灰分增高,还将直接增加燃煤运费和厂内输送、制粉除灰等耗电量,增加设备维护费用,减少灰场使用年限。
2.3挥发分
挥发分表征了煤受热时释放出气体和气态产物的程度,是判别煤的着火、燃烧特性的首要指标。挥发分的高低对煤炭的迅速着火,快速燃烧和锅炉稳定燃烧起着决定性作用,是锅炉设计选型的主要参数。炉膛的尺寸大小,燃烧器的选型布置,燃烧、点火助燃系统,空气预热器大小,制粉形式和防爆措施都与其有关。
入炉煤挥发分较高,可减少起停锅炉、深度调峰和事故状态下的助燃油投入,但挥发分高出设计上限时,由于煤种和挥发分比价的变化,将使燃煤价格升高,还可能造成锅炉喷燃器喷口因喷出的煤粉着火距离过近而烧坏。挥发分过高时(如长焰煤),煤场存煤易自燃,也容易因积煤或积粉造成制粉系统和输煤系统发生爆炸。挥发分过低时,将造成煤粉在炉膛内着火延后,锅炉的飞灰可燃物和机械不完全热损失加大,对锅炉的效率产生较大的影响,从而影响火电厂的经济效益。
一般说来,挥发分偏高时,比较容易通过运行调节来适应,使锅炉运行稳定,而向偏低方向变化时,则需要通过强化着火的措施,如用回流热烟气加热一次风混合物,提高混合物的初始温度,促使入炉煤粉着火提前,以及提高煤粉细度等方法来稳定燃烧。
2.4硫分
2.4.1对环境的影响
煤在锅炉中燃烧时,煤中硫主要氧化成二氧化硫,从烟囱排到大气中去,硫转化二氧化硫的比率随煤中硫的存在形态、燃烧设备及运行工况而异。在煤燃烧生成二氧化硫的同时,还伴有少量三氧化硫的生成。
二氧化硫是一种无色、有刺激性的气体。大气中二氧化硫在低浓度时,一般不会造成人的急性中毒,但在逆温等不利的气象条件下,可能会发生急性中毒,加速老弱病患者的死亡。大气中的二氧化硫浓度与支气管炎等呼吸系统疾病发生率之间基本成正比关系。
大气中的二氧化硫与飘尘结合而发生协同作用则危害更大,飘尘中的许多重金属及其它氧化物微粒,其毒性超过二氧化硫10多倍。硫酸雾对眼睛及呼吸道有强烈的刺激作用;同时它对金属及农作物有严重的腐蚀与损害作用。
大气中因二氧化硫和三氧化硫在大气云层中与水分子结合使降雨PH〈5.6形成酸雨,一般PH值为4.5-4.0,甚至更小。酸雨给人类带来的危害将不低于核辐射。酸雨降落到地面,回使土壤酸化,危害农作物,影响园林、森林、花草树木的生长。我国重庆地区降水已全面酸化,酸雨出现的频率高达80%。重庆市已被国内外专家公任的世界酸雨、酸雾最严重的地区之一。为此国家环保总局、国家经贸委、科技部联合发布了《燃煤二氧化硫排放污染防治技术政策》,为我国在未来一定时期内控制燃煤造成的二氧化硫排放污染提供了技术导向和支持。
2.4.2煤中硫对电力生产的危害
电厂燃用高硫煤,由于硫的氧化作用,锅炉尾部受热面易发生腐蚀与堵灰,缩短低温预热器的寿命;另一方面,含硫量的增高,促使灰熔融温度降低,导致锅炉结渣或加重其严重程度;如煤中挥发成分含量较高,硫含量的增高会增大煤的阴燃倾向,导致煤粉仓及煤场存煤温度升高而自燃。
2.5发热量
火力发电厂就是利用燃料的化学能转变成蒸汽热能,再转换成电能的工厂,煤的发热量越高,转换的热能动力越多。煤的发热量分为高位发热量和低位发热量两种,差别在于燃烧时形成的水蒸汽是否凝结成水,凝结成水时,煤炭放出的热量称为高位发热量,不能凝结成水的放出的仅是低位发热量。由于火电厂的锅炉排烟温度不会低于100℃,烟气中的水蒸汽不会凝结成水而放出汽化潜热,所以锅炉所能利用的仅是煤的低位发热量。
煤的发热量是设计锅炉的一个重要数据,也是煤质好坏的一个重要标志。如果实际入炉煤的发热量低于设计值,炉膛内理论燃烧温度必然降低,炉膛温度水平低不利于煤粉的着火和燃烬,还会导致机械不完全燃烧和排烟损失的增加,使锅炉效率下降。当发热量降到一定程度时,将引起燃烧不稳,甚至灭火放炮,以致需要投油助燃。如果煤的发热量降低,而入炉煤量不增加,将使蒸汽参数和蒸发量下降,如增加入炉给煤量,则使烟气流量增加,各对流受热面吸热量增加,造成过热汽温升高,炉膛排烟温度随之增加。若增加锅炉减温水量,又会造成省煤器沸腾。反之,如果煤的发热量高于设计值,炉膛温度必然升高,煤灰大多软化、熔融、容易造成炉膛结渣。
煤质的好坏不能仅凭发热量的高低来评价,而应与挥发分高低综合考虑。如果入炉煤的发热量偏低,炉膛温度水平低,但若该种煤的挥发分较高,逸出快、容易着火,同样可以正常燃烧。反之,如果入炉煤的发热量较高,炉膛温度水平高,就能加快挥发分的逸出和着火,该种煤的挥发分偏低同样不会造成着火延迟。
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