锅炉燃料(liào)是指各种(zhǒng)锅炉所燃用的(de)燃(rán)料,根据形(xíng)态的不同(tóng),可以分为固体、液体和气体三类(lèi)。
一、固体燃(rán)料
固体(tǐ)燃(rán)料常(cháng)用的有煤、煤矸石、页岩和生(shēng)物(wù)质等。其中,煤是最为常见的(de)固(gù)体燃料,其特(tè)点(diǎn)如下:
1. 煤(méi)的(de)组成:煤是一种复杂的混合(hé)物,主要成分是碳、氢、氧和少(shǎo)量的氮、硫(liú)或其(qí)他元素。氮和硫是煤中最主要的杂质(zhì),这些杂质燃(rán)烧后会(huì)产生大(dà)气污染物。煤中还含有许多放(fàng)射(shè)性和稀有元素,如铀、锗、镓等。
2. 煤的分类:按干燥无灰基挥发分的含(hán)量和(hé)胶质层最大厚度,我(wǒ)国把煤炭(tàn)划分(fèn)为十大(dà)类,即无(wú)烟煤、贫煤(méi)、瘦煤、焦煤(méi)、肥煤、气(qì)煤、弱黏结煤、不黏结煤、长(zhǎng)焰(yàn)煤及褐(hè)煤。其中,无烟煤、贫煤、弱黏结煤、不(bú)黏(nián)结煤、长(zhǎng)焰煤(méi)与褐(hè)煤的胶质层厚度不大或不稳定,属于不焦结和(hé)弱焦结煤,不适宜(yí)作为炼(liàn)焦煤(méi),但(dàn)可作为动力(lì)用煤供锅炉燃用。
3. 各(gè)类(lèi)煤的(de)特点:
无烟煤:固(gù)定碳含(hán)量高,挥发分(fèn)含量(liàng)低(干燥无灰基挥(huī)发分Vdaf<10%),不易点燃(rán),燃烧缓慢(màn),燃烧(shāo)时无烟(yān)且火(huǒ)焰很短。发热量大致(zhì)为(wéi)20930\~25120kJ/kg(或5000\~6000kcal/kg)。
贫煤(méi):性质介于无烟(yān)煤与烟煤之间,炭化(huà)程度比无烟煤稍低,挥发(fā)分含量(liàng)为(wéi)10%<Vdar≤20%,也不(bú)易(yì)点燃,燃烧时火焰短(duǎn),但稍胜于无烟煤。
烟煤:包括一些灰分(fèn)、水分含量较(jiào)高,发热量较低(dī)(多在18850kJ/kg以下)的品种,称为劣质烟煤。
褐煤:固(gù)定碳含(hán)量不高,含挥发分很(hěn)高(Vdaf>40%),极易点(diǎn)燃,燃烧时火焰长。水(shuǐ)分、灰分及氧的含量均较高,发热量低,一(yī)般为10500\~14700kJ/kg(2500\~3500kcal/kg)。燃烧后焦炭无(wú)焦(jiāo)结性,外表多呈棕褐(hè)色,质脆(cuì)易风化,储存时极(jí)易发生自燃。
煤矸石:夹带有矸(gān)石等矿物质(zhì)的煤,含(hán)灰量(liàng)在50%以(yǐ)上(shàng),发热量很低,一般需要制成细小的(de)颗粒才(cái)能燃烧。发热量低(dī),不易燃烧,在锅炉上较少使用,目前只在沸(fèi)腾(téng)锅炉和循(xún)环流化床锅炉中应用。
4. 煤的燃(rán)烧过程:
着火前的预热阶段:煤受热,水分蒸发(fā)出来,此过程是一吸热阶(jiē)段,进行(háng)的快慢与温(wēn)度和煤的性质有关(guān)。
挥发分着火燃烧阶段(duàn):挥发分(fèn)析出,温(wēn)度升高到着火温度。
固定碳燃烧阶段:挥发分先着火放出大量热量,使(shǐ)固定碳加热迅速燃(rán)烧,此过程(chéng)是个强烈(liè)的(de)放热阶段,进行的(de)快慢主要取(qǔ)决于(yú)温度和(hé)混合接触速度。
碳燃尽阶段:未燃尽的少量固(gù)定碳继续燃烧,直至燃尽,形成渣,此阶段一般(bān)在氧气不(bú)足、温度(dù)较低、煤风混合较弱的情况下进行,所需时间较长。
二、液体燃料(liào)
液(yè)体(tǐ)燃料常(cháng)用的有(yǒu)柴油、重油和渣油等。液体燃料具有燃烧效(xiào)率高、热效(xiào)率(lǜ)高、启动(dòng)和调节速度快等特(tè)点,能够(gòu)快速(sù)满(mǎn)足负荷变化的需求。然(rán)而,液体燃料价格较高,运行成本也(yě)相对(duì)较高,且燃(rán)烧过程中会产生一定的污染物,对环境有一定影(yǐng)响。
三、气体燃料
气体(tǐ)燃料常用的有天然气、城市煤气(qì)、高(gāo)炉煤气、焦炉(lú)煤气和液化(huà)石油气等。气体燃料的(de)特点如(rú)下:
1. 使用性好:易于与空气(qì)混合,排烟损失小,锅(guō)炉效率高;燃料中含(hán)硫(liú)份和灰(huī)分少,受(shòu)热面不会出现高(gāo)温(wēn)结(jié)焦(jiāo)和腐蚀现象;烟(yān)气流速高,锅(guō)炉(lú)整体体积小,锅炉金属耗(hào)量低。
2. 调节(jiē)性能灵活:气(qì)体热值容易调整,可两种燃料掺混使用;同(tóng)一(yī)锅炉可适用于多种燃(rán)料;有很强的适应热负荷变动能力,容易实(shí)现(xiàn)燃烧调节。
3. 环境污(wū)染小:灰(huī)分和硫含量远低于煤和(hé)油(yóu)质(zhì)燃料;燃烧(shāo)时不会产生燃煤时大量需(xū)要处(chù)理的灰渣;对土壤(rǎng)的污染小;烟气中含尘量低,对(duì)大气污染小。主要污染物(wù)为燃烧时产生的(de)氮氧(yǎng)化合物。
4. 运输使(shǐ)用方便:主要是管道运输,没(méi)有车辆运(yùn)输过程中的飞洒、噪声等污染(rǎn);直接使用,不需要像燃煤前需要破碎。
然而,气(qì)体燃料也存在一些缺点,如许(xǔ)多成分(fèn)含有(yǒu)毒性(如SO2、NO、CO、H2S等(děng)),与空气在一定比例下混合后(hòu)会形成爆炸性气体(tǐ),遇明火爆炸,燃烧时应采取完善的安全措施。
总之,在选择西安(ān)锅炉(lú)燃料时(shí),需要根据实际(jì)需(xū)求、能源供应情况、环(huán)保要求(qiú)和经济成(chéng)本等(děng)多方(fāng)面因素进行综合考虑(lǜ)。