进入20世纪90年代以来,我国火力发电厂的建设无论从机组容量上还是从电厂规模上,都比过去有了很快的发展。300MW及600MW机组已成为当前建设的主力机组,百万千瓦规模以上的电厂越来越多,因此,电力部门用煤量也急剧增多。例如,一台300MW或600MW机组燃用天然煤的发热量按20910J/g计,年实际发电按7000h计,则300MW机组年消耗天然煤约为95.3万t,600MW机组年消耗天然煤约为189万t。因此,电力系统是耗煤大户,电力用煤的费用、质量等对电力生产均有举足轻重的影响。
1.电力用煤情况概述
为了满足电力生产的需要,大型火力发电厂年消耗天然煤数百万吨。燃煤通过陆路或水路,应用各种运输工具运进电厂,一般情况下将其存放于贮煤场,贮煤场的贮煤容量通常不能小于电厂15天的用煤量。
由于煤量多,煤质差别大,因此在电厂中往往要在贮煤场加以配煤,以满足锅炉燃烧的要求。配好的煤通过输煤系统(破碎及除铁)的输煤皮带进入原煤仓;已经经过粗碎的原煤,则送入球磨机或其他类型的磨煤机磨制成粉,并控制一定的煤粉细度,再将煤粉送入煤粉仓或直接送入锅炉燃烧。
煤粉通过热风被吹入锅炉的燃烧器,在锅炉内燃烧,产生的热能将水加热为蒸汽(高压),推动汽轮机,带动发电机发电。煤燃烧产物中的大部分通过除尘装置除去绝大部分粉煤灰后,随烟气进入烟囱排出,产生的煤渣则通过除尘装置(炉渣还得先经破碎,一般常借助水力)输送到贮灰场。
由此可知,煤在电厂中有特殊重要的地位。在发电费用方面,煤占发电成本的70%以上;在电厂生产工艺、设备与人员配备方面,与煤直接或间接相关的都占很大比重。电厂对煤的重视程度是不言而喻的。
2.电厂中的煤质监督
电力用煤的质量,直接对电厂的安全、经济运行产生重大影响,做好煤质监督是电厂燃煤全过程管理中的一个重要环节。原能源部就作出规定,自1989年开始,全国电厂中的煤质检验人员,通过全国统一的理论与操作考试后,实行持证上岗制度,有效地保证煤质监督水平的提高。此外,各发电公司均制定煤质监督条例、制度,使煤质监督工作走向标准化、规范化的道路。
(1)入厂煤监督。入厂煤监督的根本任务是:一方面根据供煤合同,通过对入厂煤的采制化,监督入厂煤的质量是否符合供煤合同要求,能否做到质价相符,维护电厂自身经济权益;另一方面,及时掌握入厂煤的质量变化情况,为电厂配煤提供数据,确保锅炉机组的安全、经济运行。
电厂入厂煤数量监督是根据轨道衡、地磅等衡器加以计量验收的。对于质量监督,首先应把入厂煤的采制样工作做好。电厂为了更好地掌握每车煤的质量,对入厂煤力求做到车车采样,批批化验,电厂入厂煤采制化的任务是十分繁重的。
当前,入厂煤机械采制样装置投入率较低,故障率较高,多数电厂机械采样和人工采样并用。样品的制备,借助机械及人工相结合的办法完成。对于火力发电厂,加速实现入厂煤采样的机械化,有其必要性与迫切性。
入厂煤质特性检测的基本要求如下:
1)每天每批入厂煤,均应进行全水分、空气干燥基水分、灰分、挥发分、发热量的测定。
2)新煤源,除应预先搞清楚上述特性值外,还应加测全硫、可磨性、灰熔融性、灰成分等项目,确认该煤源可用于本电厂锅炉燃烧,方可进煤。(www.xing528.com)
3)每月必须对入厂煤按煤源,对其混合样进行一次煤、灰全分析,充分掌握各矿的煤质特性及变化趋势,为以后选择煤源提供依据。
4)如某一入厂煤质发生频繁波动,要缩短对其进行全分析的周期,以便及时发现问题,及时终止这一煤源和采取其他措施,从而确保入厂煤的质量。
(2)入炉煤监督。入炉煤监督的根本任务是根据锅炉机组设计(包括输煤、制粉、燃烧、除灰系统),提供符合生产要求的入炉煤。一方面保证生产的安全、经济运行;另一方面,通过煤质特性检测,提供计算电厂最重要的经济指标——标准煤耗的煤质参数。
入炉煤的数量监督,是根据安装在输煤皮带上的电子皮带秤或核子秤来计量的;对其质量的监督,则是通过入炉煤采样机采制入炉煤样,然后进一步制成空气干燥煤样,送试验室进行分析测定的。
入炉煤质特性检测的基本要求如下:
1)每值分炉进行全水分、空气干燥基水分、灰分、挥发分、发热量的测定。
2)每月分炉对入炉煤月混合样进行煤、灰全分析,其项目同入厂煤要求。
3)入厂煤质变化频繁时,则要增加入炉煤质的检测频率。
4)如因入炉煤质影响正常生产运行,如磨煤机出力不足、煤粉太粗、锅炉结渣等情况发生,则应增测煤粉细度、可磨性、灰熔融性等项目。
3.电厂的煤质检测试验室与制样室
各燃煤电厂均应建立煤质检测试验室,其基本任务就是及时提供入厂煤及入炉煤的准确分析数据,对入厂煤及入炉煤质进行有效地监督,为确保入厂煤做到质价相符及为锅炉的安全、经济运行和计算标准煤耗提供可靠的依据。
电厂煤质检测试验室所配备的人员、仪器、环境条件要与入厂及入炉煤质监督的要求相适应。所有电厂均应能提供煤中全水分、空气干燥基水分、灰分、挥发分、发热量、全硫、煤粉细度、飞灰可燃物等的常规监督项目的检测结果;同时,对煤的元素分析、灰熔融性及灰成分等的测定也应配备相应的仪器,并掌握其测试技术。对于可磨性及电厂一时不能进行检测的项目,则应按规定的要求送电力行业各煤检中心检测。
为完成入厂及入炉煤质的检测,煤质检测试验室应配备的主要仪器有高温炉及温控仪、鼓风干燥箱、分析天平、工业天平等通用仪器及热量计、定硫仪、元素分析仪、灰熔融性测定仪等专用仪器。制样室应配备粗碎及细碎破碎机、制粉机、振筛机、标准试验筛、二分器等设备。电厂所有燃煤采制化人员均必须持有电力行业统一颁发的煤质检验人员岗位合格证上岗。
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