火電用煤品種

摘要： 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失蟬聯小的煤粉細度稱為“經濟細度”。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，因此每種煤的經濟細度也不同。

電力是國民經濟發(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?；在汽輪機中熱能轉變?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。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高；③電站鍋爐自動化程度高，其各項操作基本實現了機械化和自動化，適應負荷變化的能力很強，工業(yè)鍋爐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。

火力發(fā)電廠燃用的煤通常稱為動力煤，其分類方法主要是依據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。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，則會產生煤粉自流現象，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生較大壓力，從而造成煤粉的爆炸。

4．煤粉的燃燒。

由煤粉制備系統(tǒng)制成的煤粉經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很長。

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。

②灰分。灰分含量會使火焰?zhèn)鞑ニ俣认陆?，著火時間推遲，燃燒不穩(wěn)定，爐溫下降。

③水分。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。為的發(fā)熱量是鍋爐設計的一個重要依據。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。

⑤灰熔點。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煤的硫分。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%。2100433B

1. 鍋爐及附屬設備，確保燃料的化學能轉化為熱能。

2. 汽輪機及附屬設備，確保熱能變?yōu)闄C械能。

3. 發(fā)電機及勵磁機，確保機械能變?yōu)殡娔堋?/li>

4. 主變壓器，把電能提升為高壓電輸送給輸電線路。

根據容量的大?。?/p>

可將電廠分為大型火電廠、中型火電廠、和小型火電廠。但是，這里所說的大、中、小是一種相對的提法，如70年代認為是大型的火電廠，在90年代則被認為是中型甚至是小型電廠。按工質初參數的高低，可將電廠分為低壓、中壓、高壓、超高壓、亞臨界、超臨界壓力等幾種火電廠；按燃料的不同，可區(qū)分為燃煤、燃油和燃氣等幾類火電廠；

按照原動機的不同：

可分為汽輪機組發(fā)電廠、燃氣輪機發(fā)電廠、汽輪機一燃氣輪機發(fā)電廠等；按照主廠房的建造和結構特點，可分為封閉式火電廠、半露天火電廠和露天火電廠；按照其功用的不同，可分為凝汽式發(fā)電廠和熱電廠，前者安裝凝汽式機組，后者安裝供熱機組(也稱熱化機組)。

火電廠的種類雖然很多，但從能量轉換的觀點分析，其基本過程則都是相同的，即：將燃料的化學能→熱能→機械能→電能。

在現代火電廠中，燃料的化學能轉變?yōu)殡娔苁窃趶碗s熱力循環(huán)的基礎上完成的，這種循環(huán)使發(fā)電廠的熱經濟性得到了很大的提高。

通常將燃料運至電廠，經輸送加工后，送入鍋爐進行燃燒，使燃料中的化學能轉變?yōu)闊崮懿鬟f給鍋爐中的水，使水變成高溫高壓的蒸汽，通過管道將壓力和溫度都較高的過熱蒸汽送人汽輪機，推動汽輪機旋轉作功，蒸汽參數則迅速降低，最后排入凝汽器。在這一過程中，蒸汽的熱能轉變?yōu)槠啓C轉子旋轉的機械能。

發(fā)電機與汽輪機是用聯軸器相連一同旋轉的，汽輪機轉子的機械能，通過發(fā)電機轉變成電能。

發(fā)電機產生的電能，經升壓變壓器后送人輸電線路提供給用戶。

（火電常規(guī)一般指燃煤、燃油、燃氣有些可以劃為新能源發(fā)電，故說火電一般指燃煤發(fā)電。）

火電脫硝是指火力發(fā)電為防止鍋爐內煤燃燒后產生過多的NOx污染環(huán)境，應對煤進行脫硝處理。

分為燃燒前脫硝、燃燒過程脫硝、燃燒后脫硝。即脫去煙氣中的NOx（氮氧化物），這種物質進入大氣會形成酸雨，酸雨對人類的危害非常大，所以現在國家一直在提倡環(huán)保，以煤炭為燃料的煙氣都含有這些物質，特別是火電廠。

隨著氮氧化物排放污染的日趨嚴重，國家于“十二五”期間加大了對火電廠氮氧化物排放的控制力度。而脫硝作為減少氮氧化物排放的主要手段，成為“十二五”期間火電企業(yè)面臨的首要任務。雖然2011年以來，國家發(fā)改委、環(huán)境保護部及地方政府均出臺了相關促進政策措施，但總體來看，目前，我國脫硝改造進展緩慢，電廠建設運營脫硝設施積極性依舊不高。因此，為有效促進火電脫硝設施建設、改造與運營，在對火電脫硝電價補貼政策逐步進行完善的基礎上，還需加強部門協作，并出臺相關配套措施。

“十二五”仍以污染物減排為重心，脫硝市場有望重演脫硫市場火爆行情，多項重要政策的出臺，均表明污染物減排仍是“十二五”期間環(huán)保工作的重心，而火電脫硝取代脫硫成為減排工作的重中之重。隨著2014年7月氮氧化物達標“大限”的臨近，火電脫硝工程開工量已有明顯增加，脫硝市場有望成為繼脫硫之后又一千億環(huán)保市場。