劉志強,宋 偉（新疆計量測試研究院,烏魯木齊 830011）

淺談產(chǎn)業(yè)計量在燃煤發(fā)電過程中的應用

劉志強,宋 偉
（新疆計量測試研究院,烏魯木齊 830011）

摘 要：本文從煤質分析、水質分析、運行參數(shù)控制、排放物監(jiān)測、設備檢修試驗等方面分析了燃煤發(fā)電產(chǎn)業(yè)對計量技術服務的需求，簡述了產(chǎn)業(yè)計量在燃煤發(fā)電過程中的應用。

關鍵詞：燃煤發(fā)電；產(chǎn)業(yè)計量；計量技術

燃煤發(fā)電過程主要包括三大主機和三大系統(tǒng)，分別為鍋爐、汽輪機、發(fā)電機和燃燒系統(tǒng)、汽水系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)；整個過程涉及計量工作中的熱工、流量、力學、電學及化學分析等專業(yè)。根據(jù)生產(chǎn)工藝特點，可將燃煤發(fā)電過程分為：煤質分析、水質分析、運行參數(shù)控制、排放物動態(tài)監(jiān)測、設備檢修試驗等環(huán)節(jié)，下文分別簡述產(chǎn)業(yè)計量在各個環(huán)節(jié)中的應用。

1 產(chǎn)業(yè)計量在煤質分析中的應用

煤炭是燃煤電廠的主要原料，其種類和性質對電廠鍋爐燃燒設備的結構、選型、受熱面的布置以及運行的經(jīng)濟性和可靠性都有很大影響，煤質的好壞直接關系到鍋爐的安全運行和火電廠的經(jīng)濟效益，因此燃煤電廠把煤質監(jiān)督作為生產(chǎn)中的重點工作來管理。常見的煤質指標主要包括：揮發(fā)分、灰分、水分、硫分、發(fā)熱量、煤灰熔融性、可磨性系數(shù)等。

1.1 煤的揮發(fā)分

揮發(fā)分是判斷煤炭著火特性的首要指標，揮發(fā)分含量越高，著火越容易，燃燒速度越快。不同的電廠鍋爐在設計時對揮發(fā)分的要求不同，兩者要相互匹配。通過計量技術準確高效地的確定煤的揮發(fā)分非常重要。

1.2 煤的灰分

灰分過高會使火焰?zhèn)鞑ニ俣葴p慢，燃點推遲，燃燒溫度下降，燃燒穩(wěn)定性變差，同時容易加劇設備的磨損，縮短設備使用壽命。準確、高效測量煤的灰分也是計量工作的重要內容。

1.3 煤的水分

水分含量過高，發(fā)熱量低，排煙損失大，還容易引起煤倉、管道及給煤機內黏結堵塞；但水分的存在也有一定的好處，火焰中的水蒸氣不但對煤粉的懸浮燃燒是一種十分有效的催化劑，水分還可防止煤塵飛揚等。對煤中的水分進行準確的分析和計量很有必要。

1.4 煤的硫分

硫是煤中的有害雜質，燃燒后生成的氧化物一方面腐蝕設備，另一方面污染環(huán)境。電廠用煤對硫分有具體的要求，需要借助計量手段準確、高效地檢測煤中的硫分。

健全順暢高效的協(xié)調機制。充分發(fā)揮“雙重領導”優(yōu)勢和軍地橋梁紐帶作用，協(xié)調軍地各級建立常態(tài)化的計劃協(xié)調、聯(lián)席會議、聯(lián)合辦公、情況通報、雙向走訪等制度，使軍隊能夠實時了解地方經(jīng)濟社會發(fā)展進程、建設規(guī)劃、科技立項和技術革新等現(xiàn)狀，也使地方能及時掌握軍隊需求，切實調動軍地雙方力量協(xié)力推進軍民融合發(fā)展各項工作有效落實。

1.5 煤的發(fā)熱量

煤的發(fā)熱量是電廠鍋爐設計時的重要技術依據(jù)。生產(chǎn)中的煤，發(fā)熱量低于設計指標，爐內溫度達不到設計水平，影響煤粉的燃點和燃盡，鍋爐熱效率下降；發(fā)熱量過高則會導致爐膛溫度高于設計水平，燒毀容易軟化、熔融，形成結渣。因此，利用計量手段準確評價煤炭的發(fā)熱量也非常重要。

1.6 煤灰熔融性

不同排渣形式鍋爐對煤灰熔融性要求不同，參照GB/Τ9143-2008《常壓固定床氣化用煤技術條件》中對煤灰熔融性軟化溫度（SΤ）的要求：灰分（Αd）≤18.00%時，SΤ≥1150℃；其它情況下SΤ≥1250℃。對灰分熔融性進行準確的分析測試也很關鍵。

1.7 可磨性系數(shù)

煤的可磨性系數(shù)是燃煤電廠中煤粉制備工藝設計、設備選型、電廠內部用能評估的依據(jù)之一，同時也直接決定著磨煤設備的使用壽命。需要準確評價煤的可磨性系數(shù)，為磨煤工藝設計和設備選型提供技術依據(jù)。

2 產(chǎn)業(yè)計量在水質分析中的應用

電廠用水大致可以分為：原水、補給水、給水、鍋爐水、排污水、凝結水、疏水、返回凝結水、冷卻水等。天然水中的雜質可按粒徑大小分為：懸浮物（＞10-4mm）、膠體（10-6～10-4mm）和溶解物質（＜10-6mm）。

電力生產(chǎn)中水質常用的主要技術指標有：（1）溶解固形物和含鹽量；（2）懸浮物與濁度；（3）堿度和酸度；（4）硬 度；（5）電導率；（6）有機物含量等。下表1是常見的水質分析項目，各個項目的分析離不開計量技術的支持。

表1 天然水的一般分析項目

3 產(chǎn)業(yè)計量在運行參數(shù)控制方面的應用

燃煤電廠在生產(chǎn)過程中運行參數(shù)達數(shù)萬個，涉及溫度、壓力、給煤量、送風量、含氧量、液位、轉速、頻率、發(fā)電功率、有害物含量、水雜質含量等等。其中，最常見的監(jiān)控參數(shù)見下表2，“工況”以新疆某電廠實際運行中的狀態(tài)為例。

表2 常見運行參數(shù)

電廠的生產(chǎn)運行是個動態(tài)平衡過程，相關運行參數(shù)在規(guī)定范圍內動態(tài)變化，要保持生產(chǎn)的正常進行，就要對相關運行參數(shù)進行實時、動態(tài)、在線監(jiān)測和控制。在這一過程中，計量檢測技術的有效支持是整個系統(tǒng)的基礎，離開精確、高效、實時的計量檢測，生產(chǎn)過程中的動態(tài)平衡就無法持續(xù)保持。整個過程主要涉及熱工、電學、化學分析、流量、力學等計量專業(yè)。

4 產(chǎn)業(yè)計量在排放物動態(tài)監(jiān)測方面的應用

國家環(huán)保部門對燃煤電廠大氣污染物排放有嚴格的限制，依據(jù)國家標準GB13223-2011《火電廠大氣污染物排放標準》，“一般地區(qū)”燃煤電廠要達到表3的要求。

在脫硫、脫硝、除塵過程中，需要對相關污染物的含量進行實時、準確的監(jiān)測，及時調整生產(chǎn)工藝，滿足國家對有害物質排放的相關要求。整個排放物動態(tài)監(jiān)測過程離不開計量技術的支持。

5 產(chǎn)業(yè)計量在設備檢修試驗中的應用

為及時準確的掌握設備運行狀態(tài)，防止設備運行故障的發(fā)生，在燃煤電廠運行過程中要對相關設備、系統(tǒng)定期進行檢修試驗，按試驗項目的性質又分為常規(guī)試驗檢驗項目和特殊試驗檢驗項目，主

表3 一般地區(qū)燃煤發(fā)電鍋爐大氣污染物排放濃度限制

要有：

（1）鍋爐項目；

（2）汽機項目；

（3）環(huán)保、化學項目；

（4）金屬項目；

（5）熱工項目；

（6）電氣項目；

（7）綜合項目等。在各檢修項目試驗過程中離不開計量測試技術的支持。

6 結語

計量技術服務在煤電產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程具有不可替代的技術支持作用。作為計量工作的一個重要方面，產(chǎn)業(yè)計量更加深入到企業(yè)生產(chǎn)過程中，融入產(chǎn)業(yè)發(fā)展，提供全產(chǎn)業(yè)鏈的計量技術服務。通過上述分析可知，產(chǎn)業(yè)計量在切入燃煤發(fā)電產(chǎn)業(yè)過程中，可以從以下幾方面開展技術服務工作：

（1）在煤質分析中的應用；

（2）在水質分析中的應用；

（3）在運行參數(shù)控制方面的應用；

（4）在排放物動態(tài)監(jiān)測方面的應用；

（5）在設備檢修試驗中的應用。最終通過有效的計量技術服務工作，為燃煤發(fā)電產(chǎn)業(yè)健康、有序發(fā)展提供技術支持。

作者簡介：劉志強（1983-），男，河南人，助理工程師，主要從事電學計量測試研究。

基金項目：2013年烏魯木齊市科技項目《烏魯木齊高電壓綜合性能實驗室》（H131023007）