电厂燃料设备及管理1

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1、电厂燃料设备及管理,主讲：叶海军 2013.6,电厂燃料,第一章 煤的基础知识 第一节、燃料 1、定义： 与氧产生化学并伴随发热的物质。 条件： (1)它们应该是可燃物； (2)易于获取； (3)容易燃烧，发热量高，且燃烧后所获得的热量在经济上必须合算； (4)贮备、运输、处理都比较简便； (5)使用过程中没有危险性； (6)燃烧产物对大气、水质等环境不会造成严重污染。,电厂燃料,2、分类： 固体燃料： 煤、垃圾及工业副产品 液体燃料： 矿物质燃料油（石油及石油产品、合成燃料油、页岩燃料油） 气体燃料： 天然气、煤气,电厂燃料,3、燃料在火电厂中的地位： 火力发电厂一般是以燃料为原料，以电能为

2、产品的能源转换工厂。电能的生产过程实际上是电厂通过发电设备将一次能源转化为二次能源的过程。 一次能源是指以原有形式存在于自然界中的能源，如煤、石油、天然气、水力、风力、草木燃料、地热、核能、太阳能等； 二次能源是指由一次能源直接或间接转换为其他形式的能源，如电能、热能、各种石油制品、煤气、液化气、余热、火药、酒精等。,电厂燃料,燃料是火力发电厂的粮食，为了保证锅炉连续不断地运行，从而得到连续不断的电能，就必须不断地供应燃料。 燃料的采购、运输、加工、输送及贮备是实现火力发电的前提和保证，也是火电生产最重要、最基本的生产环节之一。 为了保证向电厂输送充足的、合格的燃料，作为燃料部门的职工必须系统

3、地、全面地掌握燃料方面的有关知识，才能为电厂源源不断的供应燃料提供保证。,电厂燃料,第二节、煤的基础知识 一、煤的形成、分布、开采 二、煤的元素分析成分 1、C 2、H 3、O、N 4、S 5、灰分（A） 6、水分（M）,电厂燃料,5、灰分（A） 煤中所含的矿物杂质燃烧后形成灰分。是煤中的主要不可燃成分。 内在灰分古代植物自身所含的矿物质； 外在灰分煤形成期间从外界带入的矿物质以及在开采、运输中混入的矿物杂质。 含量：5%50%。,电厂燃料,灰分对燃料运输系统的影响： (1)煤中灰分越高，煤的发热量就越低，而灰分的比重又是可燃物的两倍，因此输送同容量的煤，使输煤设备超负荷运行，威胁输煤系统的安

4、全运行。 (2)灰分大的煤种一般比较坚硬，使破碎困难，加剧输煤设备的磨损，增加检修工作量。,电厂燃料,灰分对锅炉工作的影响： （1）灰分增加，可燃元素含量减少，会增加煤粉制备的能量消耗； （2）灰分增加，既降低煤的发热量，还阻碍可燃物与O的接触，影响煤的着火与燃尽程度； （3）灰分增加使炉温下降，燃烧不稳定，增加不完全燃烧热损失； （4）灰分增加，灰粒随烟气流过受热面，若烟气流速高会使受热面磨损更严重，若烟气流速低会使受热面积灰加重，削弱传热效果，并使烟温升高，增加排烟温度，降低锅炉热效率； （5）灰分增加，烟气中的灰粒增多，积灰严重时会堵塞低温受热面的通道，使引风机电耗增加； （6）当灰熔点

5、低时，熔融灰粒会黏结在高温受热面上形成结渣，影响锅炉的安全性和经济性。,电厂燃料,6、水分（M） 是煤中的主要不可燃成分。 含量：3%60%。 表面水分又称外在水分。它是在开采、储运和保管过程中附着于煤粒表面的外来水分。可通过自然干燥除去。 固有水分又称内在水分。不能通过自然干燥除掉，必须将煤加热至105110并保持一定时间才能除去。 内在水分和外在水分之和成为全水分。,电厂燃料,水分对输煤系统工作的影响： （1）煤中水分过大，易引起输煤设备粘煤、堵煤，严重时会终止上煤。 （2）煤中水分过大，在运输过程中会产生自流，给上煤造成困难，在严寒的冬季，尤其在北方，使煤冻结，影响卸煤和上煤。 （3）煤

6、中水分增加，煤的低位发热量降低。 （4）煤中水分过少，会使煤尘飞扬，造成环境污染和燃料损失。,电厂燃料,水分对锅炉工作的影响： （1）水分增加，会给煤粉制备增加困难，造成原煤斗、给煤机堵塞和磨煤机出力下降； （2）水分增加，可燃元素含量减少，煤的发热量降低； （3）水分增加，使着火推迟；燃烧不完全，降低锅炉热效率； （4）水分增加，燃烧生成的烟气体积增加，使排烟热损失和引风机电耗增加； （5）水分增加，低温受热面更易积灰、腐蚀。,电厂燃料,三、煤的工业分析 更直接地反映煤的燃烧特性，是发电用煤分类的依据。 利用煤在加热燃烧过程中的失重进行定量分析，测定煤的水分、挥发分、固定碳、灰分的质量百分含

7、量。 挥发分（V）： 把失去水分的煤在隔绝空气的条件下加热到一定温度时，其有机物质会分解成各种气体成分逸出，这些逸出的气体成分，统称为挥发分。 挥发分不是煤中的固有物质，而是煤加热分解后析出的产物。 特点： 含挥发分多的煤易着火，燃烧快，火焰长。 挥发分是燃煤的重要特性，也是对煤进行分类的重要的依据。,电厂燃料,四、煤成分的计算基准 （1）收到基 以实际工作煤（即入炉煤）为基准，用下角标“ar”表示。 （2）空气干燥基 以经自然干燥除去外在水分的煤为基准，用下角标“ad”表示。 3）干燥基 以除去全部水分的煤为基准，用下角标“d”表示。 （4）干燥无灰基 以除去全部水分和灰分的煤为基准，用下角

8、码“daf”表示。,电厂燃料,五、煤的性能： 1、煤的密度 煤的密度是指单位体积的质量，单位为g/cm3 它是反映煤的性质和结构的重要参数。 （1）真密度 真密度是指20时煤的质量与同温度、同体积(不包括煤的所有孔隙)水的质量比，符号TRD，无量纲。真密度用于煤质研究、煤的分类、选煤或制样等工作中。 （2）视密度 视密度是指20时煤的质量与同温度、同体积(包括煤的所有孔隙)水的质量比，符号ARD，无量纲。视密度用于煤层储量的估算。,电厂燃料,（3）堆积密度 在规定条件下，单位体积煤的质量称为煤的堆积密度，单位为tm3，用BD表示。其测定原理是：将试样从一定高度自由落到一个已知体积的容器中，然后

9、称其质量，依据质量和体积计算出堆积密度。 影响煤的堆积密度的因素有煤的性质、水分含量、筛分组成等。,电厂燃料,2、煤的风化 （1）定义： 碳化程度低的煤采出后，存放在煤场中，在自然力的作用下，因大量失水等原因使煤崩解变小（或成煤粉），同时使煤的物理、化学性能和工艺特性改变的现象，称没的风化。 （2）煤风化后煤质变化 表面污损。 元素含量变化。氧增大，其余都减小。 粒度变小。 发热量减低。 粘结性减弱。 质量减轻。 挥发份变化。高的降低，低的略有升高。 煤的燃点降低。容易自燃。,电厂燃料,3、煤的氧化 （1）定义： 煤从矿井下采出后，受空气中氧的作用，表面失去光泽并生成赤色或白色锈斑，水分增大，

10、块煤粉碎成粉末，这种现象称为煤的氧化。 （2）煤的氧化对煤的影响 煤的成分发生变化。深度氧化的煤，挥发分增高，二氧化碳的含量增加，发热量降低。 煤的结焦性发生变化。煤氧化后其结焦性会很快降低，甚至消失。,电厂燃料,4、煤的自燃 （1）定义 煤氧化时所放出的热量，若因不能及时扩散而积聚在煤堆内，使煤堆温度升高至煤的着火点时，就会发生自燃现象。 （2）影响煤氧化与自燃的因素 空气中的氧。 煤自燃可能。 煤的碳化程度。 煤自燃可能。 水分。 过高或过低 煤自燃可能。 黄铁矿的氧化作用。 煤自燃可能。 煤的粒度。 煤自燃可能。 温度。 煤自燃可能。 气候条件。干燥 煤自燃可能,电厂燃料,5、煤的发热量

11、 （1）定义：单位质量的煤在完全燃烧时所放出的热量。有高位和低位之分，锅炉能利用的一般是低位发热量。符号：Q 单位：kJ/kg （2）标准煤 标准煤收到基低位发热量为29310kJ/kg的煤。,电厂燃料,（3）原煤煤耗率发电厂或机组生产1kWh的电能所消耗的原煤量。（Kg原煤/kWh） （4）标准煤耗率发电厂或机组生产1kWh的电能所消耗的标准煤量。（Kg标煤/kWh）,电厂燃料,6、煤灰的熔融特性 变形温度DT锥体顶点开始变圆或倾斜时的温度。 软化温度ST锥体顶点弯曲至锥底面或呈球状时的温度。 熔化温度FT锥体完全熔化成液体并能在底面流动时的温度。 通常用变形温度DT 、软化温度ST 、熔化

12、温度FT这三个特征温度来表示灰的熔融特性。用软化温度ST作为灰熔点 ，也就是作为炉膛结渣的定性温度,电厂燃料,六、电力用煤的分类 以挥发份高低进行分类 无烟煤 贫煤 Vdaf :1020 烟煤 Vdaf :2040 褐煤,电厂燃料,第二章 燃料管理 一、燃料验收及计价 （一）数量验收 入厂煤：电子轨道衡计量（火车）、水尺（船）、电子皮带秤（带式输送机）、地磅（汽车） 入炉煤：原煤斗下装电子皮带秤,电厂燃料,（二）质量验收： 质量验收包括采样、制样和化验。 1、采样： 定义：为确定一批(堆)燃煤特性而按规定方法采取少部分煤作为分析用样本，这少部分煤在物理和化学性质上都具有代表该批(堆)燃煤的平均

13、煤质特性，这一采取样本的过程称为采样。 目的： 1)检验人厂煤质，提供依质计价的依据； 2)检验入炉煤质，及时提供锅炉燃烧工况，确保运行安全，同时为准确计算煤耗提供数据。,电厂燃料,采样的总体要求： 1)要有足够的子样数目，且这些子样数目要依据待采燃煤特点，合理地分布在整批(堆)的燃煤中； 2)采样工具或采样器要根据粒度大小选择，且经确认无系统偏差； 3)子样的最小质量，对煤流采样应不少于5b，对其他采样则要符合粒度与子样最小质量的规定。 由此可见，燃煤采样是火电厂生产中不可少的作业，是煤质验收的基础，也是燃煤化学监督的基础。,电厂燃料,采样的基本规定： （1）采样的具体要求：样本是由总体中的

14、不同部位分别采得的许多分样掺和而成的，样本相对总体而言，偏差是客观存在的，但必须无系统偏差，偏差是个体测定值与总体平均值之差，无系统偏差就表明个体分样的测定值与总体的平均值相比较，有的偏高，有的偏低，而不是固定偏向一方。无系统偏差的取样称为随机取样，随机取样也即是在采样时是总体中的任何一部分都有被取到的同等机会，而不能人为的只采其中一部分，舍弃另一部分。因此，整个采样过程不应有系统误差。这就要求采样应在全部煤中均匀分布的采样点上采样，采样点要合理分配和正确定位，采样工具和机械必须符合要求，采样器的开口宽度不应小于煤样中最大粒度的253倍，并能充分容纳所采煤样，不应将该采的大块煤、矸石和黄铁矿等

15、有意舍弃或漏掉。,电厂燃料,（2）采样规定： GB 4751983对于商品煤采样规定是：以1000t100t作为一个批量，称为分析化验单位。若用火车运输时，一列火车的发运量超过或不足1000t时，可按实际发运量作为一个分析化验单位。由一个分析化验单位中采取的标本，其分析结果就只代表着一批煤量的平均质量。在这一批煤中应采的子样数目以及每个子样的质量，应以满足采样精确度为前提来加以规定。,电厂燃料,（3）样本总质量的确定： 样本总质量Mz=N*M N-子样数目 M-子样的质量。M=0.04D D-最大块度煤尺寸，mm; 0.04-系数，对不同物料有差异，kg/mm 对于块度小的煤，M不小于0.5k

16、g。 子样最小质量与煤块度的关系,电厂燃料,(4)采样精密度的确定 对原煤和筛选煤，当Ad20时，精密度为灰分的1/10，而不小于1(绝对值)。因为对灰分较大的煤可按灰分的1/10计算，当Ad 20时，精密度为2(绝对值)，对炼焦用煤，精密度为1(绝对值)。对其他洗煤(包括洗中煤)，精密度为15(绝对值)。,电厂燃料,（5）子样数目的确定： 子样数目是指一批煤量或一确定单元时间中对某种煤所采的子样个数，也就是通常所说的份数。它与煤的不均匀度和采样要求的精密度有关。不均匀度由灰分表示，灰分越大，不均匀度越大，要求的采样精密度高，子样数目就多。 当煤量不足1000t时，按比例递减但不少于上面数字的1/3,大于1000t时，将煤量除以1000开方后与上面数字相乘。,电厂燃料,系统误差产生的原因： 1)采样点分布不合理，如多分布在煤堆周围、车厢边沿，多采了大块煤等； 2)采样工具(或采样器)开口宽度太小，大块煤不易采到；