化学监督12电力燃煤监督课件

第一节第一节 电力用煤特性与电力生产的关系电力用煤特性与电力生产的关系v火电厂生产的电能直接来源于动力燃料燃烧时所释放出的热火电厂生产的电能直接来源于动力燃料燃烧时所释放出的热能。燃料费用约占火电厂生产成本的能。燃料费用约占火电厂生产成本的70%，所以燃料在火电，所以燃料在火电厂中占有特殊重要的地位。厂中占有特殊重要的地位。v为了保证锅炉的安全经济运行，不仅需要足够数量而且需要为了保证锅炉的安全经济运行，不仅需要足够数量而且需要一定质量的动力燃料。燃料的各种特性对电厂锅炉运行有着一定质量的动力燃料。燃料的各种特性对电厂锅炉运行有着各自不同的影响，但某些特性指标之间又存在着密切的内在各自不同的影响，但某些特性指标之间又存在着密切的内在联系，故它们对电厂生产的综合影响是相当复杂的。联系，故它们对电厂生产的综合影响是相当复杂的。v对电力用煤来说，与锅炉设计和运行关系较为密切的特性指对电力用煤来说，与锅炉设计和运行关系较为密切的特性指标是：水分、灰分与发热量、挥发分与着火性、含硫量、可标是：水分、灰分与发热量、挥发分与着火性、含硫量、可磨性、灰熔融性及灰成分等。磨性、灰熔融性及灰成分等。第一节 电力用煤特性与电力生产的关系火电厂生产的电能直接来源1v一、电力用煤工业分析与电力生产的关系一、电力用煤工业分析与电力生产的关系v1水分v煤中水分可分外在及内在水分两部分。v煤中全水分是确定煤质和评定价格的依据之一。v煤中全水分含量是计算干煤量及低位发热量的重要参数。v在燃烧过程中，水分蒸发汽化，则要消耗热能，水分越大，低位发热量越低，这就降低了炉内的温度水平，导致机械和化学不完全燃烧损失的增加而降低锅炉效率。v煤中水分含量越大，烟气体积增加，自然由烟气带走的热量也就增加，排烟热损失及排风机电能消耗加大。v火焰中含有水蒸汽对煤粉的悬浮燃烧是一种有效的催化剂，它可加速煤焦的气化和燃尽。一、电力用煤工业分析与电力生产的关系2v2灰分与发热量灰分与发热量v煤中灰分含量与发热量的高低，是衡量煤质的两项最重要指标。我国煤中灰分含量与发热量的高低，是衡量煤质的两项最重要指标。我国规定以发热量作为评定煤价的主要依据。规定以发热量作为评定煤价的主要依据。v煤的灰分含量越高，其可燃成分相对减少，发热量降低，燃烧温度下煤的灰分含量越高，其可燃成分相对减少，发热量降低，燃烧温度下降，燃烧的稳定性也就越差，不利于煤粉的着火与燃尽，并会导致机降，燃烧的稳定性也就越差，不利于煤粉的着火与燃尽，并会导致机械不完全燃烧及排烟热损失的增加而使锅炉效率下降。械不完全燃烧及排烟热损失的增加而使锅炉效率下降。v灰分含量高，烟气流速大灰分含量高，烟气流速大,会加剧锅炉受热面的磨损；烟气流速小则又会加剧锅炉受热面的磨损；烟气流速小则又易使灰粒沉积于受热面而影响传热，致使烟温升高，锅炉效率降低。易使灰粒沉积于受热面而影响传热，致使烟温升高，锅炉效率降低。v灰分含量高，对除尘设备及烟囱高度的要求也高，故基建投资大，运灰分含量高，对除尘设备及烟囱高度的要求也高，故基建投资大，运行费用也相应增高。行费用也相应增高。v燃煤灰分含量增大，发热量降低，通常会使锅炉效率下降；当灰分含燃煤灰分含量增大，发热量降低，通常会使锅炉效率下降；当灰分含量增高或发热量低至一定程度时，就难以维持正常运行。量增高或发热量低至一定程度时，就难以维持正常运行。v发电厂对燃煤灰分含量或发热量无论在经济上、还是技术上都有一个发电厂对燃煤灰分含量或发热量无论在经济上、还是技术上都有一个最低限度问题。最低限度问题。2灰分与发热量3v3挥发分与着火性挥发分与着火性v煤的挥发分影响煤的分类、煤粉的储存与着火燃烧等；煤的挥发分影响煤的分类、煤粉的储存与着火燃烧等；v锅炉运行人员根据提供煤的挥发分数据据，及时进行相锅炉运行人员根据提供煤的挥发分数据据，及时进行相应的调整，是保证锅炉稳定燃烧的必要条件。应的调整，是保证锅炉稳定燃烧的必要条件。v煤的着火性能随挥发分含量的增大而增强。高挥发分的煤的着火性能随挥发分含量的增大而增强。高挥发分的烟煤及褐煤最易着火燃烧。燃用挥发分很低的煤种，容烟煤及褐煤最易着火燃烧。燃用挥发分很低的煤种，容易造成燃烧不良甚至发生锅炉灭火。易造成燃烧不良甚至发生锅炉灭火。v高挥发分低着火点的燃煤，可能在制粉系统中发生自燃，高挥发分低着火点的燃煤，可能在制粉系统中发生自燃，导致制粉系统的破坏并使火焰外喷；在敞开的空间，煤导致制粉系统的破坏并使火焰外喷；在敞开的空间，煤粉与空气混合物引起的尘粉爆炸也常常使人员和设备受粉与空气混合物引起的尘粉爆炸也常常使人员和设备受到伤害。到伤害。v燃用高挥发分、低着火点煤种的发电厂，需要采取切实燃用高挥发分、低着火点煤种的发电厂，需要采取切实的防范措施预防煤粉的自燃与爆炸以确保安全运行。的防范措施预防煤粉的自燃与爆炸以确保安全运行。3挥发分与着火性4v4可磨性可磨性v可磨性用以表征煤磨制成粉的难易程度。可磨性用以表征煤磨制成粉的难易程度。v在制粉系统设计时，可磨性指数是预测磨煤机出力，选择在制粉系统设计时，可磨性指数是预测磨煤机出力，选择磨煤机类型的主要指标。磨煤机类型的主要指标。v当煤中含有较多的硬质矿物颗粒时，将引起磨煤机碾磨件当煤中含有较多的硬质矿物颗粒时，将引起磨煤机碾磨件的快速磨损，从而使磨煤机的出力下降和煤粉变粗。的快速磨损，从而使磨煤机的出力下降和煤粉变粗。v煤的磨损性大小的判别：一种是根据煤中矿物质的组成判煤的磨损性大小的判别：一种是根据煤中矿物质的组成判断；另一种是利用专门的仪器测定磨损指数。断；另一种是利用专门的仪器测定磨损指数。v哈氏可磨性每相差哈氏可磨性每相差10个指数，磨煤机出力大约相差个指数，磨煤机出力大约相差25%。这样就可根据哈氏可磨性指数值来估算燃用不同煤种时的这样就可根据哈氏可磨性指数值来估算燃用不同煤种时的磨煤机出力情况。磨煤机出力情况。4可磨性5v5灰熔融性灰熔融性v锅炉结渣，使受热面吸热减少，烟温升高，从而降低锅炉结渣，使受热面吸热减少，烟温升高，从而降低了锅炉出力及其经济性，结渣严重时，甚至被迫停炉；了锅炉出力及其经济性，结渣严重时，甚至被迫停炉；v而对液态排渣锅炉来说，其运行在更大程度上受煤灰而对液态排渣锅炉来说，其运行在更大程度上受煤灰熔融性及灰渣流动特性的影响，通常采用煤灰的软化熔融性及灰渣流动特性的影响，通常采用煤灰的软化温度值作为大体判断炉膛结渣的特性指标。根据锅炉温度值作为大体判断炉膛结渣的特性指标。根据锅炉的特点，在设计及运行中，必须对煤灰熔融性提出相的特点，在设计及运行中，必须对煤灰熔融性提出相应的要求。应的要求。v在考察煤灰熔融性时，还应注意气氛条件对其测定结在考察煤灰熔融性时，还应注意气氛条件对其测定结果的影响。煤灰熔融性在弱还原性气氛下其值最低；果的影响。煤灰熔融性在弱还原性气氛下其值最低；而在强还原性或氧化性气氛下其值较高。而在强还原性或氧化性气氛下其值较高。5灰熔融性6v6灰成分灰成分v煤灰主要由煤灰主要由SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、Na2O、K2O、TiO2、P2O5、Mn3O4、V2O5等组成。等组成。v在煤灰成分中，在煤灰成分中，Fe2O3、CaO、MgO、Na2O、K2O属属于碱性组分；而于碱性组分；而SiO2、Al2O3、TiO2属于酸性组分，利属于酸性组分，利用两组分的比值可以推算出特征灰渣粘度所对应的温度，用两组分的比值可以推算出特征灰渣粘度所对应的温度，计算结渣指数和积灰指数，这对电厂运行具有较大参考计算结渣指数和积灰指数，这对电厂运行具有较大参考价值。价值。v提供可靠的灰成分数据，还有助于判断和防止灰渣对锅提供可靠的灰成分数据，还有助于判断和防止灰渣对锅炉设备的侵蚀作用；预测冲灰管道结垢的可能性与程度；炉设备的侵蚀作用；预测冲灰管道结垢的可能性与程度；根据煤灰中各成分相对含量的高低，确定其综合利用的根据煤灰中各成分相对含量的高低，确定其综合利用的可能途径等。可能途径等。6灰成分7v二、电力用煤元素分析与电力生产的关系二、电力用煤元素分析与电力生产的关系v1碳和氢：煤中有机质的各种组成元素中，以碳、氢、碳和氢：煤中有机质的各种组成元素中，以碳、氢、氧三种元素为主，氮和硫较少。氧三种元素为主，氮和硫较少。v煤炭燃烧时产生的热量主要来源于碳、氢与氧发生的剧烈煤炭燃烧时产生的热量主要来源于碳、氢与氧发生的剧烈氧化反应释放出的热量。氧化反应释放出的热量。v根据煤的元素组成及燃烧反应式，可以计算理论氧气量、根据煤的元素组成及燃烧反应式，可以计算理论氧气量、理论空气量和理论烟气量，从而推断实际空气量和耗氧理论空气量和理论烟气量，从而推断实际空气量和耗氧量。量。v锅炉燃烧中的热平衡计算、物料平衡计算等也都需要煤的锅炉燃烧中的热平衡计算、物料平衡计算等也都需要煤的元素分析数据。元素分析数据。二、电力用煤元素分析与电力生产的关系8v2.硫和氮v煤中含硫量的高低也是评价煤质的重要指标之一。v煤中的硫燃烧生成SO2和SO3。SO3会与烟气中的水蒸气形成硫酸蒸汽，在低温受热面上结露而腐蚀受热面。影响低温预热器的寿命和锅炉的安全经济运行。v煤中含硫量增高，促使煤灰熔融温度的降低，引起或加剧锅炉结渣情况的发生；导致煤粉仓内温度升高自燃。v煤中硫的燃烧产物SO2是造成大气污染的主要污染物，对人类健康、动物、植被都有损害。燃用高硫煤电厂的脱硫一项重要的工作。v氮在燃烧时生成氮氧化物，它也是污染环境的有害气体。燃用含氮量高的煤时也需要采用脱氮装置。2.硫和氮9第二节第二节 电厂燃煤化学监督电厂燃煤化学监督v一、概一、概 述述第二节 电厂燃煤化学监督一、概 述10v二、燃煤质量监督工作的范围及要求二、燃煤质量监督工作的范围及要求v燃煤质量监督工作是火电厂燃煤科学管理的基础工作，燃煤质量监督工作是火电厂燃煤科学管理的基础工作，也是确保锅炉安全经济运行必不可少的作业之一。也是确保锅炉安全经济运行必不可少的作业之一。v燃煤质量监督是指火电厂燃煤运到厂后，入炉前和制粉燃煤质量监督是指火电厂燃煤运到厂后，入炉前和制粉等过程中通过采样、制样和化验（简称采、制、化）对等过程中通过采样、制样和化验（简称采、制、化）对煤质进行监督和控制，为能避免掩盖锅炉机组中设备运煤质进行监督和控制，为能避免掩盖锅炉机组中设备运行的缺陷和能真正反映锅炉机组运行中的各种考核经济行的缺陷和能真正反映锅炉机组运行中的各种考核经济指标提供真实可靠的依据。指标提供真实可靠的依据。v燃煤监督包括入厂煤监督、入炉煤监督和储煤监督，此燃煤监督包括入厂煤监督、入炉煤监督和储煤监督，此外，还有制粉系统煤粉检测等。外，还有制粉系统煤粉检测等。二、燃煤质量监督工作的范围及要求11电力燃煤质量监督的要求燃燃 煤煤运煤方式运煤方式采样方法采样方法化验项目化验项目用用 途途入厂煤入厂煤火车火车汽车汽车船舶船舶GB475Mt、Aad、Vad、St,ad、Qnet,adMad监督入厂煤监督入厂煤质量，商务质量，商务计价计价入炉煤入炉煤带式输送机带式输送机DL/T567.21995Mt、Aad、Vad、St,ad、Qnet,adMad指导锅炉运指导锅炉运行，计算煤行，计算煤耗耗入炉煤粉入炉煤粉热风热风DL/T567.21995Mt、Mm(煤粉煤粉水分水分)、AadR90R200监控煤粉细监控煤粉细度度贮煤场煤贮煤场煤参照参照GB475Qnet,adD1(堆密堆密度度)盘点存煤量，盘点存煤量，核算发电成核算发电成本本电力燃煤质量监督的要求燃 煤运煤方式采样方法化验项目用 12第三节、电力燃煤采样与制备第三节、电力燃煤采样与制备v正确采制样，是动力燃料质量鉴定中的一个重正确采制样，是动力燃料质量鉴定中的一个重要环节，也是获得可靠分析结果的必要前提。要环节，也是获得可靠分析结果的必要前提。v由于煤的化学组成及粒度都很不均匀，同时动由于煤的化学组成及粒度都很不均匀，同时动力锅炉燃煤量很大，所以要从大量的燃煤中采力锅炉燃煤量很大，所以要从大量的燃煤中采集少量样品，最终缩制成集少量样品，最终缩制成100克左右的分析试克左右的分析试样，并能代表这批煤的质量与特性，就必须遵样，并能代表这批煤的质量与特性，就必须遵循一定的原则和采用科学的方法。循一定的原则和采用科学的方法。第三节、电力燃煤采样与制备正确采制样，是动力燃料质量鉴定中的13v一、采样的基本原理与若干原则规定一、采样的基本原理与若干原则规定v1.正确采样的重要性正确采样的重要性v采煤样是制样和分析基础。采样的目的是为了采取到有采煤样是制样和分析基础。采样的目的是为了采取到有代表性的燃料样品进行分析，了解其特性，从而为锅炉代表性的燃料样品进行分析，了解其特性，从而为锅炉安全经济运行提供依据。安全经济运行提供依据。v煤样分析结果的可靠性在很大程度上取决于煤样的代表煤样分析结果的可靠性在很大程度上取决于煤样的代表性性，掌握采样基本原理、采制样方法与技术非常重要。，掌握采样基本原理、采制样方法与技术非常重要。v2.采样的基本原理采样的基本原理v所谓采煤样，就是在一批煤的不同部位采集若干份一定所谓采煤样，就是在一批煤的不同部位采集若干份一定量的样品，它能代表这一批煤的平均质量与特性。这样，量的样品，它能代表这一批煤的平均质量与特性。这样，其分析结果实质上是各个子样质量的平均值。其分析结果实质上是各个子样质量的平均值。一、采样的基本原理与若干原则规定14v在采样中，子样数与每个子样的最小重量既取决于煤样在采样中，子样数与每个子样的最小重量既取决于煤样的不均匀度；同时也影响着采样的准确度。的不均匀度；同时也影响着采样的准确度。v采样的准确度与煤的不均匀度有关。我国采样的准确度采样的准确度与煤的不均匀度有关。我国采样的准确度规定为规定为2%较为合格。采样准确度要求过高，要求子样较为合格。采样准确度要求过高，要求子样数目增加，增大样品量。数目增加，增大样品量。燃煤采样的准确度煤种原 煤洗中煤Ag20%Ag 20%准确度按0.1Ag计算，但不得小于0.10.2%1.5%在采样中，子样数与每个子样的最小重量既取决于煤样的不均匀度；15v3.采样的若干原则规定采样的若干原则规定v按国家标准规定以按国家标准规定以1000吨煤作为一个采样化验单位。吨煤作为一个采样化验单位。v所采煤样的重量由所采集的子样数及每个子样的重量决所采煤样的重量由所采集的子样数及每个子样的重量决定。所采子样数取决于煤的灰分含量的高低；而每个子定。所采子样数取决于煤的灰分含量的高低；而每个子样的重量则决定于煤的粒度大小。样的重量则决定于煤的粒度大小。v煤的灰分越高，粒度越大，则表明煤的不均匀度越大。煤的灰分越高，粒度越大，则表明煤的不均匀度越大。因而，要获得具有良好代表性的煤样，采集的子样数要因而，要获得具有良好代表性的煤样，采集的子样数要多，而且每个子样的重量要大，故样品的总重量也大。多，而且每个子样的重量要大，故样品的总重量也大。v由灰分含量确定子样数由灰分含量确定子样数、由最大粒度决定子样重量、由最大粒度决定子样重量，子样数和子样重量就决定了煤样的总重量子样数和子样重量就决定了煤样的总重量 。3.采样的若干原则规定16v二、动力用煤采样二、动力用煤采样v1入厂煤采样入厂煤采样v对入厂煤的采样分析，可分煤质验收，燃料管理及锅炉对入厂煤的采样分析，可分煤质验收，燃料管理及锅炉燃烧提供依据。燃烧提供依据。入厂煤决定了入炉煤。入厂煤决定了入炉煤。v2.入炉煤采样入炉煤采样v对入炉煤的采样分析，可为锅炉的燃烧调整、效率计算对入炉煤的采样分析，可为锅炉的燃烧调整、效率计算提供依据，同时也可为电厂的主要经济指标提供依据，同时也可为电厂的主要经济指标标准煤标准煤耗的计算，提供有关数据。耗的计算，提供有关数据。二、动力用煤采样17