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煤质对电厂经济性的影响

来源:大树期刊网栏目:理工论文时间:2017-03-27 15:19

  摘要: 对于燃煤电厂来说,煤质变化将会对锅炉效率、辅机电

  耗、排放成本等生产产生影响。煤炭的质量和价格又是影响电厂安全性和经济性的最主要因素,煤的特性差异很大,而锅炉是按给定的煤种和煤质特性设计制造的,煤质的变化直接影响锅炉燃烧的好坏,从而影响运行的经济性。通过煤质对机组出力,可用率及发电成本的影响,同时提出了在这方面的看法。

  关键词:煤质、锅炉、燃烧、经济性。

  一、 煤质变化对电厂运行经济性的影响

  煤质对燃煤电厂的经济运行至关重要,煤质改变或煤质下降将给锅炉乃至整个电厂带来很多问题,我们平日里采用的炉前煤分析报告中是采用煤的工业分析法:包括水份、固定碳、挥发份、灰份四部分。

  1、水份:水份是煤中的杂质,水份多的煤引燃着火困难,降低燃烧室温度,增加不完全燃烧及排烟热损失,增加引风机电耗,对制粉系统会影响煤粉细度,影响磨煤机的干燥,降低磨煤机的出力。

  2、灰分:煤中的主要杂质,灰分大的煤发热量低,着火推迟,降低燃烧室温度,机械不完全热损失、飞灰热损失、排烟热损失等增加。同时除尘设备和排渣能力、储灰场容量均需增加。当灰分大于40%时,锅炉的热效率和灰分成反比;当灰分大于20%时,将影响磨煤机的出力。灰分对设备的磨损指数将成正比例上升。

  3、挥发份:挥发份是燃料分类的重要依据,煤中挥发份越多,越易着火,燃烧越稳定。

  4、发热量:煤的发热量因煤种的不同而不同,同一燃烧设备在相同的工况下,燃用发热量低的煤时,其煤的消耗量必然增大。

  以发热量3700大卡/kg和4100大卡/kg的煤为例

  煤的消耗量 tgr=470℃ pgr=54ate i=804大卡/kg

  Tgs=110℃ pgs=60ate i=104.97大卡/kg

  B= B= =17.71t/h 4.23t汽/t煤

  B= =15.98t/h 4.69 t汽/t煤

  1.73×24×30=1245.6t/月 (每台炉)

  由此可知,烧3700kcal/kg和烧4100kcal/kg这两种煤每月按30天计算相差1245.6t/月(每台炉)运输费用则完全按吨计算。

  发热量每降低4.18MJ/kg,标准煤耗上升80~100g/kwh,并且影响锅炉效率。

  当 <14.63MJ/kg时, 每下降100kcal/kg,热效率降低0.9%。

  5、可磨性系数:煤的可磨性指数直接影响磨煤机的出力,可磨性系数越低的煤,磨煤机动力消耗越大。

  80~100 不能小于1.2

  二、 煤质变化对设备运行的安全性产生影响

  煤质对燃煤电厂的安全经济运行至关重要, 归纳起来有以下四个方面。

  1、出力受限

  煤的元素组成为碳、氢、氧、氮、硫、灰分、水分,而我们实际工作中常用的煤质分析大多是工业分析,即仅测定煤中的水分,灰分挥发分、发热量、灰熔点,剩余焦炭特征及可磨性系数等。

  煤质下降或燃煤某些参数变化,可能造成锅炉机组的某些设备不能满负荷运行,而限制锅炉的出力,例如煤的水分或可磨性系数的变化,可使磨煤机达不到额定出力。煤的灰分大,除尘器能力受限,煤灰成分的改变可能使其结渣或积灰性增加,而引起炉膛结渣或受热面积灰等。

  2、煤质下降使电厂煤耗和厂用电率上升

  煤质下降,煤粉着火困难,不仅易灭火打炮,危及安全生产,而且由于着火延迟,燃烧不稳和燃烧不完全,使锅炉机械不完全燃烧损失Q4增加,同时由于排烟温度和燃烧过剩空气的增高,又使排烟热损失Q2增大,这两项能使锅炉效率下降和发电煤耗上升。

  牡丹江第三热电厂按要求燃烧Qd=38 7 4kca 1/kg,Vr>18

  的鸡西混煤,而燃烧器设计是按沈北褐煤进行设计的。

  劣质煤灰分高,热值低,同样出力条件下,锅炉燃煤量增加,上煤、冲灰、制粉以及送引风机等铺助设备耗电量增加,厂用电率上升,据国内一些烧劣质煤的中压次高压小机组统计结果估算,燃煤低拉热值每下降1MJ/kg,发电煤耗约上升20g/kwh,厂用电率的上升O.5%。

  3、煤质下降导致设备可用率下降

  劣质烟煤灰分高,发热量低,劣质无烟煤热值虽高,但挥发份低,两者均造成燃烧不稳定,易灭火。灰分高,燃煤量大,使锅炉变热面,烟道、辅机堵灰和磨损加剧,制粉系统和送引风机的故障增加,着火延迟,火焰中心上移,使过热器超温爆管,所有这些均使整个锅炉机组的非计划停运次数上升,临检维护次数增加,设备可用率下降。

  4、煤质下降,使检修和改造工程费用大幅上升

  煤质下降,灰分增大,可磨性系数降低或灰的腐蚀性增强,将使炉各部分变热面、输煤皮带、制粉系统和风机等的磨损和腐蚀严重,受损的受热面中尤以管束是受烟气横向冲刷的省煤器为最严重,空气预热器也会深受其害,频繁的故障和临检,使电厂的电量和维修费大增,而且为了减轻磨损和适应烧劣质煤,电厂往往要进行大量的更新和改造,另外,由于烧多灰分的劣质煤,锅炉的输煤到出灰的整个生产过程中,每个部件都增加了负荷和磨损,所以大修间隔最多只能保持1.5—2年。使检修费用增加。

  煤质下降,原煤灰分大,造成燃烧不稳,使炉受热面、烟道、辅机堵灰、积灰,磨损加剧,输煤皮带、省煤器、制粉系统、空气预热器等磨损加剧,甚至出现非计划停运、临检维护次数增加、设备可用率下降。频繁的故障和临检,使电厂的维修费用大增,不得不进行更新改造。

  三、看法与建议

  有的煤挥发分与发热量都符合要求,只是灰分稍高一点,似乎是问题不大,但其灰的腐蚀性很强,价格虽便宜,但却使昂贵的锅炉部件遭损,使炉可用率下降,有的煤灰分、水分,挥发分和发热量都满足满足但灰熔点很低或结渣,使锅炉严重结渣或积灰,同样会降低锅炉可利用率,使电成本上升,以单位热值的价格最低作为选择标准并非最经济的做法,最经济的做法应该是在考虑了运行、维修和可用率等后选择热电成本达到最低的煤。结合牡丹江第三热电厂的情况,结合我厂的具体实际情况,采购煤应符合下列参数要求:

  W:6~10% 挥发份:36~40% 灰分:32~38%

  可磨性系数: 1.4~1.7 或 80~100

  :4000~4300kcal/kg 灰熔点不小于1350℃


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