浅析火力发电入厂煤和入炉煤热值差.pdf

第 2 期 煤 质 技 术 2 0 1 4 年 3 月 浅析火力发 电入厂煤和入炉煤热值 差 刘洁琼，郑建东 安徽淮 南平圩发 电有 限责任公 司 燃运部 ，安徽 淮 南 2 3 2 0 8 9 摘 要 从 燃 煤采样 、制 样 、化验 、贮存 管理等 方 面分析 了入 厂煤 与入 炉煤 的热值 差 产 生 的原 因 ， 提 出重视 煤炭 采 购的 源头 、严格执 行煤 质 管理制度 、加 强采制化 设备 的 管理及 煤场 管理 ， 以期 有 效 地减 小 火力发 电入 厂煤 和入 炉煤 的热值 差 。 关键 词 入厂 煤 ；入 炉煤 ；热值 差 ；煤 质 管理 中图分 类号 F 4 2 6 ． 2 1 文献标 识码 B 文章 编号 1 0 0 7 7 6 7 7 2 0 1 4 0 2 0 0 3 2 0 4 Di s c u s s i o n o n t h e d i f f e r e n c e o f c a l o r i f i c v a l u e b e t we e n c o a l a s r e c e i v e d a n d c o a l a s f i r e d i n t he r m a l p o we r p l a n t LI U J i e q i o n g．ZHENG J i a n d o n g Fu e l Tr as ns po r t a t i o n De pa r t me n t ，An h ui H u a i n an Pi n gwe i El e c t r i c Po we r Ge n e r a t i o n C o ，Lt d． ，H u a i n an 2 3 2 0 8 9， Chi n a Ab s t r a c t Fr o m a s pe c t s s uc h a s s a mp l i ng，s a mpl e pr e pa r a t i on，t e s t ，s t o r a ge，t hi s p a p e r a n a l y z e d t he r e a s o ns o f h ow t he d i f f e r e nc e o f c a l o r i f i c va l ue b e t we e n c oa l a s r e c e i v e d a n d c o a l a s f i r e d g e ne r at ed，i n o r d e r t o r e d uc e t h e d i f f er e nc e o f c a l o r i f i c va l ue b et we e n c o a l a s r e c ei v e d a n d c oa l a s f i r e d e f f e c t i ve l y，mea s ur e me nt s l i k e p a yi ng a t t e nt i o n t o t h e o r i gi n o f c o a l pu r c h a s i ng，ex e c ut i ng c oa l q ua l i t y ma n a ge me nt s y s t e m s t r i ct l y，en ha n c i n g t h e ma n a g ement o f s a mpl i ng a nd p r ep a r at i o n e qu i p me nt s a nd c o a l ya r d ma na g e men t wer e pr o po s ed． Ke y wo r ds c o al a s r e c e i v e dc o a l a s f i r e d；d i f f e r e nc e o f c a l o r i f i c；c o a l qu a l i t y ma na g e me nt 0 前 言 入厂煤、入炉煤热值差指某个统计期内入厂煤 实际验收加权平均值和入炉煤实际检测加权平均值 之间的热值差 ，一般以月统计、以年累计并作为考 核周期 ，是火力发 电厂燃料管理的重要考核指标之 一 。热值差的大小在很大程度上反映了厂内能耗和 内部管理水平。如何减小入厂煤与入炉煤的热值差 一 直是燃 煤管理 的热 门话题 ，在检验 准确的基础 上，热值差越小说明厂 内卸、储、运的热量损失小， 就越有利于降低燃料费用 ，控制燃料成本 ，提高电 厂经济效益 ；若入厂煤 、入炉煤差值和发 电煤耗出 现大起大落 ，根本不能反应机组的实际煤耗水平。 电力部 关于 电厂 双文 明达标 和创 一 流企业 规定 的入厂煤和入炉煤热值差为小于 5 0 2 J ／ g ，而 中电 国际对平电公司的考核指标是 2 5 0 J ／ g ，要达到以 上指标 ，不但要从检验设备管理的源头抓起 ，从组 织措施 和技术措施入 手 ，更需要在燃 煤采样 、制 样 、化验等方面下功夫 ，以及时发现 问题 ，调整锅 炉运行工况 ，提高燃料热能利用率和锅炉运行的安 全生产 ，加强燃料管理 ，有效地减小热量损失 ，把 燃煤热量最大限度地转换成电能 ，提高火电厂的经 3 2 济效益 ，节约不可再生的煤炭资源 。 1 影 响入厂煤 、入炉煤产 生热值 差的原因 分析影响产生入厂煤 、入炉煤热值差产生的因 素 ，总的来说有 4个方面①人员因素；②影响入 厂煤 、入炉煤化验数据不准确的技术因素 ；③煤炭 入厂后存储取用管理造成煤质变化 ；④比较周期设 置不 当 ，无 比较基 础 。 1 ． 1 人 员 因素与 制度 约束 在采制样过程 中，纵然可以凭借先进的设备提 高工作效率 、减轻劳动强度、提升工作 的精准度 ， 也在相当程度上避免了人为因素的干扰 ，但在煤炭 采 、制过 程 中 ，许 多工 作是 由人 直接 操作 完成 ，操 作 人起着 特殊 而 重要 的作 用 ；特 别在 市场 煤采 购过 程 中，采制样的结果很大程度上决定了最终的化验 结果和购入价格 ，利益影响巨大，因此 ，不仅仅要 加强从业人员的管理和教育 ，更重要的是要制定完 善的制度和建立确保制度有效执行的监督机制 。 1 ． 2 造成 化验 数据 不准确 的 技术 因素 1 ． 2 ． 1 采 样 ] 1 ． 2 ． 1 ． 1 人 工采样 1 汽车入厂煤人工采样 汽车采样按国标规 第 2 期 煤 质 技 术 2 0 1 4 年 3 月 定可在车顶采样 ，也可在卸车堆煤过程中采取 ，汽 车在煤炭装车和运输过程中，由于离析现象 ，粉状 煤沉聚容器下方 ，大块煤和大密度的矸石基本散落 在车角和四壁周围，大多不易采集；更有甚者，个别 供应商受利益驱使，采取分层分区装煤或装煤后多洒 水 ，使来煤水分过大而难 以采样 ，此时多要求卸车 过程中采样，要求采样工具和采取的子样质量、子样 数、最小总样质 量都要符合 国标 G I VT 4 7 5 --2 0 0 8 商品煤样人工采取方法要求 ] ，采取子样时特 别不能将大块 煤或矸石 推开不采 ，子样应 1次 采出，不可有意弃除 ，也不能补铲重采 。 2 火车入厂煤人工采样 火车人工采样可能 遇到汽车采样所遇到的同样问题 ，一般采取上车挖 采，除攀爬火 车有一 定的危险外 ，体力付 出也很 大 ，可能会使采样挖深不足要求 的 4 0 c m5 0 c m， 子样点少 ，子样量小 ，子样样量不均或总样不足等 问题 ，如在火车卸车时采 ，因是卸车煤流 中采样 ， 煤的大块散落进开 ，不易采集 ，也易造成化验结果 偏 差 。 3 入炉煤人工采样 入炉煤因为在煤流 中采 样有很大风险 ，停胶带采样不现实 ，在煤流中人工 接样或在胶带上铲煤样风险大且样品代表性不能保 证 ，所以基本都使用机械 自动采样 ，一般不采用人 工 采样 。 1 ． 2 ． 1 ． 2 机 械采 样 1 机械采样所 使用 的采样器 中存在 系统误 差 ，体现在热量上要么正偏差要么负偏差 ，系统偏 差的原因有的是厂家设计不合理 ，有的是使用机械 与 采样 煤种 不 匹配 。 2 火车机械采样和汽车机械 装置大致相同 ， 大多采用料斗抓取或螺 旋采样。料斗抓取对煤 粒 度的适应性大，但抓取过程 中容易洒漏 ，而且入煤 深度有限 ，大约有 3 0 c m～4 0 c m的煤采不到 ，给 不法商贩造成了可乘之 机 ，有 的在车厢底部装 了 3 0 c m--4 0 C 1 T I 的矸石或劣质煤 ，然后装好煤 ，底 部不易采取到 ；螺旋采样可采集全深度的煤 ，但对 大粒度的煤块或矸石 ，由于螺旋取样头开口设计大 多不能满足大于来煤标称粒度的 3倍 ，对于大颗粒 来煤也有可能取不到。 机械采样大多数 问题都出在缩分器上 ，缩分器 开 口尺寸偏小 ，煤样经过破碎机后不容易破碎大颗 粒的石头或矸石 ，此部分颗粒只有一部分经过缩分 器 缩分 进入 留样 。 采样机破碎出料粒度关系到留样量，因此定期 对采样机出料粒度进行筛分试验以便调整 ，在缩分 器开 口一定 的情 况下 ，当采样 器 出料粒度不小 于 1 3 mm时，大颗粒 的煤被有效缩 分概率降低 ，造 成热值偏高 。 当煤质非常不均匀时，如果按常规采而不增加 子样个数，所采的样代表性差。 以上情况都可致采样机所采煤样发热量偏高。 3 入炉煤机械采样 。入炉煤采样装置存在的 普遍问题是 ①水分适应范围小 ，一般煤 中水分不 小于 8 ％即易发生堵煤 ，特别是破碎机进 口、破碎 机腔体及缩分器入 口；②采样头运行轨迹和与胶带 弧度不一致 ，易留底煤 ，加上过胶带速度慢 ，有犁 煤现象 ，因而采样代表性达不到预期的要求 。 4 机械采样设备是非生产设备 ，设备的维护 和维修易被 忽视 ，因工作环 境恶劣 ，故障也 较频 繁 ，如不能及时维护或消缺 ，又未及时安排人工采 样 ，有时甚至会造成煤样缺失。 1 ． 2 ． 2制样 1 人工制样。制样亦是采制化过程中的重要 一 环 ，影响人工制样结果的因素 ，如场地和设备的 清洁 、器具是否正确选用 、缩分留样量是否符合要 求 、全水取样样点、样量是否规范 ，以至煤样最后 的干燥 、破碎、过筛 ，每个环节都会直接影响化验 数 据结 果 的准 确性 。 2 机械制样。机械制样可减轻制样劳动强度 及提高制样效率 ，但同样也可能存在系统误差和随 机误差 ，而系统误差主要来源于设备和制样人员的 操作习惯 。设 备投 用后 ，随着机 器长期磨 损，筛 孔 、对辊间隙都会变大，如果制样人员对设备的操 作习惯 如清洗 、清扫频率 、给料均匀度等不及 时调 整和 改变 ，均 会造 成制 样偏 差 ，因此就 需要 对 仪器进行周期性精密度校验及对人员操作流程进行 规 范 。 1 ． 2 ． 3化 验 导致发热量产生误差的主要原因。①热容量标 定不准确 ；②称样不准 ；③环境条件与标热量时条 件变化较大；④充氧速度过快的燃烧且位置不正使 试样溅出 ；⑤搅拌器故障搅拌速度不均匀，感温探 头不灵敏 、中空筒漏水 ，造成热量计性能不稳定 ； ⑥充氧压力不足或氧弹漏汽 ；⑦试样含水量过大 、 煤粉太潮。煤的全水分指标与环境条件密切相关 ， 即便在 同一 实验 室 内对 同一 煤样 的重 复 2次测 定也 33 第 2 期 煤 质 技 术 2 0 1 4 年3月 不易得到非常近似的结果 。收到基低位发热量与水 分的关系很大 ，粗略估算 同批煤全水分变化 1 ％， 其收到基低位发热量变化约为 0 ． 2 5 MJ ／ k g ，所 以 全 水分测 定误 差 以及工 业分析 中空 气干燥 基 水分 的 测 量误差 ，也 是造 成入 厂煤 、入炉 煤热值 差 的主要 原因之一 。化验设备产生的系统误差主要是设备造 成 ，例如，国产某型号热量计全年测定标准煤样热 量平均偏低 8 0 J ～1 2 0 J ，此种热量计存在系统偏 差 。由于平圩发电公司实行的双轨采制化制 ，入厂 煤的采制化 由燃料运输部化验室完成 ，入炉煤采制 化 由市场 部化验 室 完成 。若 上述 2个 化验 室 中的热 量计分别为正偏差、负偏差 ，则入厂煤和入炉煤的 热量差值会增大 。使用同种热量计 ，若偏差方向一 致 ，则差值影响相对较小。 1 ． 3 煤炭 入厂 后存储 管理 煤炭的合理贮存、保管和使用是燃料管理 中极 其重要的工作 ，因煤炭的运输和使 用并不一定 同 步 ，故有部分煤入厂后必须在煤场暂存 ，既为经济 用煤 、混配掺煤提供条件 ，也为煤炭运输提供了缓 冲。但煤炭在煤场长时问露天或半露天存放 ，受到 外界条件的不断影响和作用 ，煤质会发生一定的变 化 发热量降低、挥发分变化 、变质程度高的煤挥 发分增多，变质程度低的煤挥发分减少、灰分产率 增大 、水分变化。据资料统计 ，无烟煤筒仓存放半 年热量损 失 1 ％，若 2 0 ． 9 1 MJ ／ k g热 量 损失就 是 0 ． 2 1 M J ／ k g ；烟 煤 筒 仓 存 放 半 年 热 量 损 失 1 ％ ～ 3 ％；褐煤存放半年热 量损失 6 ％l 3 。有些 煤种 自 然存放的热损失比经验数据大很多。在实验室状态 下有人做过某煤种煤粉样存放 1 5 d 、3 0 d 、4 0 d发 热 量 损失试 验 ，对所 试验 的煤样 存放 4 0 d ，热 量损 失为 1 ． 2 ％。如果 是在风 吹 、日晒和 雨淋 的条件 下 ，煤样的热量损失会更大。由以上可说明 ，煤场 管理不善也是造成 日后入炉煤与入厂煤数据差值变 大 的原 因之 一 。 1 ． 4 比较 周期 设置 不 当 入厂煤与入炉煤燃用不同步产生的差异 制粉 系统加仓不是当月进的煤而是储存一段时问的煤 。 而入厂煤经风吹 、日晒 、雨淋 ，缓慢氧化等因素影 响下 ，入厂煤和入炉煤差值大，没有可比性。 2 减小入厂煤 、入炉煤 热值差 的对 策 2 ． 1 制度建 设 与人员 培训 1 制定严格的相关流程管理制度，规范采制 3 4 化 方法 、基本 流程 ，多方监督 形 成制度 ，采制化 采 用双轨制 ，按批进行全部入厂煤和入炉煤的化验比 对 ，化验比对结果经燃料管理办公室审核确认 ，确 保 燃煤 采制 化 的代表性 、规 范性 及准 确性 ，可对 不 良行 为形成 有效 制约 。 2 抓好采制化人员的政治思想教育 ，确保燃 料从业人员持证上岗，知识培i 儿 1 ，努力造就一支清 正廉洁精通业务的燃料从业人员。对采样点 、制样 间 、化验室等重点岗位实施电子监控 ，减少人为凶 素对燃料管理工作的影响。 3 由对 采制化 流程 熟悉 、标 准熟悉 且 有一 定 技术 的人 员来 监督 采制化 过程 ，严 防监督 一些 表面 的 、深层 次不 到位 的现 象发生 。 4 通过 加强技 术培 训来 规 范操作 。由于 目前 大多以机械采样为主，采样人员对机械采样的采样 原理 、工作流程等相关技术缺乏了解 ，建议进行此 方面的技术培训 ，实施标准化管理。为使管理标准 化 、流 程化 、精细 化 ，公 司制定 了 入 厂煤 质 量管 理标准 ，通过 采用先进的技术和管理手段 ，合理 设置操作环节，规范操作和管理 ，尽可能降低人为 因素的影响，确保煤的采 、制 、化全过程的安全和 人 员安 全 、工 作 安 全 ，通过“ 流 程 、管 理 、安 全 、 教 育 、监督 ”5个 闭环 系统联 动 ，提升 了煤 质管 理 水平 。 2 ． 2严格 执行 管理 制度 以规范 采 制化行 为 1 正常情况下对所有来煤采用机械采样 。 2 市场采购煤严格检查来煤有无分层分部装 煤情况 ，必须时打开侧门观察。 3 抽签分 层 随机 采样 ，在不 同深 度采 样 ，拒 绝掺假 现 象 的煤 入 厂 。 4 人工 采样 与机械 采样 相结 合 采 煤样 ，2种 方法 相互 补充 。 2 ． 3加 强采 制化 设备 管理 维护水 平 采 制化设 备和 一般 运转 设 备不 同 ，不但 要 保证 其运 行 的可靠 性 ，还须 保证 其有一 定 的精密 度 ，故 要求在购进采制样设备后及投运前，需按国标和计 量要求对其进行偏倚试验和精密度核验。 1 采制样设备。①新投运的机械采样设备按 规定做性能试验。机采设备必须经权威部门鉴定采 样无系统偏差才能使用。对检定结果及结论要有适 用性 分析 ，比如 可采 煤的 最大 粒度 。② 定期检 查破 碎机 的 出料 粒度 ，定 期检 查 采样头 和缩 分器 的运行 状况 。③要按机采设备性能试验给出的结论来运行 第 2 期 煤 质 技 术 2 0 1 4 年 3 月 机采设备 ，比如制 样设备 的出料 粒度 、破 碎缩分 比、采样精密度等指标 。同类型的机采设备在不 同 的电厂由于煤质不一样 ，会得出不 同的数据。只有 按机采设备性能试验给 出的结论来运行机采设备 ， 采样偏差 、制样偏差才能得到有效控制。 2 化验设备。化验要保证数据的准确，热量 仪要定期作热容量标定 ，每 3个月做 1次 ，超过此 期限应进行复查 ，重复性相对偏差不 大于 0 ． 2 ％， 从而使热 量计精密度达 到要求。另外天平 、热 电 偶 、烘箱 、马弗炉温度也必须按国家计量部门的要 求 ，按规定周期定期校验 ，以免特性变异给测试结 果 带 来严 重误 差 。 2 ． 4加 强煤 场管 理 煤场 贮煤应根据来煤煤 种和热值分别组堆 管 理 ，防止 自燃 ，应格外注意变质程度轻的煤种 ，分 层压实、定期检温 ，贮存时间不过长 ，及时烧 旧存 新 ，贮备数量不过多，以保证机组正常发 电和用煤 经济性最佳为准 ，上煤或掺煤混配不单要满足锅炉 燃烧和环保需要 ，而且对入炉煤上煤热值做到心中 有 数 。 2 ． 5 设置 合理 比较 周 期 对于比较周期 设置不 当，应从该厂实际 出发 ， 合理制定比较周期 ，为掌握真实的入厂煤 、入炉煤 热值差奠定基础。 3 结 语 煤炭的发热量是煤质分析 中的重要指标之一 ， 是动力用煤热值计价的重要依托 ，其测定结果的准 确与否与企业的经济效益有着直接的关系。因此减 小电厂热值 差 ，应在采制 环节上改善 采制 设备仪 器 ，提高 自动化水平 ，减少人为因素以避免影响配 煤掺烧场 内的损失。减小入厂煤与入 炉煤热值差 ， 还应在各个 环节加强管理 ，最大程度 减小 热量损 失 ，同时应降低燃料费用以提高企业的经济效益 。 参考文献 [ 1 ] GB ／ T 1 9 4 9 4 ． 1 2 O O 4 ，煤炭机械化采样 第 1部分 采 样方法 E s 3． [ 2 ] GB ／ T 4 7 5 -- 2 0 0 8 ，商品煤样人 工采取方法 E s 3． E 3 3 方文沐 ，杜惠敏 ，李天荣 ．燃料 分析技 术 问答 第三 版 E M3．北京 中国电力 出版社 ，2 0 0 5 ． 作者简介 刘洁琼 1 9 6 8 一 ，女，安徽蚌埠人 ，高级技师 ，从 事电厂煤质化验工作 2 O年。 收稿 日期 2 0 1 3 一 1 0 2 4 上接 第 1 3页 向上均有不 同程度的变化 。 根据煤质特征 ，该区煤层可作动力用煤、民用 煤 、火力发 电、一般工业锅炉用煤、气化用煤 ，洗 精煤可作冶金喷吹燃料 、竖式石灰窑烧制石灰和水 泥用煤 ，经洗选后可制造 电石及深加工 ，煤矸石可 考虑作水泥 、低温烧制地板砖 、生产有机复合肥料 和微生物肥料等 。由于该井田各煤层硫分主要为黄 铁矿硫 ，为较易脱除煤 ，在开采利用方面可对煤进 行洗选降灰脱硫 ，达到合理利用资源 ，避免资源的 浪费 ，并减少煤燃烧后所产生的二氧化硫对大气的 污染和对锅 炉 、管 道的腐蚀 ；其次 ，在 煤矿 开采 时 ，应根据煤质特征 ，分煤层 、分块段进行 ，以满 足不 同的市场需求 ，取得最大的经济和社会效益 。 参 考 文 献 E 1 3 黎坤敖 ．贵 州省 赫 章 县 野 马 川 井 田煤 炭 勘 探 报 告 [ R ]．贵 阳贵 州煤矿地质 工程 咨询 与地 质环境监 测 中 心 ． 2 01 2 ． E 2 3 徐彬彬 ．贵州煤田地质 E M3．徐 州中国矿业 大学 出版 社 ，2 0 0 3 ． E 3 3 杨永 宽 ．中国煤岩 学图鉴 [ M] ．徐 州 中国矿 业大 学 出版 社 ，2 0 0 6 ． E 4 3 G B ／ T 1 5 2 2 4 ． 1 ～2 O 1 O ，煤炭质 量分 级 第 1部分 灰 分 E s 3． [ 5 ] G B ／ T 1 5 2 2 4 ． 2 2 O 1 O ，煤炭质 量分 级 第 2部分 硫 分 E s J． E 6 3 G B ／ T 1 5 2 2 4 ． 3 2 O 1 0 ，煤炭质 量分 级 第 3部分 发 热量 E s 3． E 7 3 MT ／ T 5 6 1 1 9 9 6 ，煤 的固定碳分级 E s 3． [ 8 ] 全 国煤炭标 准化技 术委 员会 ．煤 炭标 准及 说 明 上 册E M3．北京 中国标准 出版社 ，2 0 0 9 ． 作者简 介 陈名 学 1 9 7 0 一 ，男 ，贵 州松桃 人 ，高级 工程师 从事煤 田地质勘探技术管理工作。 收稿 日期2 0 1 3 1 0 1 7 35