煤質是電廠設計和爐型選擇、燃燒製粉系統及除塵、脫硫、脫硝等輔助系統選型的主要依據.一旦設計製造完畢，很難就爐膛容積和形狀做實質性修改，對配套環保設施進行技改一般也需耗費巨資。在煤質變化較大的情況下，如何保持機組長期安全經濟執行、實現節能減排目標顯得尤為重要，本文結合工程例項進行簡要分析，並力求給出較為切實可行的具體措施。
1 引言
近年來，煤炭**形勢緊張、煤炭**大幅度公升高，加之受運輸等環節的影響，多數火力發電廠因煤質波動較大，得不到有效保證，引發的鍋爐機組執行安全和經濟問題更加突出，同時對汙染物的處理、排放等方面影響也較大。如何應對煤質變化帶來的這些問題，日益受到火電企業的廣泛關注，下面結合實際情況，就如何解決這些問題進行較為系統的簡要**。
2鍋爐實際用煤質應盡可能接近設計煤種要求
煤質是電廠設計和爐型選擇、燃燒製粉系統及輔助裝置選擇的主要依據。一般電廠初步設計階段，設計院根據煤種和煤質等條件，確定了整個專案的主要設計原則。設計之初，鍋爐設計人員就煤質選定適宜的燃燒方式和相應的爐膛關鍵特徵引數值，使新裝鍋爐達到較好的燃燒效果，即較高的燃燒效率、較大的負荷調節幅度和較低的nox生成濃度值，將爐膛結渣傾向能降低到保證鍋爐長期安全執行而不致影響其可靠性指標的程度。
大型鍋爐廠非常重視煤質特性與鍋爐型式匹配，一般都參照投產鍋爐積累的經驗資料，慎重計算或數值模擬，避免出現爐型與煤質不匹配的情況。大容量鍋爐爐體龐大，結構複雜，一旦設計製造完畢，很難就爐膛容積和形狀做實質性修改，電廠實際可燃用煤質，在一定程度上受到現有爐型及配套輔助系統的限制。原電力部於2023年頒發了《關於加強大型燃煤鍋爐燃燒管理和若干規定》，對現役機組改換或摻燒新煤種，及對現役機組實際燃用煤質指標超出規定範圍時，所應取得的煤質特性和燃燒特性試驗資料都作出明確詳細的規定，以確保燃煤機組執行的經濟性和安全可靠性。
火電廠燃用煤種和煤質的煤、灰特性的變化直接影響鍋爐的煙風系統、輸煤、除灰、脫硫、脫硝系統及其裝置等。為了確保電廠安全經濟執行的需要，鍋爐實際燃用煤質盡可能接近其設計煤種要求。
3 嚴重偏離設計煤質帶來的危害
3.1 直接影響到電廠的安全執行
實際燃用煤質嚴重偏離鍋爐設計煤質，在實際執行中容易出現一系列問題，主要表現在鍋爐的方面，如煤質揮發份偏低，造成鍋爐頻繁滅火;灰熔點偏低，造成嚴重結焦被迫停爐等。尤其是造成大型鍋爐出現腐蝕、磨損、爆管等問題較為突出，甚至釀成裝置嚴重損壞及人身**事故。
3.2 直接影響到電廠的經濟性
燃煤煤質變化對機組出力、供電煤耗和可用率以及發電成本等的影響較大。嚴重偏離設計煤種，可能限制鍋爐的出力。劣質煤灰分高、熱值低，同樣出力條件下鍋爐燃煤量增加，上煤、除灰、製粉以及送引風機等輔機耗電量都要增加，廠用電率上公升。
根據對國內一些燒劣質煤的中壓和次高壓小機組統計結果估算，燃煤低位熱值每下降1 mj/kg，發電煤耗約上公升20 g/(kw.h)，廠用電率約上公升0.5%。
3.3 導致裝置可用率下降
一些煙煤灰分高熱值低，一些無煙煤熱值雖高，但揮發分很低，兩者都會造成燃燒不穩定，容易滅火;灰分高，燃煤量大，使鍋爐受熱面、煙道堵灰和磨損加劇，製粉系統和送引風機的故障增加;著火延遲，火焰中心上移，使過熱器超溫爆管。所有這些都使發電機組的強迫停運率上公升，臨修增加，裝置可用率下降。
3.4 使檢修和技改費用大幅上公升
煤質下降、灰分增大、可磨指數降低或灰的磨蝕性增強等，將使鍋爐各部分受熱面、輸煤皮帶、製粉系統和除灰除渣系統等，經常超出力執行，磨損加劇;一些電廠因高溫腐蝕，造成水冷壁區大批管子減薄，被迫停爐後更換。這些問題使電廠檢修費用大幅度增加。
3.5 影響電廠的環保效能
燃煤含硫量偏高，脫硫島出力不能保證煙氣中的二氧化硫達標排放相對較明顯;由於揮發份降低，尤其是低揮發份劣煤，為了確保燃燒穩定，改變了配風方式、提高了燃燒區域的溫度水平，造成nox公升高;由於煤質降低或波動較大，造成鍋爐燃燒不穩，效率下降，最終也導致電廠汙染物排放增加等。
4 煤質變化應重點考慮的若干問題及應對措施
實踐證明，配煤摻燒是部分火電廠緩解煤質變化、穩定煤質、降低燃料成本，實現節能減排的一項重要手段，但是在具體操作中，因電廠客觀條件差別較大，一般來講，配煤摻燒具有一定的侷限性，採取摻配手段後，不少電廠仍面臨煤質變化的問題。下面對煤質變化帶來的一些典型問題，進行簡要分析，列舉相關技術措施，希望對火電企業在節能減排方面有所借鑑。
4.1 燃料系統
由於煤場設計、供煤渠道等方面的原因，煤場及輸煤系統不能滿足摻配煤需要，如煤場空間有限，煤場裝置設施轉運和協調功能差，以及採、制、化過程控制等方面的限制，燃煤管理系統性不強，計算機資訊技術在指導燃煤採購、煤場周轉、分倉上煤等方面不能發揮有效作用。機組燃用常見煤種的經濟執行資料，未進行有效分析來及時反饋，用於指導燃煤管理工作。建議：
對煤場設施和裝置進行必要的改造，確保裝置可靠性，提高整體的協調配合功能，顯著提高燃煤資訊化、數位化管理水平;機組燃用常見煤種的執行資料，及時反饋，形成管理閉環。國電集團多家電廠在配煤摻燒方面探索出一些切實可行的路子值得借鑑，如江陰夏港電廠、諫壁電廠、荊門電廠等。
4.2 低熱值，高灰分
常見問題：鍋爐尾部煙道出現嚴重積灰現象，氣力除灰出力不夠等。建議：
確保省煤器灰鬥連續除灰裝置的正常執行，防止異物進入輸灰管道。某電廠因灰量大，大灰鬥積灰嚴重導致墜落;尤其省煤器洩漏情況下，更容易出現上述危險情況;如果未安裝省煤器灰鬥連續除灰裝置，又存在灰量大尾部積灰嚴重的現象，應當引起注意。氣力除灰出力不足,容易出現電除塵高料位，由於料位計不準確等方面的原因，容易引發電除塵灰鬥過載脫落或壓垮鋼結構的危險，國內已有這方面的報道。
建議：進行針對性的技術改造增加氣力除灰出力，尤其是第一電場。某電廠超臨界600mw機組，在設計階段，考慮投產後煤質不穩定，第一電廠採用兩根輸灰管道，試運期間第一電場灰鬥增加了臨時應急放灰管道。
4.3汽溫調節
由於煤質變化較大，影響過熱汽和再熱汽溫的變化。為了適應煤種變化，一般主要採用通過調節擺動式燃燒器噴嘴的上下傾角和再熱器煙氣擋板調節開度等手段，達到調節過熱汽和再熱汽溫度的目的，盡可能少投或不投減溫水。常見問題：
上述調節執行機構在熱態下容易卡澀，執行中難以處理;另外就地開度與控制系統指示不一致，尤其是擺動式燃燒器，如果就地開度與指示不一致，對爐內燃燒工況調整較為不利。措施：停爐後應重點維護，提高其可靠性。
另外，某電廠鍋爐因煤種變化，存在高溫過熱器、高溫再熱器等超壁溫現象，大修中對區域性受熱面管材公升級改造。必要時，可以對製粉系統和燃燒系統進行執行方式優化。
4.4 燃燒系統煤種適應能力
在煤質波動較大，如何提高燃燒系統的煤種適應性顯得較為重要。某電廠600mw超臨界機組採用旋流燃燒器，因燃煤揮發份較設計煤質明顯偏高，內二次風旋流強度較大，在執行中出現數隻燃燒器噴口嚴重燒損現象。另外，某些電廠因燃用煤種揮發份較設計值偏低，造成鍋爐頻繁滅火等。
個別電廠安裝等離子點火裝置後，由於揮發份較設計值明顯偏低，等離子點火裝置難以發揮作用，不得燃用大量助燃用油。為了解決上述問題，一般來講應掌握經常燃用煤質的燃燒特性，對燃燒器進行優化調整試驗，必要時對燃燒器進行區域性改造或更換新型燃燒器;實現分倉上煤，滿足等離子點火裝置要求，都是提高鍋爐煤種適應性有效的措施。另外，部分鍋爐為了提高穩燃能力，採取調整燃燒器區域的衛燃帶，或在水冷壁管表面噴塗塗料等手段，適當減少燃燒器區域水冷壁受熱面的吸熱量，取得一定的效果。
4.5 受熱面磨損和高溫腐蝕
減輕飛灰沖刷。煤質灰分增加，一般造成鍋爐受熱面沖刷磨損加劇，應利用停爐時間，加強對受熱面的重點部位嚴格檢查，盡可能及時發現管排變形，消除煙氣走廊;對煙氣直接沖刷的管排，可採用材質規格較高防磨瓦、確保安裝合理，防止執行中脫落，異常變形等。
防止高溫腐蝕。煤種變化帶來的高溫腐蝕現象值得關注。常見的情況是，偏離鍋爐設計煤種，硫分、灰分偏高，而熱值卻偏低，相應的著火特性、燃盡特性也較差。
從高溫腐蝕形成機理分析，煤中的硫和硫化物是形成腐蝕物質的基礎，而煤的燃燒特性則直接影響近壁區域還原性氣氛的生成;含硫量越高，腐蝕性介質的濃度也越高，同金屬管壁發生腐蝕反應的可能性越大。近年來，特別是自煙氣脫硫裝置投產以來，一般電廠燃煤的含硫量比以前更是有所增大，在一定程度上加劇了高溫腐蝕的發生。實踐證明，保證燃煤質量、控制煤粉細度和濃度、合理調整配風、採用側邊風等方法對預防和減輕水冷壁高溫腐蝕具有較好的效果，是切實可行的。
停爐時應加強對高溫腐蝕區域的受熱面的檢查，發現問題及時處理，進行原因分析，必要時進行熱噴塗處理等。
4.6 nox控制
因煤種變化，造成入爐煤揮發份降低，為了提高其穩燃能力，一般通過燃燒調整，來提高燃燒器區域的溫度水平，結果容易造成nox排放量公升高;尤其是「w型火焰」鍋爐，採取前後牆對沖燃燒器布置方式，在nox控制方面與穩燃調整存在相互制約的影響因素，一般重點採取合理使用梯級配風方式，適當加大ofa風門開度等。有研究表明，超細粉再燃還原技術對降低300mw「w型火焰」鍋爐nox排放量有顯著效果，根據情況可考慮新型低nox燃燒器的技術改造等。
4.7 so2控制
例項：某電廠部分入廠煤含硫量明顯偏高，如果直接送鍋爐燃燒，即便脫硫島滿出力執行，也無法實現so2達標排放目標。經過一段時間的嘗試，成功實現「分磨製粉，爐內摻燒」配煤摻燒方式，通過調整入爐煤的含硫總量，實現對脫硫島的入口so2濃度控制，較好地滿足了so2排放指標要求。
另外，優化脫硫島執行方式，合理選擇漿液迴圈幫浦執行台數，在降低脫硫耗電率、減輕裝置磨損和腐蝕方面也受到理想效果。某些電廠通過安裝mja型煤質成分**檢測裝置，實現對入爐煤含硫量的控制等。
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