锅炉燃料是指各种锅(guō)炉所(suǒ)燃用的燃料,根(gēn)据形态的不同,可以分为固体(tǐ)、液体和气(qì)体三类。
一、固体燃料
固体(tǐ)燃料(liào)常用的有煤(méi)、煤矸石、页岩(yán)和生物质等。其中(zhōng),煤是最为常(cháng)见的固(gù)体燃料,其(qí)特(tè)点(diǎn)如下:
1. 煤的组成:煤是一种复杂的混合物(wù),主要成分是碳、氢(qīng)、氧和少量的氮、硫或其他元素。氮和硫(liú)是(shì)煤中最主(zhǔ)要的杂(zá)质,这些杂(zá)质燃(rán)烧(shāo)后会产生大气(qì)污染物。煤中还含有(yǒu)许多放射性和稀有元素,如(rú)铀、锗、镓(jiā)等。
2. 煤的分类:按干(gàn)燥无(wú)灰(huī)基(jī)挥发分的(de)含量和(hé)胶质层最大厚(hòu)度(dù),我国把煤炭划分为十大(dà)类,即(jí)无烟煤、贫煤、瘦煤、焦煤、肥(féi)煤(méi)、气煤、弱(ruò)黏结煤、不黏结煤、长焰(yàn)煤及褐煤。其中,无烟煤、贫(pín)煤、弱黏结煤、不(bú)黏结煤、长焰(yàn)煤(méi)与褐煤(méi)的(de)胶质层厚度不大或不稳定,属于不(bú)焦结和弱焦结煤,不适宜作为炼(liàn)焦煤,但(dàn)可作为(wéi)动力用(yòng)煤供锅炉燃(rán)用(yòng)。
3. 各类煤的特点:
无(wú)烟(yān)煤(méi):固(gù)定碳(tàn)含(hán)量高,挥发分(fèn)含(hán)量低(干燥无灰基挥(huī)发分Vdaf<10%),不易点燃(rán),燃烧(shāo)缓慢,燃(rán)烧时(shí)无烟且火(huǒ)焰很(hěn)短。发热(rè)量大(dà)致为(wéi)20930\~25120kJ/kg(或5000\~6000kcal/kg)。
贫煤(méi):性(xìng)质介于无烟煤与烟(yān)煤之间(jiān),炭化程度比无烟煤(méi)稍低(dī),挥发分含量为(wéi)10%<Vdar≤20%,也(yě)不易点(diǎn)燃,燃烧时火(huǒ)焰(yàn)短,但稍胜于(yú)无烟煤。
烟煤:包括一些灰分、水(shuǐ)分含(hán)量较高,发热量较(jiào)低(多在(zài)18850kJ/kg以下)的品(pǐn)种(zhǒng),称(chēng)为(wéi)劣质烟煤。
褐煤:固定碳含量不高,含挥发分很高(gāo)(Vdaf>40%),极易点燃,燃烧时火焰长。水分(fèn)、灰分(fèn)及氧的含量(liàng)均较高,发热量低,一般为10500\~14700kJ/kg(2500\~3500kcal/kg)。燃(rán)烧(shāo)后(hòu)焦炭无焦结性,外表(biǎo)多呈棕褐色(sè),质脆(cuì)易风化,储存(cún)时极易发生自(zì)燃。
煤矸(gān)石:夹带有矸石等矿物质的煤,含灰量(liàng)在50%以(yǐ)上,发热量很低(dī),一般需要(yào)制成细(xì)小的(de)颗粒才(cái)能燃烧。发(fā)热量低,不易燃(rán)烧,在(zài)锅(guō)炉上较少使用(yòng),目前只在沸腾锅炉和循(xún)环(huán)流化床(chuáng)锅(guō)炉中(zhōng)应用(yòng)。
4. 煤的燃烧(shāo)过程:
着火前的预热(rè)阶(jiē)段(duàn):煤(méi)受热,水分蒸发出来,此过程是一吸热阶段,进行的快慢与温度(dù)和煤的性质有关。
挥发(fā)分着火燃(rán)烧(shāo)阶段:挥发分析出,温度(dù)升高(gāo)到着火温度。
固定碳燃烧阶段(duàn):挥发(fā)分(fèn)先着(zhe)火放出大量(liàng)热量,使固定碳加热迅速(sù)燃烧,此过程(chéng)是个强烈的(de)放热(rè)阶段,进行的(de)快慢主要取决于温度和混合接触速(sù)度(dù)。
碳燃尽阶段:未(wèi)燃尽的少量固定碳继续燃烧,直至(zhì)燃尽,形成渣,此阶段一般在氧气不足、温(wēn)度较低(dī)、煤风混合较弱的情况下进(jìn)行,所需时(shí)间(jiān)较长。
二、液体燃料(liào)
液体燃料常(cháng)用的有柴(chái)油(yóu)、重油和渣油等。液体(tǐ)燃料具有(yǒu)燃烧效率高、热(rè)效率高、启动和调节速度快等特点,能够快(kuài)速满足负荷变化的需求。然而(ér),液体燃(rán)料(liào)价格(gé)较高,运行成本(běn)也相对较高,且燃烧过程中会产生一(yī)定的污染物,对(duì)环境有一定影响。
三(sān)、气(qì)体燃料
气体燃料(liào)常(cháng)用的有天然气(qì)、城市煤气、高炉煤气(qì)、焦炉煤气和(hé)液化(huà)石油气等。气体燃料的特点(diǎn)如(rú)下:
1. 使(shǐ)用性好:易于(yú)与空气混合,排烟损失(shī)小,锅炉效率高(gāo);燃料中含硫份(fèn)和灰分(fèn)少(shǎo),受热面不会出现高(gāo)温结焦和腐蚀现象;烟气流(liú)速(sù)高,锅炉整体体积小,锅炉金属耗量低。
2. 调节性(xìng)能(néng)灵活:气(qì)体热值(zhí)容易(yì)调(diào)整,可两(liǎng)种燃料掺混使用;同一锅炉可适(shì)用于多种(zhǒng)燃料(liào);有很强的适应热负荷变动能力(lì),容易实(shí)现燃(rán)烧(shāo)调节。
3. 环境污染小:灰分(fèn)和硫含量远(yuǎn)低于煤和油质燃料;燃烧时不会产(chǎn)生燃(rán)煤时大量需(xū)要处理(lǐ)的灰渣;对(duì)土壤的污染小;烟气中含尘量低,对大(dà)气污染小。主要(yào)污染物(wù)为燃烧(shāo)时产生的氮氧化合物。
4. 运输(shū)使用方便:主要是管道运输,没有车辆运输过程(chéng)中的飞洒、噪声等污染(rǎn);直接使用,不需要像燃煤前需要(yào)破碎。
然而,气体燃料也(yě)存在一些缺点,如许(xǔ)多成分含有毒性(如SO2、NO、CO、H2S等),与空气在(zài)一定比例下混合后(hòu)会形成(chéng)爆炸(zhà)性气体,遇明火爆炸,燃烧(shāo)时应采取完善(shàn)的安全(quán)措(cuò)施。
总之,在选(xuǎn)择西安锅炉燃料(liào)时,需(xū)要(yào)根据(jù)实际需求、能(néng)源供应情况、环保要求和经济成本等(děng)多方面因(yīn)素进行综合考虑。