摘 要 火力发电厂的发电原理是将燃料中的化学能通过燃烧转化为热能，然后热能转化为机械能，最后变为电能，实质上就是一个能量转换的过程。目前我国绝大多数的火力发电厂所使用的燃料主要还是燃煤，燃煤的质量会直接影响到电厂的生产运行。文章分析煤质变化对火力发电厂的影响，阐述了燃煤指标对火力发电厂安全运行的重要性，指出火力发电厂必须做好煤质化验工作，以保证火电厂的安全运行，并提高火电厂的经济效益。
关键词 煤质化验技术；火力发电厂；重要性
中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）15-0151-01
火力发电厂所使用的燃煤有明确的质量指标，不是所有燃煤都可用作发电燃料，并且不同的锅炉对燃煤的质量要求也有不同。为了达到最佳的燃烧效果，提高环保水平，同时保证工作生产的安全，需要选择与锅炉及燃烧方式相适应的燃煤，因此必须做好煤质化验工作，根据国家标准，对燃煤指标进行化验和分析，严格控制燃煤化验指标在指定范围内，才能进行生产工作。火力发电厂要加强对煤质化验技术的重视，做好节煤、配煤工作，提高火力发电厂的经济效益以及环保水平。煤质化验指标主要包括发热量、灰分、水分、挥发分和含硫量。
1 煤的化验指标对火力发电厂的重要性
1.1 发热量
燃煤发热量是划分燃煤种类和分析煤质的重要指标，也是计算热平衡、热效率和耗煤量的依据，具有一定商业价值。发热量同时也是选择设备和燃烧方式的重要依据，还能用来确定动力用煤价格。燃煤发热量达到锅炉指定标准，才能确保锅炉燃烧稳定，发热量如果没有在指定标准的范围内，就容易引起锅炉燃烧不稳定和炉膛温度过低的现象，进而锅炉启动保护程序，导致火焰熄灭。
测定燃煤发热量的方法是取适量燃煤试样，将其放置在氧弹热量计中进行燃烧，氧弹热量计已充入过量氧气。再取适量基准量热物质苯甲酸在相似条件下进行燃烧，以此来确定热量计的热容量。根据试样燃烧前后量热系统的温升，并考虑到点火热等附加热因素的影响，经过校正得出弹筒发热量。再减掉硝酸形成热与硫酸校正热就得出高位发热量。明确试样中水分和氮的含量，再通过分析试样的高位发热量就可计算得出燃煤的恒容低位发热量。
1.2 灰分
灰分是燃煤经过燃烧后的残渣，并不是燃煤本身的组成成分。燃煤中矿物质的化学组成和矿物类型决定灰分的组成。矿物质在燃煤燃烧时起消极作用，一方面会降低热值，影响煤的反应性，延缓着火性能，另一方面还会对挥发物的化学组成和数量造成一定的影响，燃煤受热后的黏结性和膨胀性受到抑制，并且燃烧后的焦渣的燃尽性能也受到一定程度的影响。总之，灰分产生的影响多是负面的。灰分增加，会降低燃煤的发热效果，燃煤燃尽率降低，飞灰增多，较多的灰沉积影响传热，增加了清灰工作劳动强度，设备磨损增加，同时对环境也会造成一定程度的污染。
测定灰分的方法是取适量燃煤试样，将其放置在马弗炉中，定速加热至（815±10）℃，灰化并灼烧到质量守恒。燃煤的灰分就是灼烧后得到的残留物质量占试样质量的比重分数。
1.3 水分
水分不影响燃煤的质量，但属无用成分，它是煤炭生产流通过程中的一个计价因素，通常煤炭供应合同中会明确煤的水分含量最大值。煤中的水分过多会影响燃煤的燃烧效率，降低燃煤发热量，从而降低炉温，影响煤粉的正常燃烧。当煤的水分含量大于或等于10%时，水分每增加一个百分点，锅炉效率就降低0.07%。煤中含水量要控制在一定范围内，水分过高或过低都会影响燃烧质量，过多的含水量也会增加发电厂的成本。所以对煤的水分化验十分重要。
测定水分的方法是“加热失重法”，取适量燃煤试样，对其进行加热处理，使其水分蒸发，燃煤试样加热前后质量的差值就是水分含量。
1.4 挥发分
挥发分是指燃煤在真空环境下进行加热后所挥发出来的气体和液体的总和，挥发分与煤的变质程度有密切关系，煤的质量越好，挥发分越高，反之，煤的变质程度加深，其挥发分也会逐渐降低。燃煤挥发分越高，燃烧时发生的氧化作用越剧烈，但是如果挥发分过低，可能就会导致燃煤燃烧不充分甚至灭火，挥发分应控制在22%以上。
测定挥发分的方法是取适量燃煤试样，放置在有盖的瓷坩埚中，隔绝空气，以（900±10）℃加热7分钟，根据试样加热前后所减少的质量占试样质量的质量分数，在扣除试样水分含量即得出挥发分。
1.5 含硫量
硫是燃煤中的有害元素，硫经过燃烧之后会生成二氧化硫和少量三氧化硫，这都是有毒气体，会对环境造成污染。燃煤中如果含硫量过高，产生的气体会对锅炉的水冷壁造成一定的腐蚀，若产生结焦则容易导致锅炉管爆裂漏水，进而造成锅炉熄火。
测定含硫量的方法主要有三种，艾氏重量法、库伦滴定法以及高温燃烧法，其中库伦滴定法是目前我国火力发电厂测定含硫量的常用方法。
2 煤质变化对火力发电厂的影响
2.1 影响燃煤利用率
发热量过低，容易引起锅炉燃烧不稳定和炉膛温度过低的现象，甚至导致火焰熄灭；燃煤灰分较高，会降低燃煤的发热效果以及燃煤燃尽率，设备磨损增加；水分过多会影响燃煤的燃烧效率，降低燃煤发热量，从而降低炉温，影响煤粉的正常燃烧；挥发分过低，可能就会导致燃煤燃烧不充分甚至灭火；含硫量过高，也会引起过滤熄火现象的发生。以上这些都会降低燃煤的利用率。
2.2 影响火电厂安全运行
煤质变化会导致锅炉出现磨损和腐蚀，甚至导致爆管等现象的发生，严重的会酿成人员伤亡事故，影响火电厂安全运行。
2.3 影响火电厂经济效益
煤质各个化验指标的变化都可能导致火电厂耗煤量增加，燃煤利用率降低，生产效率降低，从而影响火电厂的经济效益，此外，由于煤质不良的问题，导致锅炉等设备磨损、腐蚀严重，增加了火电厂设备检修维护费用，火电厂成本增加，对火电厂也是一种损失。
2.4 影响火电厂环保性能
在燃煤化验指标中，含硫量越多，二氧化硫的排放量也就越多，对空气造成的污染也就越大；挥发分低的燃煤，也会排放出更多的有害气体，对环境造成污染；煤质变化大，锅炉燃烧不稳定，同样会导致污染物排放增加。这些都对火电厂环保性能造成影响。
3 结束语
总之，燃煤的质量直接影响到火电厂的生产运行，火力发电厂必须加强对煤质化验技术的重视，提高燃煤利用率，降低火电厂生产成本，保证生产工作的安全，从而提高火力发电厂的经济效益以及环保水平。
参考文献
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