混合以保证煤粉充分燃烧；三是让火焰充满炉膛而减少死滞区。煤粉气流经燃烧器进入炉膛后，便开始了煤的燃烧过程。燃烧过程的三个阶段与其它炉型大体相同。所不同的是，这种炉型燃烧前的准备阶段和燃烧阶段时间很短，而燃尽阶段时间相对很长。发电用煤的质量发展要求：火电厂用的煤炭质量对锅炉设计和生产的全部过程都是重要的基本依据。燃料煤的特性包括两个方面：一是煤特性，二是灰特性。煤特性指煤的水分、灰分、挥发分、固定碳、元素含量（碳、氢、氧、氮、硫）、发热量、着火温度、可磨性、粒度等。这些指标与燃烧、加工（例如磨成煤粉）、输送和储存有直接关系。等有很大的影响。电厂煤粉炉对煤种的适合使用的范围较广，它既可以设计成燃用高挥发分的褐煤，也可设计成燃用低挥发分的无烟煤。但对一台已安装使用的锅炉来讲，不可能燃用各种挥发分的煤炭，因为它受到喷燃器型式和炉膛结构的限制。发电用煤质量指标有：挥发分：是判明煤炭着火特性的首要指标。挥发分含量越高，着火越容易。根据锅炉设计的基本要求，供煤挥发分的值变化不宜太大，否则会影响锅炉的正常运行。如原设计燃用低挥发分的煤而改烧高挥发分的煤后，因火焰中心逼近喷燃器出口，可能因烧坏喷燃器而停炉；若原设计燃用高挥发分的煤种而改烧低挥发分的煤，则会因着火过迟使燃烧不完全，甚至造成熄火事故。因此供煤时要尽量按原设计的挥发分煤种或相近的煤种供应。灰分：灰分含量会使火焰传播速度下降，着火时间推迟，燃烧不稳定，炉温下降。水分：水分是燃烧过程中的有害于人体健康的物质之一，它在燃烧过程中吸收大量的热，对燃烧的影响比灰分大得多。发热量：为的发热量是锅炉设计的一个重要依据。由于电厂煤粉对煤种适应性较强，因此只要煤的发热量与锅炉设计的基本要求大体相符即可。灰熔点:由于煤粉炉炉膛火焰中心温度多在1500℃以上，在这样高温下，煤灰大多呈软化或流体状态。煤的硫分：硫是煤中有害杂质，虽对燃烧本身没影响，但它的含量太高，对设备的腐蚀和环境的污染都相当严重。因此，电厂燃用煤的硫分不能太高，一般要求最高不能超过2.5%。动力配煤技术动力配煤技术是以煤化学、煤的燃烧动力学和煤质测试等学科和技术为基础，将不同类别、不同质量的单种煤通过筛选、破碎、按不同比例混合和配入添加剂等过程，改变单种动力用煤的化学组成、物理性质和燃烧特性，充分的发挥单种煤的煤质优点，克服单种煤的煤质缺点，提供可满足多种燃煤设备要求的煤炭产品的一种简易的成本较低的技术。进而达到提高效率、节约煤炭和减少污染物排放的目的。任何类型的锅炉和窑炉对煤质均有一定的要求，在现有条件下，要提高锅炉热效率，就一定要保证锅炉达到正常高效运行，使燃煤特性与锅炉设计参数相匹配。煤质过高或过低都难以达到最佳效果。在满足燃煤设备对煤质要求的前提下，采用动力配煤技术可最大限度地利用低质煤、或更充分地利用当地现有的煤炭资源。不同品质煤的相互配合，还可以按不一样的地区对大气环境、水质的要求，调节燃煤的硫分及氮、氯、砷、氟等有害元素含量，减少SO2、NOx及有害元素的排放，最大限度地满足环境保护要求。

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