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锅炉燃料及燃料制备知识
燃料
燃料分类及固体燃料(煤)
类别
天然燃料
人工燃料
固体燃料
木柴、泥煤、烟煤、石煤、油页岩
木碳、焦碳、泥煤砖、煤矸石、甘蔗渣、可燃垃圾等
液体燃料
石油
汽油、煤油、柴油、沥青、焦油
气体燃料
天然气
高炉煤气、焦炉煤气、发生炉煤气、液化石油气
煤是锅炉的主要燃料
煤、石油、天然气统称为化石燃料(矿物燃料)
年轻褐煤 贫煤
泥煤─→烟煤─→石煤
老年褐煤 无烟煤
发电厂煤粉锅炉用煤国家分类标准
VAWST(表)
一般我国电厂用煤通常习惯是分成五大类(锅炉行业)
无烟煤、贫煤、烟煤、褐煤、低质煤
通常仍把干燥无灰基挥发份作为锅炉用煤分类的基本依据
清华“锅炉原理”锅炉用煤分类方法
煤种
干燥无灰基挥发份含量Vdaf%
燃烧特性
无烟煤
≤8
难着火及燃烧完全
贫煤
>8~19
较难着火及燃烧完全
低挥发份烟煤
20~30
易着火及燃烧完全
高挥发份烟煤
30~40
易着火及燃烧完全
褐煤
40~50
易着火及燃烧完全
国家煤技术分类法(GB5751-86)将煤分三大类:无烟煤、烟煤、褐煤。指标Vdaf。
无烟煤(Vdaf≤10%)
碳化程度最深,Car>50%,最高可达95%。
挥发份含量少,Vdaf≤10%
热值高,=25000~32500KJ/Kg(5970~7760Kcal/Kg)
灰分不高,Aar=6~25%
水分少,Mar=1~5%
(一般用钢球磨制粉)
(分为1号、2号3号无烟煤)
烟煤(Vdaf>10%)
碳化程度低于无烟煤,Car=40~60%
挥发份含量较高,且变化范围大
热值较高,=20000~30000KJ/Kg(4800~7160Kcal/Kg)
灰分不多,Aar=7~30%
水分较少,Mar=3~18%
洗中煤属于劣质燃料,常用作锅炉燃料,烟煤又分为贫煤、贫瘦煤、瘦煤、焦煤、肥煤、气肥煤、弱粘煤、不粘煤、长焰煤等12种,此分类法将贫煤归类于烟煤。
(一般多用中速磨煤机制粉)
褐煤(Vdaf>37%)
碳化程度浅,Car=40~50%
挥发份含量高,Vdaf=40~50%
发热值低,=10000~21000KJ/Kg(2390~5000Kcal/Kg)
灰分高(变化大),Aar=6~50%
水分高,Mar=20~50%
(分为1号、2号、3号褐煤)
(一般用风扇磨煤机制粉)
煤的组成及特性
煤是一种植物化石,地壳运动(石碳纪)
组成植物的有机元素:碳(C)、氢(H)、氧(O)、氮(N)、硫(S)也便是煤的主要元素。
在成煤,开采,运输过程中加入水分及矿物质(燃烧后成为灰分)也成为煤的组成部份。
煤的化学组成和结构十分复杂,但作为锅炉燃料使用,我们只需了解煤与燃烧有关的组成。
碳(C)
是煤中主要的可燃元素(1Kg碳完全燃烧生成CO2时可放出32783KJ的热量,)含量占50~90%。成煤年代越久,碳化程度越深,含碳量越高,含碳量高的煤难着火,难燃尽,如无烟煤
氢(H)
是煤中的优质可燃成分且发热值高,1Kg氢完全燃烧时可放出120370KJ的热量,,煤中氢含量较少,约为2~4%
氧(O)
是煤中内在的氧化剂,是煤中的不可燃物质,燃烧时与氢化合成水。煤中含量变化很大,如无烟煤占1~4%,而泥煤中可达40%。
氮(N)
是煤中不可燃烧物质,是有害元素,燃烧过程中转化为氧化氮[(燃料型NOx(NO及NO2) ],造成环境污染。
硫(S)
硫酸盐中硫不能燃烧,是灰分
△煤中硫有机硫;与C、H等结合成复杂化合物
黄铁矿硫:(FeS2)可燃烧放热
△1Kg硫燃烧后放出9040KJ热量(热值低)
对锅炉:高温腐蚀,低温腐蚀
△是煤中的有害成分对环境污染:酸雨,影响人的健康
灰分(A)
△不可燃矿物杂质在燃烧后剩余的固体残余物
△煤中灰分的组成
成分
含量
成分
含量%
SiO2
20~60
Fe2O3
5~35
Al2O3
10~35
CaO
1~20
MgO
~
Na2O和K2O
1~4
TiO2
~
SO3
~
△煤中灰分含量变化大(4~40)%
降低煤品质
燃烧困难
△煤中有害物质锅炉积灰、结渣、影响传热、安全
受热面磨损
排灰污染,粉尘,土地
△煤灰熔融性是非常重要的特征指标
○煤灰不是一种纯净物质,没有固定的熔点,煤灰熔融温度的表示;
(原苏联,中国)t1, t2, t3,法
(欧美,中国)DT, ST, HT, FT法
t1=DT 变