发电厂对煤炭质量有那些要求
电煤
发电用煤的质量要求:
电厂煤粉炉对煤种的适用范围较广,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:
①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。
②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。
③水分。水分是燃烧过程中的有害物质之一,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。
④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要求大体相符即可。
⑤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。
⑥煤的硫分。硫是煤中有害杂质,虽对燃烧本身没有影响,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%。
一:质量指标:
1 发热量:
煤的发热量是设计发电锅炉时的一个重要指标,煤的发热量低于设计指标,炉内温度水平降低,影响煤粉的燃点和燃尽,锅炉热效率下降,当发热量低到一定程度时,将引起燃烧不稳,灭火放炮,以至必须投油助燃。反之,煤的发热量高于设计水平,炉膛温度必然升高,烧灰大多软化、熔融,容易形成结渣。
2 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。煤的灰分产率越高,发热量越低,燃烧温度下降,排灰量增大,热效低,受热面沾污磨损严重 , 所以灰分越低越好。
3 水分:
水分含量高,发热量低,排烟损失大,还容易引起煤仓、管道及给煤机内黏结堵塞。但水分的存在有一定的好处,火焰中含有水蒸气对煤粉的悬浮燃烧是一种十分有效的催化剂,水分还可防止煤尘飞扬等。
4 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,燃烧速度越快。根据锅炉设计要求,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。
5 煤灰熔融性:
对于固态排渣煤粉炉要求ST≥1350℃,低于这个温度有可能造成炉膛结渣,阻碍锅炉正常运行。液态排渣煤粉炉要求灰熔融性越低越好,而且煤灰黏度也越低越好。(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。)
6 煤的硫分:
硫燃烧后生成SO2 和SO3 ,它们极易与烟气中的水蒸气化合成H2SO4蒸气,对发电设备产生腐蚀作用, 同时,SO2和SO3 排放到空气中,大气环境造成严重污染。另外,高硫煤炭在存放过程中,容易发生变质自燃,影响煤炭的燃烧效果。所以硫分越低越好, wd(St)<1.25pc.为最好。
7 粒度:
悬燃炉均燃用煤粉,煤粉愈细,愈容易着火和燃烧完全,热损失小,但耗电量增加,飞扬损失大。一般要求粒度为0~30mm,而且大多数20~50um粒度均匀。中国规定,对供应火力发电厂煤粉炉用煤的粒度要求(洗)末煤13mm,(洗)混末煤<25mm,中煤、洗混煤<50mm,如上述煤种供应不足时可暂时供原煤。
二:质量要求:
火电厂用的煤炭质量对锅炉设计和生产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。
灰特性指煤灰的化学成分、高温下的特性、以及比电阻等。这些特性对燃烧后的清洁程度,对钢材的腐蚀性以及煤灰的清除等有很大的影响。
电厂煤粉炉对煤种的适用范围较广,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。
2、煤的挥发分。当使用回转窑时,为保证煤粉的顺利着火和足够的燃烧强度,一般要求Vd=18~30%之间;当采用立窑生产水泥时,因挥发分的析出是在缺氧条件下进行的,因此为减少q3的热损失,需燃用低挥发分的煤,以Vd<10%为宜。
3、煤的灰分。灰分对水泥熟料锻烧的影响没有发热量和挥发分那么大,特别是立窑的锻烧过程,可把入窑前的生料还应视为一种高灰分的煤炭。这是因为水泥熟料与煤灰的化学成分基本相同,只是各种组分不一样。对回转窑,若灰分太高,一方面会降低煤的发热量,另一方面因煤粉燃烧后产生的煤灰飞落到熟料中会影响到熟料的质量。
4、供煤粒度d<6~13mm或选用d<13~25mm的混煤。
5、供煤水分MT,ar<10%。
6、灰熔点ST>1250℃。
煤中水分的存在形式,根据其结合状态可分为游离态及化合态两种。
(1) 游离水分是煤表面附着的水和内部毛细管吸附的水,
(2) 化合水是以合方式同样煤中矿物结合的水称为结晶水,如黏土(Al2O3·2SiO2·2H2O)及硫酸钙(CaSO4·2H2O)中的结晶水。
煤中游离水,一般在105℃~110℃的温度下。经1~2h后,就可逸出,而结晶水通常要在200℃以上才能分解析出。试验室所测的就煤中游离水。
根据水分在煤中的不同存在形态,游离水又分外在水分(Mf)及内在水分(Minh)。
所谓外在水分,是指在一定条件下,煤样与周围空气湿度达到平衡时所失去的水分;所谓内在水分,是指在一定条件下,煤样到空气干燥状态时所保持的水分。煤的外在水分与内在水分之和,称为全水分(MF)或称收到基水分(Mar)。
所谓空气干燥水分,是指空气干燥煤样,在规定条件所测的水分(Mad)。
电力用煤的水分随煤种、采煤方法、加工工艺及外界环境条件而异。
从火电厂生产上来考虑,煤的水分不宜太高,也不宜过低,一般说来,煤中全水分宜控制在10%以下。
煤中水创始过高,就意味着将不可燃的水运进电厂,从而增加电厂的运输量及经济负担,同时,也增加电厂卸煤、储煤、输煤、破碎等一系列困难,特别是输煤系统易发生堵煤而造成运行障碍。
煤中水分过高,则意味着煤的低位发热量即用于发电的有效热量降低,同时烟气量增大,由烟气带走的热量也增多,从而加大了排烟热损坏及排风机的能耗。
煤中含有适量水分,对燃烧能起催化作用;另一方面,这也不致造成煤粉飞杨而污染环境,
一般说来,电厂燃煤全水分量控制在6%~8%范围内。最高不宜超过10%
现在常报的水份指标有:
1、全水份(Mt),是煤中所有内在水份和外在水份的总和,也常用Mar表示。通常规定在8%以下。
2、空气干燥基水份(Mad),指煤炭在空气干燥状态下所含的水份。也可以认为是内在水份,老的国家标准上有称之为“分析基水份”的。
水分对煤的加工利用来说是有害物质。在煤的贮存过程中,它能加速风化、破裂,甚至自燃;在运输时,会增加运量,浪费运力,增加运费;炼焦时,消耗热量,降低炉温,延长炼焦时间,降低生产效率;燃烧时,降低有效发热量;在高寒地区的冬季,还会使煤冻结,造成装卸困难。只有在压制煤砖和煤球时,需要适量的水分才能成型
1 特低全水分煤 Mt≤6.0
2低全水分煤 Mt: 6.0 ~8.0
3中等全水分煤 Mt: 8.0 ~12.0
4中高全水分煤 Mt: 12.0 ~20.0
5高全水分煤 Mt: 20.0 ~40.0
6特高全水分煤 Mt: >40.0
而各类煤炭在做不同用途的时候,也会有单独的水分要求,比如铸造焦的Mt≤9.0 %即为1极;9.1~10.0为2极;10.1~12.0为3极。
当然必须送到电厂,电厂需要煤炭的供货票据就可以了,他们自己会化验的。
热电煤(动力煤)。
很多大型的热电厂都用这种煤。一般要求收到基低位发热量大于5000(KCal/kg)的,收到基灰份小于15(%),硫含量当然越低越好。
由于设备设计条件和特点,煤粉炉所用动力煤的发热量要求高些,一般要大于4000大卡(以保证炉膛温度,以免灭火或爆燃事故发生),也就是说煤粉炉燃烧所用的煤灰分要相对小,一般都小于30%,而且煤粉炉脱硫设备费用昂贵,所以要求所烧煤的含硫量越小越好。
一般电厂锅炉用煤的要求为:
1、发热量。要求收到基低位发热量Qnet.ar>23MJ/kg。坑口电厂由于避免了长途运输,可以充分利用劣质煤,Qnet.ar的要求可相应降低。
2、硫分。为减少对锅炉、管道的腐蚀,降低对环境污染,煤炭的含硫越低越好。一般要求全硫含量St,d≤2.5%。如燃用高硫煤,则烟气必须先经脱硫,方可排入大气。
3、灰分。电厂锅炉用煤,对灰分含量要求不严,一般要求A≤49%。
4、灰熔点。锅炉排渣方式不同,对灰熔点要求不一。固态排渣的锅炉,为了不致发生灰渣粘结,一般灰熔点以较高为宜,要求大于1200℃;液态排渣的锅炉,则要求其灰熔点不能超过1300℃。