發(fā)電用煤原理

　　煤炭在鍋爐內(nèi)燃燒放出的熱量，將水加熱成具有一定壓力和溫度的蒸汽，然后蒸汽沿道進(jìn)入汽輪機(jī)膨脹做功，帶動發(fā)電機(jī)一起高速旋轉(zhuǎn)，從而發(fā)電。在汽輪機(jī)中做完功的蒸汽排入冷汽器中并凝結(jié)成水，然后被凝結(jié)水泵送入除氧器。水在除氧器中被來自抽氣管的汽輪機(jī)抽汽加熱并除去所含氣體，最后又被給水泵送回鍋爐中重復(fù)參加上述循環(huán)過程。顯然，在這種火力發(fā)電廠中存在著三種型式的能量轉(zhuǎn)換過程：在鍋爐中煤的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成熱能，在汽輪機(jī)中熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，在發(fā)電機(jī)中機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能。進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的主要設(shè)備----鍋爐、汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)，被稱為燃燒發(fā)電廠的三大主機(jī)，而鍋爐則是三大主機(jī)中最基本的能量轉(zhuǎn)換設(shè)備。

　　不過，在送進(jìn)鍋爐燒灼之前，還需要由磨煤機(jī)將煤炭磨成不規(guī)則的細(xì)小煤炭顆粒，其顆粒平均在0.05-0.01mm，其中20-50um（微米）以下的顆粒占絕大多數(shù)。這是因?yàn)槊悍垲w粒很小，表面很大，能吸附大量的空氣，且具有一般固體所未有的性質(zhì)----流動性。煤粉的粒度趙小，含濕量越小，其流動性也越好，但煤粉的顆粒過小細(xì)小或過于干燥，則會產(chǎn)生煤粉自流現(xiàn)象，使給煤機(jī)工作特性不穩(wěn)，給鍋爐運(yùn)行的調(diào)整操作造成困難。另外煤粉與氧氣接觸而氧化，在一定可能發(fā)生煤粉自燃。在制粉系統(tǒng)中，煤粉是由于氣體來輸送的，氣體和煤粉的混合物一火花就會使火源擴(kuò)大而產(chǎn)生較大壓力，從而造成煤粉的爆炸。

　　由煤粉制備系統(tǒng)制成的的煤粉經(jīng)煤粉燃燒進(jìn)入爐內(nèi)，燃燒器是煤粉爐的主要燃燒設(shè)備。燃燒器的作用有三個：一是保證煤粉氣流噴入爐膛后迅速著火,二是使一、二次風(fēng)能夠強(qiáng)烈混合以保證煤粉充分燃燒，三是讓火焰充滿爐瀉膛而減少死滯區(qū)。煤粉分流經(jīng)燃燒器進(jìn)入爐膛后，便開始了煤的燃燒過程。燃燒過程的三個階段與其他爐型大體相同，所不同的是，這種爐型燃燒前的準(zhǔn)備階段和燃燒階段時間很短，而燃盡階段時間相對較長。

　　供熱耗煤原理

　　一般發(fā)電廠都采用凝汽式機(jī)組，只生產(chǎn)電能向用戶供電，工業(yè)生產(chǎn)和人們生活用熱則由特設(shè)的工業(yè)鍋爐及采曖鍋爐房單獨(dú)供應(yīng)，這種能量生產(chǎn)方式稱為熱、電分產(chǎn)。但是熱電廠卻采用供熱式機(jī)組，除了供應(yīng)電能以外，同時還利用汽輪機(jī)抽汽或排汽來滿足生產(chǎn)和生少上所需熱量，這種能量生產(chǎn)方式稱為熱電聯(lián)產(chǎn)。在熱電聯(lián)產(chǎn)中燃料化學(xué)能則轉(zhuǎn)變?yōu)楦呶粺崮芟扔脕戆l(fā)電（高品位熱能），然后使用做過功的低品位熱能向用戶供熱，這符合按質(zhì)用能和綜合用能的原則。

　　由于熱電廠供熱規(guī)模蠣，可以采用高參數(shù)高效率的大型鍋爐（熱效率為85%以上），從而使能源利用效益得到較大的提高，節(jié)省了燃料，另外，供熱的季節(jié)性和時段性與用電峰谷變化相適應(yīng)，適合多種熱電比的變化，可根據(jù)熱或電的需求進(jìn)行調(diào)節(jié)從而增加年設(shè)備利用小時，可以充分發(fā)揮熱電機(jī)組的盜用，而且輸配電損耗低。

　　在環(huán)境污染方面，由于熱電廠集中供熱而使用煤量減少，排污量也減少，城內(nèi)運(yùn)煤除灰的麻煩也減少了，而且大容量鍋爐備有高效除塵設(shè)備和高煙囪，使環(huán)境法污染程度大為降低。

　　因此，熱電廠具有一次能源利用比較合理，做到按質(zhì)供能、梯級用能、能盡其用，使地區(qū)的整個能量供應(yīng)系統(tǒng)節(jié)約能源等優(yōu)點(diǎn)。

　　電廠利用煤的熱值，把熱能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。發(fā)熱量是影響電廠技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的主要因素。電廠設(shè)計建廠時，要求有固定的供煤基地，根據(jù)不同煤質(zhì)進(jìn)行電廠的鍋爐設(shè)計。一旦建成投產(chǎn)，煤質(zhì)符合鍋爐設(shè)計的要求，鍋爐效率才能充分發(fā)揮。電力部門一般要求煤的發(fā)熱量(Qnet，ar)大于20.9lMJ／kg(不包括褐煤)，可波動5％，粒度為小于25mm末煤或小于50mm混煤，揮發(fā)分(Vdaf，大于20％，硫分(St，d)小于1.0％，外在水分(Mt)小于10％，干式除渣灰熔融性軟化溫度(ST)大于1250℃。煤的發(fā)熱量的高低，影響到電廠原料煤系統(tǒng)、制粉系統(tǒng)、爐膛容積、煙道、通風(fēng)量、集塵及排渣等各個環(huán)節(jié)，直接影響電廠建設(shè)投資和生產(chǎn)成本。

　　從廣義上來講，凡是以發(fā)電、機(jī)車推進(jìn)、鍋爐燃燒等為目的，產(chǎn)生動力而使用的煤炭都屬于動力用煤，簡稱動力煤。

　　火力發(fā)電廠燃用的煤通常稱為動力煤，其分類方法主要是依據(jù)煤的干燥無灰基揮發(fā)分進(jìn)行分類。就動力煤類別來說，主要有褐煤、長焰煤、不粘結(jié)煤、貧煤；氣煤以及少量的無煙煤。從商品煤來說，主要有洗混煤、洗中煤、粉煤、末煤等。劣質(zhì)煤主要指對鍋爐運(yùn)行不利的多灰分（大于40%）低熱值（小于15.73兆焦/千克）的煙煤、低揮發(fā)分（小于10%）的無煙煤、水分高熱值低的褐煤以及高硫（大于2%）煤等。燃用劣質(zhì)煤是火電廠對社會的一項(xiàng)貢獻(xiàn)。