锅炉燃料是(shì)指各种(zhǒng)锅(guō)炉所燃(rán)用(yòng)的燃料(liào),根(gēn)据形态(tài)的不同,可以分为固体、液体和气(qì)体三类。
一(yī)、固(gù)体(tǐ)燃料
固(gù)体燃料(liào)常用的(de)有煤(méi)、煤矸石、页岩和生物质等。其中,煤是最为常见的固(gù)体燃料,其特点如下:
1. 煤的组成:煤是一种(zhǒng)复杂(zá)的混(hún)合物,主要成分是(shì)碳、氢(qīng)、氧和少量的氮、硫或其他元素。氮和硫是煤中最主(zhǔ)要的杂质,这(zhè)些(xiē)杂质燃烧后会产生大气(qì)污染物(wù)。煤中还含有许多放射性和稀有元素(sù),如铀、锗、镓(jiā)等(děng)。
2. 煤的分类:按干燥无灰基挥发(fā)分(fèn)的含量和胶质层最(zuì)大厚(hòu)度,我国把煤炭划分为十大类,即无(wú)烟煤(méi)、贫煤、瘦煤、焦煤、肥煤、气煤、弱黏结煤、不黏结煤、长(zhǎng)焰煤及褐煤。其中,无烟煤、贫(pín)煤、弱(ruò)黏结煤、不黏结煤(méi)、长焰煤与褐煤的胶质(zhì)层厚度不大或不稳(wěn)定,属于不焦结和弱(ruò)焦结煤,不适(shì)宜作为炼焦煤(méi),但(dàn)可作为动(dòng)力用煤供锅(guō)炉燃用。
3. 各(gè)类(lèi)煤的特点:
无烟煤:固定碳含量高,挥发分含(hán)量低(干燥无灰基挥发分Vdaf<10%),不易点燃,燃烧缓慢,燃烧时(shí)无烟且火(huǒ)焰很(hěn)短。发热量大致为20930\~25120kJ/kg(或(huò)5000\~6000kcal/kg)。
贫煤:性质介于无烟煤(méi)与(yǔ)烟煤之间(jiān),炭化程度比无(wú)烟煤稍(shāo)低,挥发分含量为10%<Vdar≤20%,也不(bú)易点(diǎn)燃,燃(rán)烧时火(huǒ)焰短,但稍胜(shèng)于无(wú)烟(yān)煤。
烟煤(méi):包(bāo)括(kuò)一些灰分、水分(fèn)含量较高(gāo),发热量较低(多在18850kJ/kg以下)的品种(zhǒng),称为劣质烟(yān)煤。
褐煤(méi):固定碳含量不高,含挥发(fā)分很高(gāo)(Vdaf>40%),极易点燃(rán),燃(rán)烧时火焰长。水(shuǐ)分、灰分及氧的含量均较高,发热量低,一般为10500\~14700kJ/kg(2500\~3500kcal/kg)。燃烧后焦炭无焦结性,外(wài)表多呈棕褐色,质脆(cuì)易风化,储存时(shí)极易发生自燃。
煤矸石(shí):夹带有矸(gān)石等矿物质的煤,含灰量(liàng)在50%以上,发热量很低,一般需要制成细小的颗粒才(cái)能燃(rán)烧。发热量低,不(bú)易燃烧,在锅(guō)炉上较少使(shǐ)用,目前只在(zài)沸腾锅炉和循环流化床锅炉中(zhōng)应用(yòng)。
4. 煤的燃烧过程:
着火前(qián)的预热阶段:煤受热,水分蒸发(fā)出来,此过程是一吸热(rè)阶段,进(jìn)行的快慢与温度和煤的性质有(yǒu)关。
挥发分着(zhe)火燃烧阶段:挥(huī)发分析出,温度升高到着火温度。
固定碳(tàn)燃烧阶段:挥发分先着(zhe)火放出大量热量(liàng),使固(gù)定碳(tàn)加热(rè)迅速燃烧,此过程是个(gè)强烈的放热阶段,进行的快慢主要取决于温度和混合接触速度。
碳燃尽(jìn)阶段:未燃尽的少量固定碳继续燃烧,直至(zhì)燃尽,形成渣(zhā),此阶段(duàn)一(yī)般在氧气不足、温度较低、煤风混合较弱(ruò)的情况下进(jìn)行,所需时间(jiān)较长。
二、液体燃料
液(yè)体(tǐ)燃料常用的有柴油、重(chóng)油和渣油等。液体燃(rán)料具有燃烧效率(lǜ)高、热(rè)效率高、启动和调(diào)节速度快(kuài)等特点,能够快速满足负荷变化的需求。然而,液(yè)体燃(rán)料价(jià)格较(jiào)高,运行成本也相对(duì)较高,且(qiě)燃烧过程中会产生(shēng)一(yī)定(dìng)的污染物,对环境有一定(dìng)影响。
三、气体燃料
气体燃料常用的有天然气、城市煤气、高炉煤气、焦炉煤气和液化石油气(qì)等。气体燃料的特点如下:
1. 使用性好:易于与空气混(hún)合,排(pái)烟损失(shī)小,锅炉(lú)效率高;燃料中含硫份和灰分少,受热面不(bú)会出现高温结焦和腐蚀现(xiàn)象;烟气流(liú)速高,锅炉整体体(tǐ)积小(xiǎo),锅炉金属耗量低。
2. 调节(jiē)性能(néng)灵活:气体热值容易调(diào)整,可两种燃料(liào)掺混使用;同一锅炉可适用于(yú)多种燃料(liào);有很(hěn)强的适应热负(fù)荷变动能力(lì),容(róng)易实现燃烧调节(jiē)。
3. 环境污染小(xiǎo):灰分和硫含(hán)量远低于煤和油质(zhì)燃料(liào);燃烧时不会产生燃煤时大量需要处(chù)理的(de)灰渣(zhā);对土壤的污染小;烟气中(zhōng)含尘量低(dī),对大(dà)气污染小。主(zhǔ)要污染物为燃烧时产生的氮氧化合物。
4. 运(yùn)输(shū)使用方便:主(zhǔ)要是管道运输(shū),没有(yǒu)车辆运输过程中的飞洒、噪(zào)声等(děng)污染;直接使用,不需要(yào)像燃煤前(qián)需(xū)要(yào)破(pò)碎。
然而,气体燃(rán)料也存在一些缺点,如许多(duō)成分(fèn)含有毒性(如SO2、NO、CO、H2S等),与空气在一定比例下混合后(hòu)会形成(chéng)爆炸性气体(tǐ),遇明(míng)火(huǒ)爆炸,燃烧时应采取完善的安全措施。
总之,在选(xuǎn)择西(xī)安锅炉燃料时,需(xū)要(yào)根(gēn)据实际需求、能源供应情况、环保要求和经济成(chéng)本(běn)等多方(fāng)面因素进行(háng)综合考虑。