任天田

中國電力工程有限公司，中國·北京 100037

1 引言

火力發(fā)電廠簡稱火電廠，是利用煤、石油、天然氣等燃料的化學能產(chǎn)生出電能的工廠。按其功用可分為兩類，即凝汽式電廠和熱電廠。前者僅向用戶供應電能，而熱電廠除供給用戶電量外，還向熱用戶供應蒸汽和熱水，即所謂的“熱電聯(lián)合生產(chǎn)”[1]。因此，必須嚴格管理燃料的驗收質(zhì)量。燃料在燃燒的過程中，可能會突然發(fā)生爆炸、結(jié)焦等現(xiàn)象，這些現(xiàn)象會影響在發(fā)電機運行時的安全；火力發(fā)電廠也影響著發(fā)電成本、廢料處理等問題。因此，要積極探討如何管理火力發(fā)電廠燃料的驗收質(zhì)量。

2 為什么要對火力發(fā)電廠的燃料質(zhì)量進行驗收及驗收內(nèi)容

火力發(fā)電廠燃料質(zhì)量的驗收是發(fā)電過程中重要步驟，火力發(fā)電機是通過燃燒燃料產(chǎn)生大量的熱，然后將熱量轉(zhuǎn)換成電，燃料質(zhì)量的驗收對火力發(fā)電廠的安全和成本的減低有著關(guān)鍵的作用。燃料是在發(fā)電機發(fā)電過程中成本最大的環(huán)節(jié)，在火力發(fā)電廠中，燃料的成本占整個發(fā)電成本的四分之三，因此，對燃料質(zhì)量的驗收必不可少。此外，煤質(zhì)作為火電發(fā)電廠最主要的燃料之一，煤質(zhì)對其發(fā)電機正常工作有至關(guān)重要的影響，煤質(zhì)的爆炸、結(jié)焦可能會引發(fā)高爐熄滅，從而導致發(fā)電機不能正常工作。煤質(zhì)在驗收后對儲存會氧化，造成煤質(zhì)質(zhì)量的減少。在對煤質(zhì)進行驗收時一般驗收煤質(zhì)數(shù)量、煤質(zhì)質(zhì)量。煤質(zhì)數(shù)量的驗收是相對簡單的，一般都是在電子皮帶上進行驗收。而煤質(zhì)質(zhì)量的驗收比較復雜，通過對煤質(zhì)的采樣、制作樣本、進行化驗和對化驗結(jié)果的分析和比較。燃料質(zhì)量的驗收是十分重要的，保證了發(fā)電機的正常運行。

通常情況下，用輸煤皮帶從煤場運至煤斗中。煤斗中的原煤送至磨煤機內(nèi)磨成煤粉。磨碎的煤粉由熱空氣攜帶經(jīng)風機送入鍋爐的爐膛內(nèi)燃燒。煤粉燃燒后形成的熱煙氣沿鍋爐的水平煙道和尾部煙道流動，放出熱量，最后進入除塵器，將燃燒后的煤灰分離出來。潔凈的煙氣在引風機的作用下通過煙囪排入大氣[2]。助燃用的空氣由送風機送入裝設在尾部煙道上的空氣預熱器內(nèi)，利用熱煙氣加熱空氣。這樣易于煤粉的著火和燃燒，同時降低了排煙溫度，提高熱能的利用率。燃煤燃盡的灰渣落入爐膛下面的渣斗內(nèi)，與從除塵器分離出的細灰一起用水沖至灰漿泵房內(nèi)，再由灰漿泵送至灰場。

3 火力發(fā)電廠燃料驗收質(zhì)量管理的現(xiàn)狀

在許多地方火力發(fā)電是發(fā)電的主要方法之一，火力發(fā)電廠對燃料的消耗大，其中對煤炭的消耗是最大的，阿瓦電站建設燃煤火電廠雖然煤炭資源比較豐富，但這些煤炭的質(zhì)量水平參差不齊，從而使火力發(fā)電廠在燃料這方面處于十分被動的局面，不能保證燃料的合法權(quán)益。此外，火力發(fā)電必會帶來一定的污染，當燃料的質(zhì)量低時，會加重污染，而且能夠降低火電廠的發(fā)電效率，從而影響印尼阿瓦電站的經(jīng)濟效益?，F(xiàn)在火力發(fā)電廠的燃料的質(zhì)量有所下降，一些火力發(fā)電廠采用汽車煤，這些汽車煤含有的灰分多、運輸成本高、雜質(zhì)多和熱量低等問題，導致燃料的質(zhì)量下降。燃料在摻配摻燒中采用傳統(tǒng)的方法，導致在摻配摻燒中出現(xiàn)不均勻的現(xiàn)象，當出現(xiàn)不均勻現(xiàn)象時，會導致在燃料時熱值偏差大、不均勻，從而影響發(fā)電機的正常工作。在燃料質(zhì)量驗收時會受到人為因素的影響，人為因素不能準確的保證摻雜、分層等因素，會降低燃料的質(zhì)量，影響燃料的正常燃燒。目前，印尼阿瓦電站中存在著一定的管理缺陷，導致在驗收時不能準確地反映驗收成果[3]。對燃料驗收質(zhì)量的管理一般是通過對采樣、制作樣本、進行化驗和對化驗結(jié)果的分析和比較進行管理。采樣管理是要符合國際標準進行合理的采樣，運用布點原則和機械化進行采樣，對布點的數(shù)量和深度進行嚴格管理，運用機械設備進行采樣。目前，對于采樣采用人工采樣的方法進行采樣。（如圖1、圖2所示）制作樣本是將采樣的樣本在實驗室中進行制作，要對制作樣本中水分的提取和制作過程的嚴格管理來保證制作樣品的質(zhì)量，要確保制作樣本不能損壞、污染并達到國家標準。樣品化驗和化驗結(jié)果的對比是整個驗收質(zhì)量管理的體現(xiàn)，具有重要意義，現(xiàn)如今我國在化驗中采用熱溫計等高科技進行準確的實驗，計算出記錄的原始數(shù)據(jù)的公式和準確數(shù)值，與標準的數(shù)據(jù)進行比較，根據(jù)比較結(jié)果推斷出燃料的質(zhì)量。

圖1 現(xiàn)場采樣一

圖2 現(xiàn)場采樣二

4 火力發(fā)電廠燃料驗收質(zhì)量的管理措施

4.1 完善相應的驗收流程

對采樣來說，現(xiàn)在仍然以人工采樣為主，這樣會受人為因素的干擾，采樣時可能出現(xiàn)重復、采樣位置不準確等現(xiàn)象，具有不代表性，應該通過計算機計算出合理的采樣地方，用大小相同的機械來采樣，用機器代替人工，防止出現(xiàn)子樣量不同等影響采樣系統(tǒng)的偏差，也要遵循相關(guān)的規(guī)定。子樣的數(shù)目決定了采樣的準確度，因此，在采樣時，要適當?shù)卦黾幼訕訑?shù)和子樣量，提高采樣的準確度，這樣可以有效地管理燃料的質(zhì)量，減少出現(xiàn)汽車煤等劣質(zhì)煤。在運用機械采樣器采樣過程中，要保證采樣的深度，防止因采樣到燃料與地面的接觸面等而導致采樣的不準確。也要對采樣有一定的深度，防止出現(xiàn)夾層煤、蓋帽煤等現(xiàn)象。在燃料儲存中，要半個月進行一次采樣。在制樣時，一是要保證樣本不被污染，要進行一定的保護；二是采取少量多樣的原則，將樣品少量且均勻地分給許多制樣裝置進行檢測；三是要適當減少樣品的質(zhì)量，有利于測量的準確性；四是制樣的速度要快，防止在制樣過程中水分的蒸發(fā)[4]。在進行實驗時，不僅要觀察燃料各組分和各組分的含量，也要測定燃料的灰度、燃燒百分率、熱負荷等數(shù)據(jù)。要嚴格管理實驗過程中的條件，保證單一變量原則，可以適當?shù)母淖兤錀l件，如壓力、氧氣的含量等，在實驗中要改變壓力和氧氣的含量，壓力和氧氣的含量直接決定燃料的燃燒效率，要進行測試選擇適合實際情況的壓力和含氧量。對水要嚴格管理，要采用蒸餾水，在實驗過程中要經(jīng)常換水，也要根據(jù)實際情況對水的溫度、緩沖液等進行改變。也要對燃料釋放的熱量進行檢測，檢測燃料釋放的熱能是否符合相關(guān)的標準，必須要提高燃料的利用率，采用高熱能的燃料。

4.2 實現(xiàn)大數(shù)據(jù)信息監(jiān)控和科技的投入

對燃料驗收質(zhì)量的管理應該依靠先進的技術(shù)和大數(shù)據(jù)時代的智能化，對燃料驗收質(zhì)量的管理進行一系列的技術(shù)革命，要體現(xiàn)出管理的智能性和程序性。運用先進的設備進行燃料質(zhì)量的檢測，采用智能化、流程化、自動化，提高驗收質(zhì)量的準確性和可靠性。對整個過程采用先進的設備進行檢測，減少其誤差，提高準確度。對燃料的信息采用大數(shù)據(jù)進行編碼記錄，采用加密的方法對制樣完成的樣品進行編號，保證其公平性。運用紅外線技術(shù)對檢測進行二十四小時管理，采用大數(shù)據(jù)進行計算和繪制圖像，模擬燃料驗收質(zhì)量的管理實驗，找到實驗中的不足和解決方案。用新型的設備改變實驗，采用新型設備進行差法、控法的制圖，更好地反映實際情況，用更精密的設備增加實驗的準確度；用精密設備構(gòu)建水分、灰度、發(fā)熱量的波動圖，分析波動圖，總結(jié)出燃料的特點，作出其燃料驗收質(zhì)量管理的預見性。也要符合國家的相關(guān)的法律，符合中國綠色發(fā)展的理念。也要利用先進的技術(shù)對燃料釋放的熱能進行檢測，必須采用高熱能的燃料，從而提高燃料的利用率。

4.3 規(guī)范燃料驗收質(zhì)量管理的管理制度

建立燃料驗收質(zhì)量管理進行針對性的制度，制定相應的目標，建立相應的問責制度。加強現(xiàn)場的監(jiān)督，面對其技術(shù)的更新，相關(guān)人員缺少對原理和流程的了解，對加強各類人員的培訓，展開針對性地培訓，提高他們的技術(shù)能力；對各個環(huán)節(jié)進行監(jiān)督，完善問責制度；建立各個環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)庫，定期對各個環(huán)節(jié)進行抽查，根據(jù)數(shù)據(jù)進行相關(guān)的改進，如圖3所示，對現(xiàn)場燃料進行相應的監(jiān)督和監(jiān)測。要建立相應的考核制度和進行相應的問查制度，對相關(guān)人員進行技術(shù)和理論的考核，規(guī)范其技術(shù)；要多相關(guān)人員進行調(diào)查，了解在燃料驗收質(zhì)量管理出現(xiàn)的問題。要落實新方法和新技術(shù)，建立相應的標準，調(diào)動相關(guān)人員工作的積極性。

圖3 現(xiàn)場監(jiān)測

5 結(jié)語

燃料驗收質(zhì)量的管理有很長的路要走，要結(jié)合實際情況積極探索燃料驗收質(zhì)量管理出現(xiàn)的問題和解決方案，重視燃料驗收質(zhì)量管理，加大對其的投資。運用新技術(shù)、新設備解決出現(xiàn)的問題，也需要防患于未然。