锅炉燃料是指(zhǐ)各种锅(guō)炉所燃用的燃(rán)料,根据形态的不同(tóng),可以(yǐ)分为固体、液体和气体(tǐ)三类。
一、固体燃料
固体(tǐ)燃(rán)料常用(yòng)的有煤、煤矸石(shí)、页(yè)岩和生物质等。其中,煤是最为常见的(de)固(gù)体燃料,其特(tè)点如下:
1. 煤的组成:煤是一种复(fù)杂的混合(hé)物,主(zhǔ)要(yào)成分是碳、氢、氧和(hé)少量的氮、硫或(huò)其他元素。氮和硫(liú)是煤中最主要的杂质,这些杂质燃烧后会(huì)产生大气污染物。煤中还含(hán)有许多放(fàng)射性和稀有元素,如铀、锗、镓等。
2. 煤的分类:按干燥无(wú)灰基挥发分的含量和(hé)胶质层最(zuì)大厚度,我国把煤(méi)炭划分为十(shí)大类,即(jí)无(wú)烟(yān)煤、贫煤、瘦煤、焦煤、肥煤、气煤、弱黏(nián)结煤(méi)、不黏结煤、长焰煤及褐(hè)煤(méi)。其中,无(wú)烟煤、贫煤、弱黏结煤、不(bú)黏结煤、长焰煤(méi)与褐(hè)煤(méi)的(de)胶质(zhì)层厚度不大或(huò)不稳(wěn)定,属于不焦结(jié)和弱焦结煤,不适宜(yí)作为炼焦煤,但可作为动力用煤供锅炉燃(rán)用。
3. 各类煤的特(tè)点:
无烟煤(méi):固(gù)定碳(tàn)含量高,挥发分含量低(干燥(zào)无灰基挥(huī)发分(fèn)Vdaf<10%),不易(yì)点(diǎn)燃,燃烧缓(huǎn)慢,燃烧时无烟且(qiě)火焰(yàn)很短。发热(rè)量大致(zhì)为(wéi)20930\~25120kJ/kg(或(huò)5000\~6000kcal/kg)。
贫煤:性质介于无烟煤与烟煤之间(jiān),炭(tàn)化程度比无烟煤(méi)稍低,挥发分含量(liàng)为(wéi)10%<Vdar≤20%,也不易点燃,燃烧(shāo)时火焰短(duǎn),但稍胜于(yú)无烟煤。
烟(yān)煤:包括一(yī)些(xiē)灰分、水分含量较高,发热量较低(多在18850kJ/kg以下)的品种,称为劣质烟煤。
褐煤:固定碳含量不高,含挥发分很高(Vdaf>40%),极易(yì)点燃,燃烧时火(huǒ)焰长。水分、灰分及氧的(de)含量均较高,发热(rè)量低,一般为10500\~14700kJ/kg(2500\~3500kcal/kg)。燃烧(shāo)后焦炭(tàn)无焦结性,外表多呈棕褐色,质脆易(yì)风化,储存时极易发生自燃。
煤(méi)矸石:夹带有矸石等矿物(wù)质的煤,含(hán)灰(huī)量在50%以上,发(fā)热(rè)量很低,一(yī)般需要(yào)制成细小的(de)颗粒(lì)才能燃(rán)烧。发热量(liàng)低,不易(yì)燃烧,在(zài)锅炉上较少使用(yòng),目前只在沸腾锅炉和循环流化床(chuáng)锅炉中应用。
4. 煤的燃(rán)烧过程:
着(zhe)火前的预热阶段:煤(méi)受热,水分蒸(zhēng)发出(chū)来,此过程(chéng)是一吸热(rè)阶(jiē)段,进行的快慢与温度和煤的性质有关。
挥发分着(zhe)火燃(rán)烧阶段:挥发分析出,温度(dù)升(shēng)高到着火温度。
固(gù)定碳(tàn)燃(rán)烧(shāo)阶段:挥发分先着火(huǒ)放出大量热量,使(shǐ)固定碳加热(rè)迅速燃烧,此(cǐ)过程是个强烈的放热阶(jiē)段,进行的快慢主(zhǔ)要取决于温度和混合接触速(sù)度。
碳(tàn)燃(rán)尽阶段:未燃尽的少量固定碳继续燃烧,直至(zhì)燃(rán)尽,形成渣,此阶段一(yī)般在氧气不足、温度较(jiào)低、煤风混合(hé)较弱(ruò)的情况下进行,所需时间(jiān)较长(zhǎng)。
二、液(yè)体燃料
液体燃料常用的有柴油、重油(yóu)和(hé)渣油等。液(yè)体燃料具有燃烧(shāo)效(xiào)率(lǜ)高、热(rè)效率高、启动和调节(jiē)速度快等特点,能够快(kuài)速满(mǎn)足负荷变(biàn)化的需(xū)求。然而,液体燃料(liào)价格较高,运行成本也相对较高,且燃烧过程中会产生一定的污染(rǎn)物,对环境有一定影(yǐng)响。
三(sān)、气体燃料
气体燃料常用的有天(tiān)然气、城市(shì)煤气、高炉煤(méi)气、焦(jiāo)炉煤气和液化石(shí)油气等(děng)。气体燃料的特点如下(xià):
1. 使用性(xìng)好:易(yì)于(yú)与空气混合,排烟(yān)损(sǔn)失小,锅炉效率高(gāo);燃料(liào)中含硫份和灰分少,受热面不会(huì)出现高温(wēn)结焦和腐蚀现象;烟气流速(sù)高,锅炉(lú)整体体积小,锅炉金属耗量低。
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;同一锅炉可适用于多种燃料;有很强(qiáng)的适(shì)应热负荷变动能力,容易实现燃烧调节。
3. 环境(jìng)污染小:灰(huī)分和硫(liú)含量远(yuǎn)低于煤(méi)和油(yóu)质燃料(liào);燃烧(shāo)时不会产(chǎn)生燃煤时大量需要处理的(de)灰渣;对土壤的(de)污染小;烟气(qì)中含尘量低,对大气污染小(xiǎo)。主要污染物为燃烧(shāo)时产生的氮氧化合物。
4. 运输使用方(fāng)便:主要是管(guǎn)道运(yùn)输,没有车辆运输过程中的飞(fēi)洒、噪(zào)声等污染;直接使用,不需要像燃煤前需要破(pò)碎。
然而,气体燃料(liào)也存在一些(xiē)缺(quē)点,如(rú)许多(duō)成分含有毒性(如SO2、NO、CO、H2S等),与空气(qì)在一定比例下混合(hé)后会形成爆炸性气体,遇明火爆炸,燃烧时应采取完善的(de)安全(quán)措施(shī)。
总之,在选择西(xī)安锅炉燃(rán)料时,需要根据实际需求、能(néng)源供应情况、环保要求和经济成(chéng)本(běn)等(děng)多(duō)方面因素进行综合考虑。