對(duì)動(dòng)力用煤的質(zhì)量要求，比對(duì)其他任何用煤都低。例如低位發(fā)熱量大于4186.8kJ/kg的煤矸石就可作沸騰鍋爐的燃料。但從動(dòng)力工藝的經(jīng)濟(jì)效益考慮，動(dòng)力用煤也應(yīng)有一定的質(zhì)量要求。首先是發(fā)熱量，其次是灰熔點(diǎn)的高低和結(jié)渣的難易程度，粉煤鍋爐燃燒還要考慮可磨性系數(shù)的大小，鏈條式鍋爐燃料需要注意煤的含塊率等指標(biāo)。動(dòng)力用煤還分為船舶用煤，機(jī)車(chē)用煤和發(fā)電用煤等，它們對(duì)煤質(zhì)的要求也是各不相同 。
火力發(fā)電對(duì)煤質(zhì)的要求
火力發(fā)電廠是以煤、石油、天然氣等作燃料，燃料燃燒時(shí)的化學(xué)能被轉(zhuǎn)換為熱能，再借助汽輪機(jī)等熱力機(jī)械將熱能變換為機(jī)械能，并由汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)將機(jī)械能變?yōu)殡娔?。迄今為止，在世界上的絕大多數(shù)國(guó)家中，火力發(fā)電廠在系統(tǒng)中所占的比重都是較大的。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界發(fā)電廠的總裝機(jī)容量中，火力發(fā)電廠占70%以上。
火力發(fā)電廠按其作用來(lái)分有單純發(fā)電的和既發(fā)電同時(shí)又兼供熱的兩種類(lèi)型。前者即指一般的火力發(fā)電廠，后者稱為供熱式火力發(fā)電廠(或稱熱電廠)。一般火力發(fā)電廠應(yīng)盡量建在燃料基地或礦區(qū)附近，將發(fā)出的電用高壓線路送往負(fù)荷中心，這樣既避免了燃料的長(zhǎng)途運(yùn)輸，提高了能量輸送的效益(燃料中的灰分、雜質(zhì)可就地處理而不必為此耗費(fèi)運(yùn)輸力量)，還防止了對(duì)大城市周?chē)貐^(qū)的環(huán)境污染。通常把這種火力發(fā)電廠稱為“坑口電廠”，這是今后建設(shè)大型火力發(fā)電廠(特別是燒低質(zhì)煤的火力發(fā)電廠)的主要方向。
目前我國(guó)電廠鍋爐所用燃料主要是煤。一般先把煤磨制成煤粉，然后送入爐膛燃燒。煤炭的物理狀態(tài)對(duì)燃燒有一定影響，首先是煤的干濕對(duì)燃燒有一定影響。這里的干與濕，是指煤的表面水分。一般來(lái)說(shuō)，水分對(duì)燃燒是有害的，燃煤的水分增加，會(huì)使燃燒溫度下降，導(dǎo)致燃燒不穩(wěn)，影響運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和可靠性。但是從燃燒動(dòng)力學(xué)角度來(lái)講，煤中含有少量適當(dāng)?shù)乃?，?duì)燃燒
煤炭的種類(lèi)和性質(zhì)對(duì)鍋爐燃燒設(shè)備的結(jié)構(gòu)、選型、受熱面的布置以及運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和可靠性都有很大影響。發(fā)電廠應(yīng)該盡可能供應(yīng)原設(shè)計(jì)選用的煤炭品種，有一些變化，尚可適應(yīng)，變化太大，就會(huì)影響運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和可靠性。因此，就要求在設(shè)計(jì)選用煤種時(shí)，一定落實(shí)可靠。要充分考慮到煤炭地區(qū)平衡和煤炭運(yùn)輸流向等的變化因素，否則，在電廠投產(chǎn)后，就難以按所選用的設(shè)計(jì)煤種供應(yīng)煤炭，只能盡量按與設(shè)計(jì)相似的煤種和幾種煤按比例供應(yīng)混合使用。
對(duì)電廠鍋爐熱力工作影響大的指標(biāo)主要有：干燥無(wú)灰基揮發(fā)分Vdaf、收到基灰分Aar、收到基水分Mar、干燥基全硫分St，d、收到基低位發(fā)熱量Qnet，v，ar，以及灰熔融性：DT(T1)、ST(T2)、FT(T3)等。
煤粉爐對(duì)煤的揮發(fā)分適應(yīng)范圍較廣，可以設(shè)計(jì)成燃燒高揮發(fā)分的褐煤，也可以設(shè)計(jì)成燃燒低揮發(fā)分的貧煤、瘦煤，甚至無(wú)煙煤。但是煤的揮發(fā)分對(duì)煤粉爐燃燒器的型式、布置，爐膛形狀、大小和燃燒帶的敷設(shè)有較大的關(guān)系；對(duì)煤粉爐的點(diǎn)火、助燃油系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，以及空氣預(yù)熱器的大小，制粉系統(tǒng)的型式和防爆措施的設(shè)計(jì)等，都有直接的影響。因此，對(duì)已經(jīng)制造定型并安裝投產(chǎn)的某一臺(tái)煤粉爐來(lái)說(shuō)，不可能對(duì)各種揮發(fā)分的煤都能燒。因此，在供應(yīng)煤炭時(shí)要盡可能考慮鍋爐原設(shè)計(jì)煤種的揮發(fā)分。
對(duì)灰分的要求?；曳謱?duì)燃燒的影響也是首先表現(xiàn)在對(duì)著火的影響。灰分高會(huì)使火焰?zhèn)鞑ニ俣葴p慢，而著火推遲，燃燒溫度下降，燃燒的穩(wěn)定性就差。煤的灰分增大，可燃物的成分相對(duì)減少，煤炭的發(fā)熱量降低，而且當(dāng)?shù)V物質(zhì)變?yōu)榛曳謺r(shí)，還要吸收熱量。因此，煤的灰分愈高，理論燃燒溫度愈低，爐膛溫度的下降幅度也愈大，煤的燃盡度變差，機(jī)械不完全燃燒的熱損失增加；而排灰量增大，灰渣的物理熱損失也隨之增加。但是，由于灰分增加時(shí)煤的可燃物組分相應(yīng)減少，因此，飛灰中的可燃物含量卻是隨之略有降低。灰分對(duì)燃燒也有好處。層狀燃燒時(shí)，如灰渣在爐箅上保持一定的厚度，不僅能起到保護(hù)爐箅不致燒壞的作用，而且對(duì)鼓入的空氣也起到分散均勻的作用。懸浮燃燒，火焰中所含的灰渣滴對(duì)燃燒過(guò)程起著催化作用。
對(duì)水分的要求。水分不能燃燒，因此，煤的水分愈高，可燃物質(zhì)就相對(duì)減少，發(fā)熱量降低。而且在燃燒時(shí)，水分蒸發(fā)還要吸收一部分熱量，使煤的有效熱能降低。在一般情況下，要使煤中1kg水分蒸發(fā)，需要約2500kJ的熱量。由于水的蒸發(fā)熱量很大，煤中水分所耗熱量比灰分高得多，所以水分對(duì)理論燃燒溫度的影響比灰分更大。我國(guó)發(fā)電鍋爐用煤的全水分Mt大致為2～44%。當(dāng)入爐煤水分增高時(shí)，燃燒產(chǎn)生的水蒸氣體積增加，爐膛溫度水平降低，爐膛受熱面的吸熱量減少，這時(shí)雖然對(duì)流受熱面的吸熱量增加，但包括排煙溫度在內(nèi)的尾部各段煙溫總會(huì)有所升高，因而增加了排煙熱損失和引風(fēng)機(jī)的耗電量。但是，從燃燒動(dòng)力學(xué)的角度看，煤中含有少量的適當(dāng)?shù)乃謱?duì)燃燒過(guò)程常會(huì)產(chǎn)生某些有利的作用。因?yàn)楦邷鼗鹧嬷械乃魵鈱?duì)燃燒過(guò)程是十分有效的催化劑，水蒸氣分子可以加速煤粉殘?zhí)康臍饣腿紵凰魵膺€可以提高火焰的黑度，加強(qiáng)輻射傳熱至燃燒室爐壁；另外，水蒸氣分解時(shí)產(chǎn)生的氫分子及OH根又可提高火焰的熱傳導(dǎo)率。
對(duì)硫分的要求。硫在燃燒時(shí)雖然能放出一部分熱量，每公斤硫可發(fā)出熱量9.199MJ，但更主要的它是不利的成分。因此，硫是煤中有害物質(zhì)，煤的硫分愈低愈好。硫燃燒后生成二氧化硫SO2及三氧化硫SO3，它們極易與煙氣中的水蒸氣化合成H2SO3和H2SO4蒸氣。當(dāng)遇到低于其露點(diǎn)的金屬壁面時(shí)，H2SO3和H2SO4蒸氣就會(huì)凝結(jié)在上面，對(duì)金屬起腐蝕作用。燃用高硫分煤炭時(shí)，鍋爐最后的低溫部分受熱面(省煤器、空氣預(yù)熱器)經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的腐蝕，對(duì)鍋爐的危害很大。
對(duì)發(fā)熱量的要求。煤的發(fā)熱量同鍋爐燃燒的理論空氣量、理論干煙氣量和濕煙氣量，以及可達(dá)到的理論燃燒溫度有關(guān)。燒用的煤發(fā)熱量低于原設(shè)計(jì)選用的煤種，理論燃燒溫度必然下降，爐內(nèi)溫度水平降低。不但不利于煤粉的著火和燒盡，而且會(huì)導(dǎo)致機(jī)械不完全燃燒及排煙熱損失的增加，鍋爐熱效率下降。煤發(fā)熱量下降到一定程度時(shí)，將引起燃燒不穩(wěn)，滅火放炮；另外，如果煤的發(fā)熱量降低，而煤的供應(yīng)量又不增多，將使蒸汽參數(shù)和蒸發(fā)量降低；為了保證鍋爐蒸汽產(chǎn)量，而增加煤的供應(yīng)量，這樣，爐膛出口煙氣溫度將升高，煙氣流量也將增加，從而使各對(duì)流受熱面中平均溫度和煙氣流速都增加，于是各對(duì)流受熱面吸熱量也增加，過(guò)熱氣溫將升高。這時(shí)，為了保證氣溫維持在額定值，就必須增加減溫器噴水量。省煤器如果原來(lái)是不沸騰的，在這種條件下有可能接近或成為沸騰的；原來(lái)是沸騰的，則增加了沸騰度。熱空氣溫度也將提高。鍋爐的排煙溫度也提高，從而增加了排煙熱損失。反之，如果煤的發(fā)熱量高于原設(shè)計(jì)水平，爐膛溫度必然升高，煤灰大多軟化、熔融，容易結(jié)渣。發(fā)電用煤有一定的質(zhì)量要求，而發(fā)熱量就是一個(gè)重要的質(zhì)量指標(biāo)。
對(duì)灰熔點(diǎn)的要求。層狀燃燒方式對(duì)煤的灰熔點(diǎn)要求不高。這是因?yàn)槿紵窃跔t排上進(jìn)行的，所以爐膛中心溫度低，煙氣中的飛灰也少，受熱面上結(jié)渣的情況不嚴(yán)重；而在爐排上，燃燒層的溫度高達(dá)1800～2000℃，因此，灰渣在靠近燃燒著的焦層下面呈熔化狀態(tài)，但由于自下而上的空氣對(duì)渣層起著冷卻作用，所以在靠近爐排的灰渣是凝固的，不致于粘結(jié)在爐排上。
一般電廠鍋爐用煤的要求為：
1)發(fā)熱量。要求收到基低位發(fā)熱量Qnet.ar>23MJ/kg?？涌陔姀S由于避免了長(zhǎng)途運(yùn)輸，可以充分利用劣質(zhì)煤，Qnet.ar的要求可相應(yīng)降低。
2)硫分。為減少對(duì)鍋爐、管道的腐蝕，降低對(duì)環(huán)境污染，煤炭的含硫越低越好。一般要求全硫含量St，d≤2.5%。如燃用高硫煤，則煙氣必須先經(jīng)脫硫，方可排入大氣。
3)灰分。電廠鍋爐用煤，對(duì)灰分含量要求不嚴(yán)，一般要求A≤49%。
4)灰熔點(diǎn)。鍋爐排渣方式不同，對(duì)灰熔點(diǎn)要求不一。固態(tài)排渣的鍋爐，為了不致發(fā)生灰渣粘結(jié)，一般灰熔點(diǎn)以較高為宜，要求大于1200℃；液態(tài)排渣的鍋爐，則要求其灰熔點(diǎn)不能超過(guò)1300℃。
發(fā)電用煤可采用發(fā)熱量較低的褐煤、中煤。煤泥或灰分大于30%的煙煤，甚至還可用煤矸石等低熱值燃料。即使是泥炭、石煤、天然焦或油母頁(yè)巖等，也都可以用來(lái)發(fā)電。硫分含量雖對(duì)燃燒本身無(wú)多大影響，但對(duì)鍋爐爐體和管道有較大的腐蝕性。從防止環(huán)境污染，保護(hù)人民健康出發(fā)，發(fā)電用煤的硫分越低越好。