锅炉燃料是(shì)指各(gè)种锅炉所燃用的燃(rán)料,根据形(xíng)态的不同,可以分为(wéi)固体、液体和气体三类。
一、固体燃料
固体燃(rán)料常用的(de)有煤、煤(méi)矸石(shí)、页岩和生物质等(děng)。其中,煤是最为常见的固体燃(rán)料,其特点如(rú)下:
1. 煤的组成(chéng):煤是一种复杂的混合物,主要成分是碳、氢(qīng)、氧和(hé)少(shǎo)量的氮、硫或其他元素。氮和硫(liú)是煤中最(zuì)主要的杂质,这(zhè)些杂质燃烧后会产生大气(qì)污染物。煤中(zhōng)还含有许多放射性和(hé)稀有元(yuán)素,如铀(yóu)、锗、镓等。
2. 煤的(de)分类:按干燥无灰基挥发分(fèn)的含量和胶质层最大厚(hòu)度,我国把煤炭划分(fèn)为十大类,即无烟煤、贫煤、瘦煤、焦煤、肥煤、气煤、弱黏(nián)结煤、不(bú)黏结煤、长焰煤及褐煤。其中,无烟煤、贫煤(méi)、弱(ruò)黏结煤、不黏结(jié)煤、长焰煤(méi)与褐(hè)煤的胶质层(céng)厚度不(bú)大或不稳定(dìng),属于不焦结和弱焦结(jié)煤,不适(shì)宜作(zuò)为炼焦煤,但(dàn)可作为动力用煤(méi)供(gòng)锅炉燃用(yòng)。
3. 各(gè)类煤的特点:
无烟煤:固定碳(tàn)含量高,挥发分含量低(干燥无灰基挥发分Vdaf<10%),不(bú)易点燃,燃烧缓(huǎn)慢,燃(rán)烧(shāo)时无烟且火焰很短。发(fā)热量大致为20930\~25120kJ/kg(或5000\~6000kcal/kg)。
贫煤:性质介于(yú)无(wú)烟(yān)煤与烟煤(méi)之间,炭化程度比无烟煤稍低,挥发分含量为10%<Vdar≤20%,也不易点燃,燃(rán)烧时火焰短,但稍胜于(yú)无(wú)烟煤。
烟(yān)煤:包括一些(xiē)灰分、水分含(hán)量较高,发热量较低(多在18850kJ/kg以下)的品种,称为(wéi)劣质(zhì)烟(yān)煤(méi)。
褐煤:固定碳(tàn)含量不高,含挥发分很高(Vdaf>40%),极易点燃(rán),燃烧(shāo)时火焰长。水分、灰分及(jí)氧的含量均较高,发热量低,一(yī)般为(wéi)10500\~14700kJ/kg(2500\~3500kcal/kg)。燃烧后(hòu)焦炭无焦(jiāo)结性,外表多呈棕(zōng)褐色,质(zhì)脆易风化,储存时极易(yì)发生自燃。
煤矸石:夹(jiá)带有矸石等矿物(wù)质(zhì)的煤,含(hán)灰(huī)量在50%以上,发热量很低,一般需要制成细小的颗(kē)粒(lì)才能燃烧。发热量低,不易燃烧,在锅炉(lú)上较少使用,目前只在沸腾锅(guō)炉和循环流化床(chuáng)锅(guō)炉(lú)中(zhōng)应用(yòng)。
4. 煤的(de)燃(rán)烧过程:
着火前的预热阶段:煤受热(rè),水分蒸发出来,此过程是一(yī)吸热阶段,进行的快慢与温度和煤的性质有关。
挥(huī)发分着火燃烧阶段:挥(huī)发分析(xī)出,温度(dù)升高到着火温(wēn)度。
固定碳燃烧(shāo)阶段:挥发分先着火放出大量热量,使(shǐ)固定碳加热迅速燃烧,此过(guò)程是个强烈的放热阶段,进行的快慢主要取(qǔ)决于温度和混合接触速度。
碳燃尽阶段(duàn):未燃尽(jìn)的少量固定碳(tàn)继续燃烧,直至燃尽,形成渣,此阶(jiē)段一般在(zài)氧气不(bú)足、温度较低、煤风混合较弱的情况下进行,所需时间较长。
二、液体燃料
液体燃料(liào)常用的有柴油、重油和渣油等。液体燃(rán)料具有(yǒu)燃烧效(xiào)率(lǜ)高、热效率高、启动和调节速(sù)度(dù)快等特点,能够快速满足负(fù)荷变化的需求。然而,液(yè)体燃料价(jià)格较高,运行成本也相对(duì)较(jiào)高(gāo),且燃(rán)烧过程中会产生一定的污染物(wù),对环境有(yǒu)一定影响。
三、气体燃料
气体燃料常用的有天(tiān)然气、城市煤气(qì)、高(gāo)炉煤气、焦炉煤(méi)气和液化石油气等。气体(tǐ)燃(rán)料的特点如(rú)下:
1. 使用性好:易于与空(kōng)气混合,排烟损失小,锅(guō)炉效率高;燃料中含硫份和灰分少,受(shòu)热面不会(huì)出现(xiàn)高(gāo)温结焦和腐蚀(shí)现象;烟气(qì)流速高,锅炉整体体积小,锅炉金属耗量低。
2. 调节性能灵活:气体热值容易调(diào)整(zhěng),可两种燃料掺混(hún)使用;同一锅炉可(kě)适用(yòng)于(yú)多种(zhǒng)燃料(liào);有很强的适应热负(fù)荷变动能力,容易实现燃烧调节(jiē)。
3. 环境污染小:灰分和(hé)硫含(hán)量远低于煤和油质燃料;燃烧时不会产生燃煤(méi)时大量需要处理的(de)灰渣;对土壤的污染小(xiǎo);烟气中含尘(chén)量低,对大气污染小。主要污染物为燃(rán)烧时产生的氮(dàn)氧化合物。
4. 运输(shū)使(shǐ)用方便:主(zhǔ)要(yào)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(yòng),不(bú)需要像燃煤前需要破碎(suì)。
然而,气体燃料(liào)也存在一些缺点,如许多成分含有毒性(如SO2、NO、CO、H2S等),与空气在一定比例下混合后会形成爆炸性气体,遇明火爆炸,燃(rán)烧(shāo)时应采取完善的安全措施。
总之,在选(xuǎn)择西安锅(guō)炉燃(rán)料时,需(xū)要根据实际需求、能源供应情(qíng)况、环保要求和经济成本等多(duō)方面因(yīn)素进(jìn)行综(zōng)合考虑。