锅炉燃料是指各种锅炉所(suǒ)燃用的燃料,根据形态(tài)的不同,可以(yǐ)分为(wéi)固体、液体和气体三类(lèi)。
一、固(gù)体燃料
固体燃料常用的(de)有(yǒu)煤、煤矸石、页岩和生物(wù)质等。其中,煤是最为常(cháng)见的固(gù)体燃料,其特点(diǎn)如下:
1. 煤的组成:煤是一种(zhǒng)复(fù)杂的混合物,主要成分(fèn)是碳、氢、氧和少量的氮、硫或其他元素。氮和硫是(shì)煤中最主要的杂质,这些杂质(zhì)燃(rán)烧后(hòu)会产生大(dà)气污染物。煤中还含有许多放(fàng)射(shè)性(xìng)和稀有元素,如铀、锗、镓等。
2. 煤的分类:按(àn)干燥无灰基挥(huī)发分的含量和胶质层最大厚度,我国(guó)把煤炭划分为十大类(lèi),即无烟煤、贫煤、瘦煤、焦煤、肥(féi)煤、气煤、弱(ruò)黏结煤、不黏结(jié)煤、长焰煤(méi)及褐(hè)煤。其中,无烟(yān)煤、贫煤、弱(ruò)黏结煤、不黏结煤、长焰煤与褐煤的胶(jiāo)质层厚度不(bú)大或不稳(wěn)定,属于不(bú)焦结和弱焦结煤,不适宜作为炼(liàn)焦(jiāo)煤,但可作为动力(lì)用煤供(gòng)锅炉燃用。
3. 各类煤的特点:
无烟煤:固定碳含量高,挥发分(fèn)含量低(dī)(干(gàn)燥无灰基挥(huī)发分(fèn)Vdaf<10%),不易点燃(rán),燃烧缓慢,燃烧时无烟(yān)且火(huǒ)焰很短。发热量大(dà)致为(wéi)20930\~25120kJ/kg(或(huò)5000\~6000kcal/kg)。
贫煤:性质介于无烟(yān)煤(méi)与(yǔ)烟煤之间(jiān),炭化程度比(bǐ)无烟(yān)煤稍(shāo)低,挥发分含(hán)量为10%<Vdar≤20%,也(yě)不易点燃,燃烧时火焰短,但稍胜于无(wú)烟(yān)煤(méi)。
烟煤:包括一些灰分、水(shuǐ)分含量较高,发热量(liàng)较低(多在18850kJ/kg以下)的品种,称为劣(liè)质烟(yān)煤。
褐煤(méi):固定碳(tàn)含量不高(gāo),含挥发(fā)分很高(Vdaf>40%),极易(yì)点燃,燃烧时火(huǒ)焰(yàn)长。水分(fèn)、灰分(fèn)及氧的含(hán)量均较高(gāo),发热量低,一般为10500\~14700kJ/kg(2500\~3500kcal/kg)。燃烧后焦炭无焦(jiāo)结性,外表多呈棕褐色,质(zhì)脆易(yì)风化(huà),储(chǔ)存时极易发(fā)生自燃。
煤矸石:夹(jiá)带有矸石等矿物质的(de)煤,含灰量在50%以上,发热量很低,一(yī)般需(xū)要制(zhì)成细(xì)小的颗粒才能(néng)燃烧。发热量低,不易燃烧,在锅炉上较(jiào)少使用,目前只在沸腾锅炉(lú)和循环(huán)流化床锅(guō)炉中应用。
4. 煤的燃烧过程:
着火前(qián)的(de)预热阶段:煤受(shòu)热,水分蒸(zhēng)发出(chū)来,此过程是一吸(xī)热阶段,进行(háng)的(de)快(kuài)慢与温度和煤的性质有关。
挥发分着(zhe)火(huǒ)燃烧阶段:挥(huī)发(fā)分析出(chū),温度升高到着火温度(dù)。
固定碳燃烧阶段:挥发分先着火(huǒ)放出大量热量,使固定碳加热迅速燃烧,此过程是个强烈(liè)的放热阶段,进行的快慢主要取(qǔ)决于(yú)温度和混合接触速(sù)度。
碳燃尽阶(jiē)段:未燃尽的少量固定碳继(jì)续(xù)燃烧(shāo),直至燃尽,形成渣,此(cǐ)阶段一般在氧气不足、温度较(jiào)低、煤风混(hún)合较弱的情况下进行,所(suǒ)需时间(jiān)较长(zhǎng)。
二、液体燃料
液体燃料常(cháng)用的有柴(chái)油、重油和渣油等。液体燃料具有燃烧效率高、热效率高、启动和调节速度快等特点,能够快速满足(zú)负荷变化的需求。然而,液体燃料价格较高,运行成本也相(xiàng)对较(jiào)高,且燃烧过程中(zhōng)会产(chǎn)生(shēng)一定的污染物,对环境(jìng)有一定影响(xiǎng)。
三、气体燃料
气体燃(rán)料常(cháng)用的有天然气、城市煤(méi)气、高炉煤气(qì)、焦炉煤气和(hé)液化石油气等。气体燃料的特点如下:
1. 使用性好:易(yì)于与空气混合(hé),排烟损失小,锅炉(lú)效率高;燃料中含硫份和灰分(fèn)少,受(shòu)热(rè)面不会(huì)出现(xiàn)高温结焦和腐蚀现象;烟气流速高,锅(guō)炉整体体积小(xiǎo),锅炉(lú)金属耗量低(dī)。
2. 调节性能灵活:气体热值容易调(diào)整,可两种燃料掺混使用;同(tóng)一(yī)锅炉可(kě)适用于多(duō)种(zhǒng)燃料;有很强的适应热(rè)负(fù)荷变动能力,容易实(shí)现(xiàn)燃(rán)烧调节。
3. 环境污染小(xiǎo):灰分和硫含量(liàng)远低于(yú)煤和油(yóu)质燃料;燃(rán)烧(shāo)时不会产生(shēng)燃(rán)煤时大(dà)量需要(yào)处(chù)理的灰渣;对土壤的污染小;烟(yān)气中含尘(chén)量低(dī),对大气污染小。主(zhǔ)要污染物为燃烧时产生的氮氧化(huà)合物(wù)。
4. 运输使用方便:主要(yào)是管道运输,没有车(chē)辆运(yùn)输过程中的飞洒、噪(zào)声等污染;直接使用(yòng),不需要像燃煤前需(xū)要破碎。
然而,气体燃料也存在一些缺点,如许多成分含有毒性(如SO2、NO、CO、H2S等(děng)),与空气在一定比例下混合后会形成爆炸(zhà)性(xìng)气体(tǐ),遇(yù)明火爆炸,燃烧时应采(cǎi)取完善的安全措施。
总之,在(zài)选(xuǎn)择西安锅炉燃料时,需(xū)要根据实际需求、能源供应情(qíng)况、环保要求和经(jīng)济成(chéng)本等多方面因素进(jìn)行(háng)综合考(kǎo)虑。