发电厂锅炉燃料及特性解析

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电厂热能动力锅炉燃料及燃烧特点分析

电厂热能动力锅炉燃料及燃烧特点分析

电厂热能动力锅炉燃料及燃烧特点分析电厂热能动力锅炉是燃烧燃料来产生蒸汽从而产生电力的重要设备。

而燃料的选择和燃烧特点对于锅炉的性能和运行有着重要的影响。

本文将对电厂热能动力锅炉常见的燃料以及其燃烧特点进行分析,以期为电厂锅炉的性能优化和运行管理提供有益的信息。

一、燃料选择1、燃煤燃煤是电厂热能动力锅炉的主要燃料之一,其主要成分是碳和氢,是一种化石燃料。

燃煤可以分为无烟煤、烟煤、褐煤等不同种类。

燃煤的优点是储量丰富、价格低廉,而且通过煤磨和燃烧优化可以实现高效的燃烧效果。

但燃煤燃烧会产生大量的二氧化碳和其他有害气体,对环境造成严重污染。

2、燃气燃气是一种清洁的燃料,主要成分是甲烷,燃烧时产生的污染物较少,燃烧效率高,对环境友好。

燃气在电厂锅炉中的应用越来越广泛,尤其是天然气。

虽然燃气的价格相对较高,但其优点是环保、高效、易于控制。

燃气可以与其它清洁能源如生物气、沼气等混合使用,进一步减少对环境的影响。

3、燃油燃油是一种传统的燃料类型,主要是石油产品,具有储存方便、运输便捷的特点。

燃油的价格波动大,而且其燃烧会产生大量的氮氧化物和硫氧化物,对环境有一定的影响。

在环保意识日益提高的今天,燃油在电厂热能动力锅炉中的应用逐渐减少。

4、生物质能生物质能包括秸秆、麻竹、木屑等可再生能源,其主要特点是环保、可再生、资源丰富。

生物质能在电厂锅炉中的应用日益普及,尤其是在一些农村地区和发达国家。

生物质能的燃烧需要特定的设备和技术支持,但其环保性和可再生性使其成为未来重要的燃料选择。

二、燃烧特点1、燃料燃烧特点不同种类的燃料具有不同的燃烧特点。

燃煤的燃烧速度较慢,需要配备专门的煤粉燃烧设备,通过合理的配煤和煤磨工艺可以实现高效的燃烧效果。

燃气的燃烧速度较快,燃烧过程稳定,易于控制。

燃油的燃烧速度介于煤和气之间,但其含硫量高,燃烧会产生大量的硫氧化物,对设备和环境造成腐蚀。

生物质能的燃烧速度较慢,含水量高,需要配备专门的燃烧设备和燃烧工艺。

电厂热能动力锅炉燃料及燃烧分析

电厂热能动力锅炉燃料及燃烧分析

电厂热能动力锅炉燃料及燃烧分析一、燃料种类及特性1. 燃煤燃煤是电厂热能动力锅炉最常用的燃料之一。

煤炭是一种化石燃料,主要成分是碳、氢、氮、硫等元素。

燃煤的优点是资源丰富,价格相对较低,能量含量高,热值大。

燃煤在燃烧过程中会释放大量的二氧化碳、氮氧化物和硫氧化物等有害气体,对环境造成严重污染,同时也会产生灰渣和烟尘,对设备和环境造成损坏。

2. 燃油燃油是一种液体燃料,主要是石油和石油产品。

燃油的优点是易于储运,燃烧过程中产生的污染物较少,燃烧效率高,能够稳定供应。

燃油的价格相对较高,而且石油资源有限,存在着持续性的供应压力。

3. 天然气天然气是一种清洁燃料,主要成分是甲烷。

相比于煤炭和石油,天然气燃烧产生的污染物和温室气体较少,对环境影响较小。

而且,天然气的燃烧过程不会生成灰渣和烟尘,减少了对设备和环境的损害。

天然气的价格相对较高,而且在一些地区获取和输送天然气的成本较高。

4. 生物质生物质是一种可再生的燃料,主要来源于植物和动物的有机物,如木材、秸秆、生物废弃物等。

生物质燃料的优点是燃烧过程中不会增加二氧化碳的排放,对环境友好,是一种清洁能源。

生物质燃料的供给不稳定,储运成本较高,需要解决其可持续供应的问题。

二、燃烧特性及影响因素1. 燃料的燃烧特性不同种类的燃料在燃烧过程中会产生不同的燃烧特性。

燃煤的燃烧过程会释放大量的灰渣和烟尘,对锅炉设备和环境造成损害。

燃油的燃烧过程较为稳定,燃烧效率高,但是燃烧产生的废气对环境也会造成污染。

天然气的燃烧特性较好,燃料成分简单,燃烧产生的废气和灰渣较少。

生物质的燃烧特性因其原材料的不同而有所差异,但总体上燃烧效率较低,且对设备有腐蚀和堵塞的风险。

2. 燃烧过程的影响因素燃烧过程的影响因素包括燃料的性质、供应方式、燃烧设备的设计、操作方式和维护水平等。

燃料的质量和湿度会直接影响燃烧效率和废气排放,而燃料的供给方式、燃烧设备的设计和操作方式会影响燃烧的稳定性和能效。

发电厂锅炉燃料及特性

发电厂锅炉燃料及特性

锅炉燃料及特性第一节概述锅炉是将燃料的化学能转换为蒸汽热能的设备。

我国是世界上最大的煤炭生产国和消费国,占世界煤产量的25%。

我国煤炭资源相对较为丰富,分布也广,而石油和天然气资源相对不足,目前我国火力发电厂的主要燃料是煤,预计到21世纪中叶,我国能源消耗仍是以煤为主。

煤种是锅炉设计的主要依据,煤种的特性会影响炉膛尺寸,燃烧设备和燃料制备系统、受热面大小和布置、烟气处理等等。

不同的燃料性能要求配备不同的制粉系统、燃烧器结构和炉膛及锅炉本体型式,随之采取不同的运行参数及操作要求。

燃料特性、锅炉结构和运行方式是影响锅炉性能的三个要素,而后两项的主要依据是燃料特性,只有充分掌握燃料性能,采取相应的设计、运行措施,才能达到锅炉安全经济运行的目的。

第二节煤的主要成分和特性煤的组成及各种成分,一般按元素分析和工业分析两种方法来进行研究。

元素分析只能确定元素含量的质量百分比,它不能表明煤中所含的是何种化合物,因而也不能充分确定煤的性质。

但是,元素组成与其他特性相结合可以帮助我们判断煤的化学性质。

元素分析比较繁杂,电厂一般只作工业分析,它能了解煤在燃烧时的主要特性。

一、煤的元素分析煤的元素分析成分,即煤的化学组成成分。

煤的成分包括碳(C)、氢(H)、氧(O)、氮(N)、硫(S)五种主要元素以及水分(W)和灰分(A)。

煤的各种成分性质如下:1.碳碳是煤中的主要可燃物质。

通常各种煤的含碳量约占其可燃烧成分的50~90%。

煤中的碳不是以单质状态存在,而是一部分与氢、氧、硫等结合成挥发性的复杂化合物,其余部分为煤受热析出挥发性化合物后余下的那部分,即固定碳。

煤中固定碳含量越高,越不容易着火和燃尽。

1公斤碳完全燃烧可放出32866KJ的热量。

2.氢煤中的氢,一部分与氧结合,叫做化合氢,不能燃烧放热;另一部分在煤受热时会挥发成氢气或各种碳氢化合物形成(Cm Hn)的气体,它们极易着火和燃烧。

1公斤氢完全燃烧时约放出119743KJ的热量。

电厂热能动力锅炉燃料及燃烧特点分析

电厂热能动力锅炉燃料及燃烧特点分析

电厂热能动力锅炉燃料及燃烧特点分析电厂热能动力锅炉是利用燃料燃烧产生热能,并将其转化为蒸汽来驱动汽轮机发电的设备。

燃料的选择和燃烧特点对于锅炉的性能和运行非常重要。

本文将对常见的电厂热能动力锅炉燃料及其燃烧特点进行分析。

1. 燃料选择电厂热能动力锅炉常用的燃料包括煤炭、石油、天然气和生物质。

不同燃料的选择主要取决于燃料的可获得性、价格、燃料特性、燃烧效率和环境因素。

煤炭是最常见的燃料之一,因其资源丰富、价格相对较低且可在全球范围内获得而被广泛应用。

煤炭的主要成分是碳,燃烧后产生的主要排放物是二氧化碳和二氧化硫。

煤炭的灰分和硫分含量较高,会产生大量的灰渣和烟气污染物,需要采取限制和减排措施。

石油是一种易于运输和储存的燃料,其主要成分是碳氢化合物。

石油燃烧后产生的排放物主要是二氧化碳、二氧化硫和氮氧化物。

石油的燃烧效率较高,并且产生的烟气污染物相对较少。

石油价格波动较大,对于电厂来说石油成本较高。

天然气是一种清洁、高效的燃料,其主要成分是甲烷。

天然气燃烧后产生的排放物相对较少,几乎不含硫分和大量灰渣,也没有挥发性有机物的排放。

由于近年来对环境保护的要求越来越高,天然气作为燃料的利用率不断提高。

生物质是可再生能源的一种,包括生物质废弃物、木材、农作物秸秆等。

生物质的燃烧几乎没有二氧化硫和氮氧化物的排放,且其燃烧过程中释放的二氧化碳可以被植物吸收,减少了对大气的负荷。

生物质的利用可以有效减少对传统燃料的依赖,降低能源成本。

2. 燃烧特点燃料燃烧是热能动力锅炉中的关键过程,其燃烧特点直接影响着锅炉的燃烧效率和排放物排放。

煤炭燃烧的特点是燃烧稳定、火焰温度高、燃烧时间长。

煤炭的灰分和硫分会产生大量的灰渣和烟气污染物。

锅炉运行时需要采取一系列措施来控制和减少这些污染物的排放,如燃烧调整、燃烧器优化和脱硫装置的安装。

石油燃烧的特点是燃烧速度快、火焰温度高。

由于石油的无灰分和低硫分含量,其燃烧后产生的烟气污染物较少。

火力发电厂锅炉的燃料及其燃烧分析

火力发电厂锅炉的燃料及其燃烧分析

火力发电厂锅炉的燃料及其燃烧分析火力发电厂是利用燃煤、燃气等能源,通过锅炉产生蒸汽驱动汽轮机发电的工厂。

锅炉是火力发电厂中的核心设备,它负责将燃料燃烧产生的热能转化为蒸汽能量,为汽轮机提供驱动力。

燃料的选择和燃烧效率对火力发电厂的运行和发电效率起着至关重要的作用。

一、燃料选择火力发电厂的锅炉燃料主要包括燃煤、燃气和生物质燃料。

燃煤是火力发电厂最常用的燃料之一,它的主要特点是贮存容易、价格低廉、燃烧稳定,但同时也带来了严重的环境污染问题。

燃气作为清洁能源,在近年来得到了越来越广泛的应用,其优点是燃烧效率高、减少了大气污染物排放,但价格高昂。

生物质燃料则是一种新型的替代能源,如木屑、秸秆、竹子等,其优点是可再生资源、环保、减少温室气体排放。

在实际应用中,火力发电厂根据不同的条件和需求选择不同的燃料,以求在发电效率和环保要求之间取得平衡。

合理的燃料选择也是确保锅炉燃烧效率的关键。

二、燃烧过程锅炉燃烧过程是将燃料燃烧产生的热能传递给水,使其产生蒸汽的过程。

燃烧是一个复杂的化学过程,主要包括燃烧反应和热传导过程。

1、燃料燃烧反应燃料燃烧反应是指燃料与氧气在一定温度下发生的化学反应过程。

在理想条件下,燃料的燃烧反应可以表示为:C + O2 → CO2 (燃料为碳时)H2 + 1/2O2 → H2O (燃料为氢时)2、热传导过程热传导是指热能通过物质内部的传导方式传递的过程。

在锅炉中,燃烧热能通过炉内的炉墙和管道传导给水,使其加热产生蒸汽。

煤粉或燃气在锅炉炉膛内燃烧,产生的热能通过炉墙传导给水,使其升温,然后产生蒸汽。

三、燃料燃烧对锅炉性能的影响燃料燃烧效率是指单位燃料产生的热量中,能够转化为蒸汽能量的比例。

锅炉的燃烧效率直接影响燃料的利用率和能源的消耗。

在实际操作中,燃料燃烧效率受到多种因素的影响,包括燃料的种类、含灰量、水分、燃烧设备和操作技术等。

提高燃料燃烧效率是锅炉运行的关键。

2、燃烧稳定性燃料燃烧稳定性是指燃料在炉内燃烧过程中保持稳定的能力。

电厂热能动力锅炉燃料及燃烧特点分析

电厂热能动力锅炉燃料及燃烧特点分析

电厂热能动力锅炉燃料及燃烧特点分析电厂热能动力锅炉是利用燃料燃烧产生的热能,通过水蒸汽驱动发电机,转化为电能的装置。

在电厂生产中,燃料的选择和燃烧特点对于锅炉的运行稳定性和发电效率都起着至关重要的作用。

本文将对电厂热能动力锅炉常用的燃料及其燃烧特点进行分析。

一、燃料及其分类燃料是供给锅炉进行燃烧的物质,其种类繁多,主要包括固体燃料、液体燃料和气体燃料。

固体燃料主要包括煤、木材、生物质颗粒等;液体燃料主要包括石油、柴油、燃料油等;气体燃料主要包括天然气、煤气等。

二、燃料燃烧特点分析1. 煤煤是电厂热能动力锅炉最常用的燃料之一,其燃烧特点主要包括燃尽速度慢、热值高、灰化率高等。

煤的燃烧过程主要分为干馏和焦化两个阶段,其中干馏阶段是煤在高温下释放挥发分,而焦化阶段是煤在高温下产生焦炭。

煤的燃烧产生的灰分较多,容易造成锅炉结焰不良、结渣、结垢等问题,对锅炉的安全运行提出了一定的挑战。

2. 天然气天然气是一种清洁、高效的燃料,其燃烧特点主要包括燃尽速度快、无污染、热值高等。

天然气的燃烧过程中产生的废气几乎不含任何固体颗粒物,减少了对环境的污染,保护了大气环境。

天然气的燃烧产生的灰烬量极少,几乎不会对锅炉内部产生结渣等问题,对于锅炉的维护和清洁方面也十分有利。

3. 木材木材是一种可再生的生物质燃料,其燃烧特点主要包括含水率高、燃烧速度慢、热值低等。

木材的含水率较高,燃烧时需要先将水蒸发出去,因此燃烧速度相对较慢,热效率也相对较低。

木材的灰分较多,容易在锅炉内部产生结渣等问题,需要加强对锅炉的清洁和维护。

4. 石油石油是一种高热值的液体燃料,其燃烧特点主要包括易燃、燃尽速度快等。

石油的燃烧产生的废气中含有二氧化碳和水蒸气等,相对较为环保。

石油的价格较为昂贵,成本较高,在使用时需要综合考虑成本与环保的平衡。

5. 生物质颗粒生物质颗粒是一种适合生物质发电的燃料,其燃烧特点主要包括可再生、燃烧速度快、无污染等。

生物质颗粒的燃烧产生的废气几乎不含任何有害物质,对环境非常友好。

火力发电厂锅炉的燃料及其燃烧分析

火力发电厂锅炉的燃料及其燃烧分析火力发电厂锅炉是利用燃料燃烧产生热能,再通过热交换器将热能转化为蒸汽能量驱动汽轮机发电的设备。

火力发电厂锅炉的燃料种类繁多,各有特点,而不同种类燃料的燃烧特性也各不相同。

本文将就火力发电厂锅炉的燃料及其燃烧特性进行分析。

一、燃料种类及特点1. 煤炭煤炭是火力发电厂最常用的燃料之一,主要分为无烟煤、烟煤和褐煤。

煤炭具有储量丰富、热值高、稳定可靠等特点,是火力发电厂首选的燃料。

但煤炭也存在着含硫量高、灰分多、燃烧产生大量二氧化硫等环境污染物的缺点,因此在燃烧时需要进行脱硫、脱硝等治理措施。

2. 燃油燃油是一种常见的火力发电厂燃料,其主要成分为石油馏分。

燃油具有燃烧稳定、热值高等特点,适用于快速启动锅炉、调节负荷等场合。

但燃油价格波动大、燃烧后产生大量氮氧化物等大气污染物,因此在环保要求日益严格的今天,燃油在火力发电厂中的应用受到了一定的限制。

3. 天然气天然气是一种清洁燃料,具有热值高、含硫量低、燃烧后产生的污染物较少等优点,在火力发电厂中受到了广泛应用。

天然气燃烧时不会产生固体废物,排放的二氧化碳和水蒸气等温室气体对环境影响较小。

但受天然气资源分布不均、价格波动大等因素的影响,天然气在火力发电厂中的应用受到了一定的限制。

4. 生物质能生物质能是一种可再生能源,主要由木材、秸秆、农作物秸杆等生物质废弃物制成,具有零排放、资源可再生等优点,在火力发电厂中的应用前景广阔。

生物质能的燃烧过程中产生的二氧化碳总量不增加大气中二氧化碳总量,而且可以缓解生物质废弃物对环境造成的压力,是一种绿色环保的燃料。

二、燃烧过程及特点1. 燃料燃烧的基本过程燃料燃烧是指燃料在一定条件下与氧气发生化学反应,释放出热能的过程。

燃料燃烧的基本过程可分为燃料的预热、燃烧释放热能和生成火焰三个阶段。

在锅炉燃烧室内,燃料被送入炉膛后,经过点火器的点火后开始燃烧,随着燃料的燃烧,产生的热能通过热交换器转化为蒸汽能量。

电厂热能动力锅炉燃料及燃烧特点分析

电厂热能动力锅炉燃料及燃烧特点分析电厂热能动力锅炉是能源领域中非常重要的设备,它通过燃烧燃料产生热能,然后转化成为动力电能。

而燃料的选取和燃烧特点直接影响锅炉的性能和效率。

本文将就电厂热能动力锅炉燃料及燃烧特点进行分析。

一、燃料的种类电厂热能动力锅炉使用的燃料种类非常广泛,包括煤炭、燃气、生物质和油类等。

煤炭是目前国内外广泛使用的一种主要燃料,其主要种类包括无烟煤、烟煤、贫煤、泥煤等。

而燃气作为清洁燃料,近年来在电厂中的应用也越来越广泛。

生物质燃料包括木屑、秸秆、麦 straw、木质颗粒等,也在一些新能源电厂中得到了应用。

油类燃料的种类较多,主要有柴油、燃料油、重油等。

二、燃料的燃烧特点1.煤炭煤炭是一种主要的燃料,其燃烧特点主要是燃烧过程中需要考虑燃烧速率、灰分含量和挥发分含量等因素。

煤炭的燃烧速率对锅炉的热效率和燃烧稳定性有着重要的影响,过快或过慢的燃烧速率都会导致不良的燃烧效果,增加了污染物的排放。

煤炭的挥发分含量高,则燃烧过程中产生的火焰温度高,有利于锅炉的热效率提高,而灰分含量高会降低燃烧效率。

在使用煤炭进行燃烧时,需要根据煤炭的种类和质量特点合理控制燃烧参数,以达到最佳的燃烧效果。

2.燃气燃气作为清洁燃料,燃烧特点主要是燃烧完全、排放无污染的特点。

燃气的燃烧过程不产生固体废物和灰渣,不会污染环境,燃烧产生的气体主要有二氧化碳和水蒸气。

但是在燃气使用中需要特别注意燃气的爆炸性,合理的通风和安全防护必不可少。

3.生物质生物质燃料的燃烧特点主要体现在其环保和可再生的特性上。

生物质燃料的燃烧不会增加二氧化碳排放量,且可以再生再生产,对环境有着很好的保护作用。

生物质燃烧的难点在于其水份含量较高,需要较长的时间进行干燥处理,才能够燃烧。

4.油类油类燃料的燃烧特点主要是燃烧速率快、燃烧稳定性好的特性。

油类燃烧不会产生固体废物,但是对环境有一定的污染。

三、不同燃料的选用在实际应用中,不同燃料的选用需要根据锅炉的实际情况和运行需求来进行选择。

火力发电厂锅炉的燃料及其燃烧分析

火力发电厂锅炉的燃料及其燃烧分析火力发电厂是利用化石燃料和可再生能源进行发电的设施,而锅炉作为火力发电厂的核心设备之一,扮演着将燃料能转化为热能的重要角色。

本文将对火力发电厂锅炉的燃料以及燃烧过程进行分析,探讨不同燃料在锅炉中的燃烧特性和效率。

一、燃料类型及特性火力发电厂的锅炉燃料主要有煤炭、天然气、石油和生物质等。

不同燃料具有不同的燃烧特性和能量密度,因此也需要针对性地设计锅炉和燃烧系统。

1. 煤炭煤炭是火力发电厂最常用的燃料之一,其主要成分是碳、氢、氧和硫等,含有丰富的热能。

煤炭中也含有灰分和硫分等杂质,燃烧会产生大量的灰渣和烟气,对环境造成不良影响。

在燃煤锅炉中需要采取脱硫、除尘等设备进行净化处理。

2. 天然气天然气是一种清洁燃料,主要成分是甲烷,燃烧产生的热值高,同时也不含硫等有害物质,因此对环境影响较小。

在天然气锅炉中,燃烧稳定,热效率高,是一种比较理想的燃料选择。

3. 石油石油也是火力发电厂常用的燃料之一,其热值较高,燃烧后产生的热能可以被充分利用。

石油价格波动较大,对经济性有一定影响。

4. 生物质生物质是可再生能源的一种,包括木材、秸秆、生活垃圾等,是一种绿色环保的燃料。

生物质燃烧会产生少量的二氧化碳,但在生长过程中吸收的二氧化碳相当于燃烧中释放的二氧化碳,属于零排放。

二、燃烧过程分析火力发电厂锅炉燃料的燃烧过程是将固体、液体或气体燃料中的能量转化为热能的过程,其主要包括燃料的氧化、燃烧热和烟气的净化等步骤。

1. 燃料的氧化燃料首先需要与空气中的氧气发生化学反应,释放出热能。

煤炭和生物质等固体燃料在燃烧前需要进行预处理,包括破碎、干燥等工艺,以提高其燃烧效率。

天然气和石油等气体和液体燃料则无需预处理,直接与空气混合后即可燃烧。

2. 燃烧热燃料在燃烧过程中释放出的热能可以被锅炉吸收,转化为蒸汽或热水,进而驱动汽轮机发电。

煤炭和生物质等固体燃料的燃烧热值较高,因此可以产生较大的热效率。

电厂热能动力锅炉燃料及燃烧特点分析

电厂热能动力锅炉燃料及燃烧特点分析
电厂热能动力锅炉一般采用化石燃料,如煤炭、天然气、石油等作为燃料。

这些燃料
具有高热值、易存储、便于运输等特点,同时也存在着燃烧效率低、污染环境等不利因素。

煤炭作为电力行业的主要燃料,具有丰富的储量、低价格等诸多优点。

但是煤炭其燃
烧时会产生二氧化碳、氧化氮、二氧化硫等有害气体,对空气环境造成污染。

此外,煤炭
的含灰量、水分等对其燃烧效率也有很大影响。

石油燃料在电厂的应用较少,燃烧时也会产生空气污染物,但是其能够快速着火、燃
烧效率高等特点使其在某些特殊情况下更受电厂的青睐。

电厂热能动力锅炉的燃烧特点受到燃料性质、燃烧设备和操作条件等多方面因素的影响。

燃烧时的温度、气流、燃料和空气混合程度、燃料粒度等都会影响燃烧效率和污染物
排放。

因此,电厂需要通过调整操作参数,采用先进的燃烧设备和控制技术,达到最佳燃
烧效果和最小的污染排放。

此外,电厂还需要注意燃烧废气的处理问题。

传统的燃烧方式产生的废气中含有大量
的二氧化碳、氧化氮、二氧化硫等有害物质,需要通过排放管道排放至大气中。

但是这种
做法已经无法满足国家的环保要求,因此电厂需要采用更加先进的废气处理技术,如烟气
脱硫、脱硝等,以减少空气污染的影响。

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锅炉燃料及特性第一节概述锅炉是将燃料的化学能转换为蒸汽热能的设备。

我国是世界上最大的煤炭生产国和消费国,占世界煤产量的25%。

我国煤炭资源相对较为丰富,分布也广,而石油和天然气资源相对不足,目前我国火力发电厂的主要燃料是煤,预计到21世纪中叶,我国能源消耗仍是以煤为主。

煤种是锅炉设计的主要依据,煤种的特性会影响炉膛尺寸,燃烧设备和燃料制备系统、受热面大小和布置、烟气处理等等。

不同的燃料性能要求配备不同的制粉系统、燃烧器结构和炉膛及锅炉本体型式,随之采取不同的运行参数及操作要求。

燃料特性、锅炉结构和运行方式是影响锅炉性能的三个要素,而后两项的主要依据是燃料特性,只有充分掌握燃料性能,采取相应的设计、运行措施,才能达到锅炉安全经济运行的目的。

第二节煤的主要成分和特性煤的组成及各种成分,一般按元素分析和工业分析两种方法来进行研究。

元素分析只能确定元素含量的质量百分比,它不能表明煤中所含的是何种化合物,因而也不能充分确定煤的性质。

但是,元素组成与其他特性相结合可以帮助我们判断煤的化学性质。

元素分析比较繁杂,电厂一般只作工业分析,它能了解煤在燃烧时的主要特性。

一、煤的元素分析煤的元素分析成分,即煤的化学组成成分。

煤的成分包括碳(C)、氢(H)、氧(O)、氮(N)、硫(S)五种主要元素以及水分(W)和灰分(A)。

煤的各种成分性质如下:1.碳碳是煤中的主要可燃物质。

通常各种煤的含碳量约占其可燃烧成分的50~90%。

煤中的碳不是以单质状态存在,而是一部分与氢、氧、硫等结合成挥发性的复杂化合物,其余部分为煤受热析出挥发性化合物后余下的那部分,即固定碳。

煤中固定碳含量越高,越不容易着火和燃尽。

1公斤碳完全燃烧可放出32866KJ的热量。

2.氢煤中的氢,一部分与氧结合,叫做化合氢,不能燃烧放热;另一部分在煤受热时会挥发成氢气或各种碳氢化合物形成(C m H n)的气体,它们极易着火和燃烧。

1公斤氢完全燃烧时约放出119743KJ的热量。

3.氧和氮氧和氮都是不可燃元素,它们的存在使煤中的可燃元素相对减少,燃烧放出的热量降低。

煤中含氮量一般不多,只有0.5~2%,但燃烧时会形成有害气体氧化氮(NO x),污染大气。

4.硫煤中硫可分为有机硫和无机硫两大类。

有机硫和煤中的C、H、O等结合成复杂的化合物,均匀地分布在煤中。

无机硫包括黄铁矿硫(FeS2)和硫酸盐硫(CaSO4、MgSO4、NaSO4)等。

有机硫和黄铁矿硫可以燃烧,合称为可燃硫。

硫酸盐不能燃烧,故并入灰分。

煤中可燃硫的含量一般不超过1~2%。

硫燃烧时的放热量不多,仅及碳的1/3.5左右。

但硫燃烧后形成的SO3和SO2,与烟气中的水蒸汽相遇,能形成H2SO4和H2SO3蒸汽,并在锅炉低温受热面等处凝结,从而腐蚀金属。

此外,SO2和SO3随烟气排入大气,对人体和动、植物带来危害。

硫是煤中的有害元素。

5.水分煤的水分是由外部水分和内部水分组成。

外部水分,即煤由于自然干燥所失去的水分,又叫表面水分。

失去表面水分后的煤中水分称为内部水分,也叫固有水分。

水分的存在使煤中的可燃元素相对减少,同时它在煤燃烧时要汽化、吸热,从而使燃烧温度降低,甚至会使煤难于着火。

同时由于水分在煤燃烧后形成水蒸汽,使烟气体积增加,即增加引风机电耗,又带走大量热量,降低锅炉热效率。

另外,原煤的水分过大,常会造成煤斗或落煤管道粘结,甚至堵塞,并增加碎煤和制粉的困难。

6.灰分煤中含有不能燃烧的矿物杂质,它们在煤完全燃烧后形成灰分。

灰分的存在不仅使煤中的可燃元素相对减少,还会阻碍空气与可燃质接触,增加不完全燃烧损失。

灰分在燃烧时会熔化、沾污受热面(结渣或积灰)、降低传热系数。

烟气中的飞灰会磨损受热面,因而限制了烟速的提高,也影响传热效果。

同时飞灰随烟气排入大气,会造成环境污染。

因此,和水分一样,灰分也是燃料中的有害成分。

二、煤的工业成分分析工业分析主要测定煤中的水分、挥发分、固定碳和灰分含量,用以表明煤的主要燃烧特性。

根据工业分析测定的项目,煤的组成可用水分、挥发分、固定碳和灰分来表示。

三、煤的分析基准表示方法1.煤的分析基准为了确切地反映煤的特性,不但要知道煤的成分,还应当知道分析煤成分时煤所处的状态。

同一种煤当其所处的状态不同时,分析得出的成分含量,百分数是不同的。

常用的基准有收到基、空气干燥基、干燥基和干燥无灰基四种,它们的工业和元素分析结果表达如下:(1)收到基以收到状态的煤为基准来表示煤中各组成成分的百分比。

用下标ar表示,它计入了煤的灰分和全水分。

其成分可用下列平衡式表示:工业分析:M ar+A ar+V ar+FC ar=100%元素分析:C ar+H ar+N ar+S c.ar+O ar+A ar+M ar=100%式中:M ar,A ar,V ar,FC ar,C ar,H ar,N ar,S c.ar,O ar为煤中的水分、灰分、挥发分、固定碳、碳、氢、氮、可燃硫、氧成分的收到基含量的百分数。

(2)空气干燥基由于煤的外部水分变动很大,在分析时常把煤进行自然风干,使它失去外部水分,以这种状态为基准进行分析得出的成分称为空气干燥基,以下角码ad表示。

其成分可用下列平衡式表示:工业分析:M ad +A ad+V ad+FC ad=100%元素分析:C ad+H ad+N ad+S c.ad+O ad+A ad+M ad=100%(3)干燥基以无水状态的煤为基准来表达煤中各组成成分,以下角码d表示。

其成分可用下列平衡式表示:工业分析:A d+V d+FC d=100%元素分析:C d+H d+N d+S c.d+O d+A d=100%(4)干燥无灰基除灰分和水分后煤的成分,这是一种假想的无水无灰状态,以此为基准的成分组成,以下角码daf表示。

其成分可用下列平衡式表示:工业分析:V daf+FC daf=100%元素分析:C daf+H daf+N daf+S c.daf+O daf=100%煤中本来只有碳、氢和可燃硫三者为可燃成分,但由于氧和氮总是同可燃元素结合在一起,故常把去除水分和灰分后的成分都算作可燃部分,以此为基准进行分析得出煤的干燥无灰基成分。

煤的四种基准各有其用途。

当进行锅炉热力计算和热力试验时采用收到基成分:为了避免煤的水分在分析过程中变动,煤样要先进行自然干燥,故在试验室进行煤的分析时采用空气干燥基成分,目前各煤矿提供的分析资料,也多为空气干燥基成分;当确定煤中灰分含量时,需要引用干燥基成分,因为只有在不受水分变化影响的情况下,才能真实的反映灰分的含量;实际上煤中的水分和灰分都容易受外界因素的影响而发生变化,这就势必影响煤中其它成分的含量,因此常用比较稳定的干燥无灰基成分来表明煤的燃烧特性和划分煤的种类。

一般同一矿井的煤干燥无灰基成分不会发生很大变化,因此煤矿的煤质资料以干燥无灰基成分为基准比较合理。

2.各种基准的换算煤的各种基准成分之间,可以互相换算。

由一种基质成分换算成另一种基质成分时,只要乘以一个换算系数即可。

从表2-2中可以查出煤的各种基质之间的换算系数。

分析结果要从一种基准换算到另一种基准时,可按下式进行Y=KX0式中 X0——按原基准计算的某一组成含量百分比;Y——按新基准计算的同一组成含量百分比;K——基准换算的比例系数(见表2-2)。

在表示试验项目的分析结果时,须在试验项目的代表符号下端标明基准,才能正确反映燃煤质量。

表2-2 不同基准的换算系数收到基空气干燥基干燥基干燥无灰基收到基 11空气干燥基干燥基 11干燥无灰基四、发热量发热量是燃料的重要特性。

单位质量的煤完成燃料时所放出的热量。

单位是KJ/kg,用符号Q表示。

煤的发热量分为高位发热量和低位发热量。

高位发热量指1kg燃料完全燃烧时放出的全部热量称为高位发热量,它包含燃料燃烧时产生的水蒸汽的汽化潜热,即认为烟气中的水蒸气凝结成水放出它的汽化潜热。

但是,锅炉实际运行时,烟气还具有相当高的温度,烟气中的水蒸气不可能凝结成水而放出汽化潜热,故锅炉实际能利用的热量不包括水蒸气的汽化潜热。

从高位发热量中扣除烟气中水蒸气汽化潜热后,称为燃料的低位发热量,实际工程中常利用收到基低位发热量。

煤有不同的分析基准,因而也就有不同基质的发热量,通常采用空气干燥基发热量Q ad。

煤的各种基质的发热量之间可利用表2—2中的换算系数进行计算,例如:Q gr.ad=Q gr.daf(100-A ad-M ad)/100 KJ/kg但各种基准的低位发热量之间的换算却不能这样,因为这时还必须考虑汽化潜热的影响。

由于1kg氢燃烧后生成9kg水蒸汽,所以每公斤燃料燃烧时将形成(9H ar+M ar)/100公斤水蒸汽。

如果取水的汽化潜热r=2508KJ/kg,则燃料收到基的高、低位发热量之间的关系为:Q net.ar = Q gr,ar-(54H ar+6M ar)KJ/kg同理可得:Q net.ad = Q gr,ad-(54H ad+6M ar)KJ/kgQ net.d = Q gr,d-54H d KJ/kgQ net.daf = Q gr,daf-54H daf KJ/kg根据高、低位发热量之间的关系可解决各种基准低位发热量之间的换算。

例如,已知煤的无灰干燥基低位发热量Q daf, net,需求其收到基低位发热量Q ar, net.。

为此,可根据高、低发热量之间的关系可得:Q ar ,net = Q daf, net(100-A ar-M ar)/100-6M ar KJ/kg由于各种煤的发热量不同,有时差别很大,为使燃用不同煤种的锅炉煤耗有可比性和编制燃煤计划方便,需要规定一种标准煤,其它煤必须折算成标准煤后才能互相比较。

规定把收到基低位发热量Q ar, net=29270KJ/kg的煤叫做标准煤。

实际燃煤量BKg折合成标准煤重量B bz(kg)的公式为:B bz = BQ net /29270 KJ/kg式中 B b—标准煤耗量Kg/hB—实际煤耗量Kg/h五、煤的其他性能1.灰的性质灰的性质主要指它的熔化性和烧结性。

熔化性影响炉内的运行工况,烧结性则影响对流受热面的积灰性能。

固态排渣煤粉炉中,火焰中心温度可达1400~1600℃,在这样高的温度下,燃料燃烧后灰分多呈现熔化或软化状态,随烟气一起运动的灰渣粒,由于炉膛水冷壁受热面的吸热而同烟气一起被冷却下来,如果液态的渣粒在接近水冷壁或炉墙以前已因温度降低而凝固下来,那么它们附着到受热面管壁上时,将形成一层疏松的灰层,运行中通过吹灰很容易将它们除掉,从而保持受热面的清洁。

若渣粒以液体或半液体粘附受热面管壁或炉墙上,将形成一层紧密的灰渣层,即为结渣。

目前判断燃煤燃烧过程是否发生结渣的一个重要依据是灰的熔融性。

灰的熔融性是指当它受热时,由固体逐渐向液体转化没有明显的界限温度的特性。

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