为什么要对精煤指标进行控制
摘 要：本文介绍了我国当前的煤炭供应情况及配煤的目的与指标，通过对各供货单位的煤炭指标：可燃质挥发分、发热量、灰分、水分、硫分等的分析，设计出如何以最底的成本满足混合煤指标的配煤方案。
一、背景资料及目的
随着电力体制改革的不断深入，“厂网分开，竞价上网”已势在必行。
1．当前煤炭供应情况：
在今年我国煤炭行业出现产销两旺良好势头的情况下，最近仍有一些省市出现发电和地方工业用煤供应日趋紧张、频频告急的问题，其原因主要是有些用户企业今年年初在煤炭订货会上预留了日常低价采购小煤矿的缺口，以及另外一些主要依靠小煤矿提供低价煤的企业，在国家关闭整顿小煤矿后导致煤炭供应明显不足。
来自国家经贸委经济运行局的数字表明，今年1至10月全国煤炭产量8．24亿吨，同比增长6．7%；煤炭销量8．42亿吨，增长6．2%，消化了部分库存。目前社会煤炭库存1．25亿吨，比年初减少1895万吨。1至10月铁路运输煤炭6．25亿吨，同比增长6017万吨，增长10．6%，创历史最好水平；其中国有重点煤矿3．88亿吨，同比增加4237万吨，增长12．2%。
目前，我国电力、冶金、建材、化工等重点行业和重点用户，由于年初基本按全年实际需要量与国有煤矿签定了购销合同，煤矿和铁路确保货源和运输，目前没有出现供应脱节问题，前三季度电力、冶金行业重点订货合同兑现率分别达到99%以上和96%；大同、阳泉、西山和开滦煤矿的兑现率均超过100%。
此间业内人士指出，当前煤炭供应情况和煤价回升的幅度，符合政府调控的方向，接近调控的目标。据分析，煤炭价格是恢复性回升，1997年国有重点煤矿煤炭综合售价为每吨166．6元，到去年底下降到140元左右，目前的价格浮动属于恢复性回升。
2．混配煤种的目的：
电厂锅炉是按指定煤种设计的，而指定煤种可能是单一煤种或是混配煤种。因此，锅炉燃烧对煤质要求具有一定的变化范围。前两种变化趋势，使到厂煤质远离设计值，直接入炉燃烧，对锅炉运行的安全性、经济性、及使用寿命都有直接的影响。造成设备事故、停炉、停电的现象时有发生。因此，煤种混配首要目的是为了保证锅炉安全运行。
燃料费用在火力发电厂电力成本中所占比重达到70%—80%。煤炭供应出现买方市场后，电厂有可能在保证锅炉安全、经济运行的条件下，同时选用几个煤种混配燃烧，以降低燃料费用，为煤种混配的第二个目的。
煤质指标：
可燃质挥发分：
可燃质挥发分是煤质的重要指标，也是判断煤的着火性能、燃烧稳定性能的首要指标。由于挥发物的活化能远比焦碳活化能底，所以挥发物比焦炭容易着火。挥发分含量越高的煤，着火性能越好，燃烧稳定。虽然影响煤粉着火温度的因素以上，但挥发份含量是影响着火温度的一个重要因素。
固态排渣煤粉燃烧方式，对煤的挥发份适用范围较广，无烟煤、贫煤、烟煤及褐煤都可采用。但在锅炉设计时，必须充分考虑到由于挥发分含量不同，煤粉的着火性能和焦炭燃尽性能的差异。对于挥发份较小的无烟煤或贫煤，为了保证着火的稳定性，采用较高的热风温度，燃烧器结构和布置也不同于一般烟煤，制粉系统采用热风送粉。为了保证焦炭燃尽，炉膛体积也很大。相反地，对于挥发分较大的烟煤，采用较低的热风温度，制粉系统为乏气送粉，炉膛体积较小。对于具体一台煤粉炉，对挥发分适应范围很窄，挥发分不能小于某个底限Vdaf，min ，以维持低负荷燃烧的稳定性和经济性。挥发分也不能高于某个上限Vdaf，max ，以防止燃烧器喷嘴口烧坏或其它事故。
发热量：
煤的发热量是媒质的另一个重要指标。作为动力燃料，发热量越大，经济量价值越大。从大量媒质统计规律可知，煤的收到基低位发热量是灰分、水分、挥发分的函数，不是一个独立量，不能构成独立的约束条件。但是对于电厂，进厂的几种煤，发热量与灰份水分挥发分之间不一定存在函数关系。这时发热量仍然是一个约束条件。
对进厂煤发热量要求，主要是考虑到它本身的经济价值。对混配煤发热量要求是考虑到经济和技术两个方面的因素。发热量越低，磨煤和输送耗电量越大，厂用电增加，发电成本增加。入炉煤发热量技术低限值主要根据机械不完全燃烧和排烟热损失不至于太大，以及低发热量劣质煤燃烧稳定性差而制定的。
灰分：
灰分对燃烧的影响首先体现在对着火的影响。煤中灰分含量增加，火焰转播速度减缓、着火推迟，燃烧稳定性差。灰份含量增加，也会使焦炭烧尽程度变差，机械不完全燃烧热损失随之增加，灰渣物理热损失增加。
大多数电厂对灰份含量的要求，是根据设备磨损因素提出的。煤的灰分含量增加，受热面污染和磨损加剧，输煤、制粉、燃烧器、引风机、除尘器等设备严重磨损。导致锅炉机组事故率明显增加，检修工作量加大。
折算灰份所要求的约束条件为非线形约束条件，需转换成线性。可同时用发热量和下式两个线形约束条件去替代。
水分：
燃煤水分增加，因部分热量将消耗在水分的蒸发和过热，使炉膛燃烧温度水平降低，导致燃烧稳定性下降，减少煤粉的燃烬程度。
燃煤水分增加，使排烟体积增加，排烟温度提高，排烟热损失增加，锅炉热效率降低发电煤耗增加。
煤种水分过多，原煤流散性恶化，则引起原煤斗、给煤机、落煤管内原煤粘结堵塞。当表面水分大于8%时，能保证正常运行；当表面水分大于8%时，即会造成输煤、给煤系统运行上的麻烦；若表面水分更大，超过12%——17%，运行的可靠性将收到严重影响，这即为烟煤所允许的上限值。考虑到上述种种因素，收到基水分不应超过上限值M
硫分：
燃料中的硫分虽然是可燃物质，但含硫过高会引起锅炉空气预热器腐蚀和堵灰，并造成大气污染。因此，硫分为有害物质。
燃料中的氢和水分在燃烧时，转换成烟气中的水气。当煤中水分含量不是很高时，这部分水蒸气的露点较低，不易在锅炉尾部空气预热器内凝结。煤中硫分燃烧后形成二氧化硫和三氧化硫。三氧化硫与烟气中水蒸汽结合，成为硫酸蒸汽。烟气中硫酸蒸汽的凝结温度即为酸露点。酸露点远高于水蒸汽露点，很容易在空气预热器内凝结，造成空气预热器堵灰和腐蚀。且燃料中折算S越大，酸露点越高。