入爐煤水分變化對(duì)經(jīng)濟(jì)效率及安全的影響

1、入爐煤水分變化對(duì)經(jīng)濟(jì)效率及安全的影響摘要：通過(guò)分析入爐煤水分變化的原因及水分變化對(duì)機(jī)組運(yùn)行的影響，提出了降低入爐煤水分的具體措施，可為同類燃煤電廠加強(qiáng)燃料管理、深化節(jié)能降耗工作提供借鑒和參考。關(guān)鍵詞：燃煤； 水分； 機(jī)組運(yùn)行； 影響引言水分是電煤的一項(xiàng)重要特征指標(biāo)，煤中水分含量的高低直接影響 煤質(zhì)和煤量，既與燃燒有關(guān)又與貯存運(yùn)輸有關(guān)。因此，它對(duì)燃煤機(jī)組 的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行具有重要的意義。入爐煤水分變化的原因煤中水分按其附著狀態(tài)可分為內(nèi)在水分和外在水分。內(nèi)在水分是煤的固有水分，其大小與煤的內(nèi)表面積和變質(zhì)程度有關(guān)；外在水分是煤炭在開(kāi)采、洗選、運(yùn)輸、貯存時(shí)附著在煤粒表面和大毛細(xì)孔中的 水分。在空氣中，這

2、部分水分子會(huì)不斷蒸發(fā)，直至煤表面的水蒸氣壓 與周圍空氣的相對(duì)濕度達(dá)到平衡為止。因此，燃煤水分一般隨煤種、 采煤方法、加工工藝及外界環(huán)境條件的變化而變化。在廠內(nèi)燃料管理中，以到廠入爐煤水分差指標(biāo)來(lái)反映到廠后燃煤水分的變化。入爐煤水分變化主要受氣候、貯存環(huán)境、貯存時(shí)間、煤場(chǎng)噴霧噴淋以及燃 煤摻配等因素的影響，除煤種因素外，其主要因素是水分引起的變化。燃煤水分變化對(duì)機(jī)組運(yùn)行的影響水分變化對(duì)入爐煤質(zhì)量的影響煤中水分變化對(duì)煤質(zhì)的影響主要體現(xiàn)在低位發(fā)熱量的變化： 水 分增加可使煤中的可燃成分減少 ，導(dǎo)致低位發(fā)熱量降低； 另一方面， 水分增加使其在煤中吸收的汽化潛熱量增加，導(dǎo)致了低位發(fā)熱量降 低。在通常情況

3、下，煤中每增加 1% 的水分，煤的發(fā)熱量會(huì)降低 250290 kJ / kg。在相同負(fù)荷下，入爐煤低位發(fā)熱量降低，會(huì)使 入爐煤量增大。2 水分變化對(duì)輸煤、給煤系統(tǒng)的影響 煤中的外在水分對(duì)煤的流動(dòng)性影響最大， 原煤水分多會(huì)中過(guò)多的水分 會(huì)給燃煤的輸送增加困難，造成輸煤通道、原煤倉(cāng)、給煤機(jī)和落煤管 黏結(jié)堵塞以及加速銹蝕等不良后果。 在寒冷的冬季，水分過(guò)大還會(huì) 使來(lái)煤和存煤凍結(jié)，影響卸煤和上煤。 對(duì)于普通煙煤而言，當(dāng)外在 水分小于 8% 時(shí)，輸煤、給煤系統(tǒng)運(yùn)行基本處于正常狀態(tài)； 在水分 大于 8% 時(shí)，常會(huì)造成運(yùn)行上的困難； 在水分大于 12% 以上時(shí)， 將會(huì)嚴(yán)重影響運(yùn)行的可靠性。 輸煤、給煤系統(tǒng)的

4、堵塞輕則需要人工 疏通，費(fèi)時(shí)費(fèi)力， 嚴(yán)重時(shí)還容易損壞設(shè)備，中斷上煤或給煤而影響運(yùn) 行生產(chǎn)。 當(dāng)燃煤水分過(guò)低時(shí)，輸煤系統(tǒng)則容易出現(xiàn)揚(yáng)塵，一般會(huì)通 過(guò)噴霧除塵措施來(lái)加以解決。一、入爐煤水分對(duì)入爐煤低位發(fā)熱量的影響Mt %：全水分Qnet,ar ：收到基低位發(fā)熱量1、除去水分的因素噸煤實(shí)際 地位發(fā)熱量Qnet =1*（1- Mt %） *Qnet,ar入爐煤發(fā)熱量越高對(duì) Q1 的影響越大。2012 年采暖期入爐煤發(fā)熱 量在 38005000Kcal，入爐煤水分基本在812%之間變化，平均在9.5%，入廠煤在 1013%之間，個(gè)別批次達(dá)到 1415%。每增加 1%的水分，噸煤發(fā)熱量降低：Q1=1%*

5、Qnet,ar =3850 Kcal2012年 12 月份共消耗燃煤 61000噸原煤，預(yù)計(jì) 20122013年采 暖期將耗燃煤 20 萬(wàn)噸。如入爐煤水分能降 3%左右，噸煤低位發(fā)熱量 將 提 高 114150 Kcal,20 萬(wàn) 噸 煤 低 位 發(fā) 熱 量 將 提 高 2280000030000000 Kca。2、入爐煤水分降低 3%對(duì)爐熱量的影響 入爐煤水分越大鍋爐效率越低，20122013年采暖期入爐煤的溫度為10C左右，水在爐膛內(nèi)被加熱后排出有效受熱面的溫度為150C左右。如 20 萬(wàn)噸燃煤的入爐水分平均降低 3%，將降低入爐水分 6000 噸水。因此整個(gè)采暖期少?gòu)臓t膛中帶走的熱量=6

6、000T*635KJ/KG=907143 Kcal今年燃煤的價(jià)格在 0.13 元/ Kcal ，僅以上兩項(xiàng)就降低生產(chǎn)成本 =30907143*0.13竝100萬(wàn)元；全年耗煤量預(yù)計(jì) 30萬(wàn)噸左右，如入廠煤 全水分能降低 4%，全年能降低生產(chǎn)成本 800萬(wàn)元左右。二、水分增加造成生產(chǎn)能力下降、輸煤成本的增加 對(duì)于普通煙煤而言，當(dāng)外在水分小于 8% 時(shí)，輸煤、給煤系統(tǒng)運(yùn)行基本處于正常狀態(tài)； 在水分大于 8% 時(shí)，常會(huì)造成運(yùn)行上的困 難； 在水分大于 12% 以上時(shí)，將會(huì)嚴(yán)重影響運(yùn)行的可靠性。 輸煤、 給煤系統(tǒng)的堵塞輕則需要人工疏通， 費(fèi)時(shí)費(fèi)力， 嚴(yán)重時(shí)還容易損壞設(shè) 備，中斷上煤或給煤而影響運(yùn)行生產(chǎn)。

7、1、因斷煤造成總產(chǎn)汽量降低2012年12月#4、5爐平均產(chǎn)汽量112.5t/h,每小時(shí)少帶負(fù)荷15 噸；#1、2爐平均產(chǎn)汽量108t/h,每小時(shí)少帶負(fù)荷15噸，12月總少 帶負(fù)荷 22300噸左右。2、輸煤系統(tǒng)上煤困難，上煤時(shí)間長(zhǎng)，設(shè)備電流高，耗電量增加。 日輸煤系統(tǒng)電耗 =（皮帶電機(jī)電耗 *4+ 碎煤機(jī)電耗） *上沒(méi)時(shí)間 煤干時(shí)，日輸煤系統(tǒng)電耗 =（60KW*4+100kw）*12=4080 kw;2012年 12 月實(shí)際，需雙皮帶，甚至雙碎煤機(jī)運(yùn)行， 日輸煤系統(tǒng)電耗 =（60KW*4*2+100kw ）*20=1 1 600 kw;因煤濕 2012 年 1 2月上煤用電費(fèi)用多消耗 =（11

8、600-4080）*31*0.5 元/度=11.7（萬(wàn)元）， 20 1 220 1 3采暖期多支出約 40萬(wàn)元。3、增加臨工費(fèi)用目前日需臨工數(shù)量 18 人次，人均日費(fèi)用 170元，因此因雇傭臨 工需支出 =170*18*100=30.6 萬(wàn)元。水分變化對(duì)制粉系統(tǒng)的影響 煤中水分增加同樣給煤粉制備帶來(lái)困難，對(duì)制 粉出力的影響主要有以下 3 個(gè)方面：（ 1） 水分增加會(huì)影響煤的塑性變形能力，提高 研磨阻力，從而改變?nèi)剂系目赡バ再|(zhì)，使磨煤出力 降低。（ 2 ） 水分增加會(huì)造成 磨 煤 機(jī) 通 風(fēng) 干 燥 能 力 下 必須降低給煤量才能維持制粉系統(tǒng)運(yùn)行 。降， （ 3） 煤倉(cāng)或給煤機(jī)因黏結(jié)堵塞落煤不暢

9、，造成 制粉系統(tǒng)運(yùn)行斷斷續(xù)續(xù)，影響出力 。 在我國(guó)南方以露天煤場(chǎng)為主的電廠中，雨季中 常會(huì)發(fā)生因原煤水分過(guò)大造成制粉出力下降而滿足 不了鍋爐負(fù)荷需要的情況，有時(shí)在粉位持續(xù)下降的 不得不大量投油減負(fù)荷，造成了較大的經(jīng)濟(jì)情況下， 損失。查閱相關(guān)資料發(fā)現(xiàn)，隨著水分的增加，磨煤機(jī) 的出力呈線性下降趨勢(shì) 。 表 1 反映了以原煤水分 4% 時(shí)磨煤機(jī)出力 100% 為基準(zhǔn)的燃煤水分與出力 的關(guān)系 。對(duì)中儲(chǔ)式鋼球制粉系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，收到基水分 每增加1%，磨煤岀力就降低 0.50.6 t / h ,單位磨煤能耗將增加1.11.3 kJ / kg。另外，當(dāng)原煤含水量高時(shí)，制粉系統(tǒng)堵煤和積煤的 概率就大 ，積存在系統(tǒng)

10、死角或水平管道處的積煤三、水分增加增大制粉系統(tǒng)壓力（ 1）煤中水分增加同樣給煤粉制備帶來(lái)困難，制粉處理下降，磨煤 機(jī)電耗增加、鋼球消耗量增加、磨煤機(jī)襯板壽命減少。以目前煤的發(fā)熱量， 煤干時(shí)日停磨時(shí)間在 5 小時(shí)左右， 而現(xiàn)在月 停磨時(shí)間 10 小時(shí)：磨煤機(jī)耗電量增加成本 =160kw*5*31*5*0.5 元/度=62000 元/月， 整個(gè)采暖期磨煤機(jī)電耗費(fèi)用增加約 20 萬(wàn)元。鋼球消耗量增加， 2012年 12月多消耗鋼球 1噸，20122013年 采暖期多消耗預(yù)計(jì) 3噸左右，增加費(fèi)用 3 萬(wàn)元左右。磨煤機(jī)襯板使用壽命減少，大約不到 2 年更換一次（ 2011、2012 均對(duì)襯板進(jìn)行了更換）

11、 每套襯板約 16 萬(wàn)元。每年費(fèi)用在 40 萬(wàn)元左右。（ 2）制粉系統(tǒng)堵煤和積煤的 概率就大 ，積存在系統(tǒng)死角或水平管 道處的積煤會(huì)因發(fā)生自燃，危及設(shè)備和人身的安全。 對(duì)高揮發(fā)水分 煤種而 言， 分 增 大 會(huì) 增 加 制 粉 系 統(tǒng) 爆 燃 的 可能性。 目前#3爐粉倉(cāng)溫度已兩次升高至65C以上，給粉機(jī)下粉異常，鍋爐 燃燒不穩(wěn)定。四、水分增加對(duì)鍋爐燃燒的影響堵塞 #4、5 爐落煤管，造成鍋爐滅火，影響大面積供熱。水分對(duì)鍋爐中煤粒的燃燒過(guò)程有顯著的影響。 煤中水分的增加延 遲了煤的著火，直接影響爐內(nèi)著火的穩(wěn)定性。煤粉中的水分提高了， 煤粉的松散性會(huì)變差，易發(fā)生給粉不均或給造成粉倉(cāng)內(nèi)煤粉搭橋結(jié) 塊，給粉中斷現(xiàn)象，致使鍋爐燃燒不穩(wěn)，這些因素都會(huì)對(duì)鍋爐的安全 運(yùn)行及煤粉的完全燃燒帶來(lái)不利影響。 水分增大還會(huì)影響爐內(nèi)空氣 動(dòng)力工況，稀釋爐內(nèi)氧氣濃度，最終影響燃燒速率，對(duì)可燃物的完全 燃燒不利。五、水分變化對(duì)鍋爐運(yùn)行的其他影響水分增加造成煙氣量增大， 還會(huì)使過(guò)熱器汽溫升高， 水分每增加 1%，汽溫會(huì)升高1.5 C。在高負(fù)荷時(shí)，若進(jìn)一步增大煙氣流速，會(huì) 使尾部受熱面的磨損加大。 水分增多會(huì)給低溫受熱面的積灰和腐蝕創(chuàng) 造外部條件