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摘要 通过对济宁市东郊热电厂入炉煤水分变化的原因及水分变化对机组运行的影响，提出了降低入炉煤水分的具体措施，可为同类燃煤电厂加强燃料管理、深化节能降耗工作提供借鉴和参考。
关键字 燃煤；水分；机组运行；影响
【中图分类号】B032.2文献标识码：B文章编号：1673-8500（2013）01-0026-02
1入炉煤水分变化的原因
煤中水分按其附着状态可分为内在水分和外在水分。内在水分是煤的固有水分，其大小与煤的内表面积和变质程度有关，由于燃煤混烧济宁市东郊热电厂所烧燃煤，煤种多变，煤质相差很大；外在水分是煤炭在开采、洗选、运输、贮存时附着在煤粒表面和大毛细孔中的水分，济宁市东郊热电厂所混烧燃煤洗选后的较多，且济宁市东郊热电厂的煤储存时间较短，且燃煤水分受煤种、采煤方法、加工工艺及外界环境条件的影响较大。
2燃煤水分变化对机组运行的影响
2.1水分变化对入炉煤质量的影响。煤中水分变化对煤质的影响主要体现在低位发热量的变化：水分增加可使煤中的可燃成分减少，导致低位发热量降低；水分增加使其在煤中吸收的汽化潜热量增加，导致了低位发热量降低。在通常情况下，煤中每增加1%的水分，煤的发热量会降低250～290kJ/kg。在相同负荷下，入炉煤低位发热量降低，会使入炉煤量增大。
2.2济宁市东郊热电厂入炉煤水分对入炉煤低位发热量的影响
①吨煤实际低位发热量：
Qnet=1*（1-Mt%）*Qnet，ar（Mt%：全水分；Qnet，ar：收到基低位发热量）
②每增加1%的水分，吨煤发热量降低：
Q1=1%*Qnet，ar=38～50Kcal
入炉煤发热量越高对Q1的影响越大。2012年采暖期入炉煤发热量在3800～5000Kcal，入炉煤水分基本在8～12%之间变化，平均在9.5%，入厂煤在10～13%之间，个别批次达到14～15%。
2.3燃煤水分降低3%对炉热量的影响
入炉煤水分越大锅炉效率越低，2012～2013年采暖期入炉煤的温度为10℃左右，水在炉膛内被加热后排出有效受热面的温度为150℃左右。如20万吨燃煤的入炉水分平均降低3%，将降低入炉水分6000吨水。
③整个采暖期少从炉膛中带走的热量：
Q2=6000T*635KJ/KG=907143Kcal
今年燃煤的价格在0.13元/Kcal，仅以上两项就降低生产成本=30907143*0.13≈400万元；全年耗煤量预计30万吨左右，如入厂煤全水分能降低4%，全年能降低生产成本800万元左右。
3水分变化对输煤、给煤系统的影响
3.1因断煤造成总产汽量降低。2012年12月#4、5炉平均产汽量112.5t/h，每小时少带负荷15吨；#1、2炉平均产汽量108t/h，每小时少带负荷15吨，12月总少带负荷22300吨左右。整个采暖期少带负荷9万吨左右。
3.2输煤系统上煤困难，上煤时间长，设备电流高，耗电量增加。
日输煤系统电耗=（皮带电机电耗*4+碎煤机电耗）*上没时间
煤干时，日输煤系统电耗=（60KW*4+100kw）*12=4080kw。
2012年12月实际，需双皮带，甚至双碎煤机运行，日输煤系统电耗=（60KW*4*2+100kw）*20=11600kw。
因煤湿2012年12月上煤用电费用多消耗=（11600-4080）*31*0.5元/度=11.7（万元），2012～2013采暖期多支出约40万元。
3.3增加临工费用。目前日需临工数量18人次，人均日费用170元，因此因雇佣临工需支出=170*18*100=30.6万元。
4水分增加增大制粉系统压力
因济宁市东郊热电厂干煤棚较小，原煤水分过大造成制粉出力下降而满足不了锅炉负荷需要的情况，随着水分的增加，磨煤机的出力呈线性下降趋势。
以目前煤的发热量，煤干时日停磨时间在5小时左右，而现在月停磨时间10小时：
磨煤机耗电量增加成本=160kw*5*31*5*0.5元/度=62000元/月，整个采暖期磨煤机电耗费用增加约20万元。
钢球消耗量增加，2012年12月多消耗钢球1吨，2012～2013年采暖期多消耗预计3吨左右，增加费用3万元左右。
磨煤机衬板使用寿命减少，大约不到2年更换一次（2011、2012均对衬板进行了更换）每套衬板约16万元。每年费用在40万元左右。
5水分增加对锅炉燃烧的影响
煤粉中的水分提高了，煤粉的松散性会变差，进而发生给粉不均或给造成粉仓内煤粉搭桥结块。水分增大时，着火热也随之增大，水分的加热、汽化、过热都要吸收炉内的热量，致使炉内温度水平降低，从而使煤粉气流卷吸的烟气温度以及火焰对煤粉气流的辐射热也相应降低，这些因素对着火更加不利的。
5.1水分变化对锅炉效率的影响。由锅炉效率的计算公式（反平衡法）可知，锅炉燃烧效率
ηgl=1-（q2+q3+q4+q5+q6），
式中：q2为排烟热损失的百分率；
q3为可燃气体未完全损失的百分率；
q4为固体未完全燃烧热损失的百分率；
q5为锅炉散热损失的百分率；
q6为灰渣物理显热损失的百分率。
影响排烟热损失的主要因素是排烟温度和烟气容积，而水分的存在恰恰使得排烟温度和排烟容积增大，排烟温度每升高10～15℃，就会使排烟热损失增加1%左右。
6水分变化对锅炉运行的其他影响
在高负荷时，若进一步增大烟气流速，会使尾部受热面的磨损加大。水分增多会给低温受热面的积灰和腐蚀创造外部条件，对低温受热面的安全运行不利。
结束语：
燃煤水分的增大会给燃煤机组的安全经济运行带来诸多问题，对于济宁市东郊热电厂来说，如入炉煤在现在的基础上降低3～4%的水分变化，入炉煤水分控制在8%以内，就基本能避免以上问题，并带来近1000万元的经济效益。为此，要坚持以价值思維为指导，充分认识入炉煤水分管理的重要性，切实抓好源头和过程采取有效措施控制入炉煤水分，保证发电机组管理，的安全经济运行，以实现企业效益的最大化。
参考文献
[1]徐通模.燃烧学[M].北京：机械工业出版社，2010
[2]周桂萍.电厂燃料[M].北京：中国电力出版社，2006
关键字 燃煤；水分；机组运行；影响
【中图分类号】B032.2文献标识码：B文章编号：1673-8500（2013）01-0026-02
1入炉煤水分变化的原因
煤中水分按其附着状态可分为内在水分和外在水分。内在水分是煤的固有水分，其大小与煤的内表面积和变质程度有关，由于燃煤混烧济宁市东郊热电厂所烧燃煤，煤种多变，煤质相差很大；外在水分是煤炭在开采、洗选、运输、贮存时附着在煤粒表面和大毛细孔中的水分，济宁市东郊热电厂所混烧燃煤洗选后的较多，且济宁市东郊热电厂的煤储存时间较短，且燃煤水分受煤种、采煤方法、加工工艺及外界环境条件的影响较大。
2燃煤水分变化对机组运行的影响
2.1水分变化对入炉煤质量的影响。煤中水分变化对煤质的影响主要体现在低位发热量的变化：水分增加可使煤中的可燃成分减少，导致低位发热量降低；水分增加使其在煤中吸收的汽化潜热量增加，导致了低位发热量降低。在通常情况下，煤中每增加1%的水分，煤的发热量会降低250～290kJ/kg。在相同负荷下，入炉煤低位发热量降低，会使入炉煤量增大。
2.2济宁市东郊热电厂入炉煤水分对入炉煤低位发热量的影响
①吨煤实际低位发热量：
Qnet=1*（1-Mt%）*Qnet，ar（Mt%：全水分；Qnet，ar：收到基低位发热量）
②每增加1%的水分，吨煤发热量降低：
Q1=1%*Qnet，ar=38～50Kcal
入炉煤发热量越高对Q1的影响越大。2012年采暖期入炉煤发热量在3800～5000Kcal，入炉煤水分基本在8～12%之间变化，平均在9.5%，入厂煤在10～13%之间，个别批次达到14～15%。
2.3燃煤水分降低3%对炉热量的影响
入炉煤水分越大锅炉效率越低，2012～2013年采暖期入炉煤的温度为10℃左右，水在炉膛内被加热后排出有效受热面的温度为150℃左右。如20万吨燃煤的入炉水分平均降低3%，将降低入炉水分6000吨水。
③整个采暖期少从炉膛中带走的热量：
Q2=6000T*635KJ/KG=907143Kcal
今年燃煤的价格在0.13元/Kcal，仅以上两项就降低生产成本=30907143*0.13≈400万元；全年耗煤量预计30万吨左右，如入厂煤全水分能降低4%，全年能降低生产成本800万元左右。
3水分变化对输煤、给煤系统的影响
3.1因断煤造成总产汽量降低。2012年12月#4、5炉平均产汽量112.5t/h，每小时少带负荷15吨；#1、2炉平均产汽量108t/h，每小时少带负荷15吨，12月总少带负荷22300吨左右。整个采暖期少带负荷9万吨左右。
3.2输煤系统上煤困难，上煤时间长，设备电流高，耗电量增加。
日输煤系统电耗=（皮带电机电耗*4+碎煤机电耗）*上没时间
煤干时，日输煤系统电耗=（60KW*4+100kw）*12=4080kw。
2012年12月实际，需双皮带，甚至双碎煤机运行，日输煤系统电耗=（60KW*4*2+100kw）*20=11600kw。
因煤湿2012年12月上煤用电费用多消耗=（11600-4080）*31*0.5元/度=11.7（万元），2012～2013采暖期多支出约40万元。
3.3增加临工费用。目前日需临工数量18人次，人均日费用170元，因此因雇佣临工需支出=170*18*100=30.6万元。
4水分增加增大制粉系统压力
因济宁市东郊热电厂干煤棚较小，原煤水分过大造成制粉出力下降而满足不了锅炉负荷需要的情况，随着水分的增加，磨煤机的出力呈线性下降趋势。
以目前煤的发热量，煤干时日停磨时间在5小时左右，而现在月停磨时间10小时：
磨煤机耗电量增加成本=160kw*5*31*5*0.5元/度=62000元/月，整个采暖期磨煤机电耗费用增加约20万元。
钢球消耗量增加，2012年12月多消耗钢球1吨，2012～2013年采暖期多消耗预计3吨左右，增加费用3万元左右。
磨煤机衬板使用寿命减少，大约不到2年更换一次（2011、2012均对衬板进行了更换）每套衬板约16万元。每年费用在40万元左右。
5水分增加对锅炉燃烧的影响
煤粉中的水分提高了，煤粉的松散性会变差，进而发生给粉不均或给造成粉仓内煤粉搭桥结块。水分增大时，着火热也随之增大，水分的加热、汽化、过热都要吸收炉内的热量，致使炉内温度水平降低，从而使煤粉气流卷吸的烟气温度以及火焰对煤粉气流的辐射热也相应降低，这些因素对着火更加不利的。
5.1水分变化对锅炉效率的影响。由锅炉效率的计算公式（反平衡法）可知，锅炉燃烧效率
ηgl=1-（q2+q3+q4+q5+q6），
式中：q2为排烟热损失的百分率；
q3为可燃气体未完全损失的百分率；
q4为固体未完全燃烧热损失的百分率；
q5为锅炉散热损失的百分率；
q6为灰渣物理显热损失的百分率。
影响排烟热损失的主要因素是排烟温度和烟气容积，而水分的存在恰恰使得排烟温度和排烟容积增大，排烟温度每升高10～15℃，就会使排烟热损失增加1%左右。
6水分变化对锅炉运行的其他影响
在高负荷时，若进一步增大烟气流速，会使尾部受热面的磨损加大。水分增多会给低温受热面的积灰和腐蚀创造外部条件，对低温受热面的安全运行不利。
结束语：
燃煤水分的增大会给燃煤机组的安全经济运行带来诸多问题，对于济宁市东郊热电厂来说，如入炉煤在现在的基础上降低3～4%的水分变化，入炉煤水分控制在8%以内，就基本能避免以上问题，并带来近1000万元的经济效益。为此，要坚持以价值思維为指导，充分认识入炉煤水分管理的重要性，切实抓好源头和过程采取有效措施控制入炉煤水分，保证发电机组管理，的安全经济运行，以实现企业效益的最大化。
参考文献
[1]徐通模.燃烧学[M].北京：机械工业出版社，2010
[2]周桂萍.电厂燃料[M].北京：中国电力出版社，2006