锅炉燃料是(shì)指各种锅炉所燃用的燃料,根据形态的不(bú)同,可以分为(wéi)固体、液(yè)体和气体三类。
一、固体燃料(liào)
固(gù)体燃料常用的有(yǒu)煤、煤矸石、页岩和生物质等。其中,煤是最为常见的(de)固体燃料(liào),其(qí)特(tè)点如下:
1. 煤的组成:煤是一种复杂(zá)的混合(hé)物,主要成分是(shì)碳、氢、氧和少量(liàng)的氮(dàn)、硫或其他元素。氮和(hé)硫(liú)是煤中最(zuì)主要的杂质,这些杂质燃(rán)烧后会产生大气(qì)污染物。煤(méi)中还(hái)含有许多放射(shè)性和(hé)稀(xī)有(yǒu)元素,如铀、锗、镓等。
2. 煤的分类:按干燥(zào)无灰(huī)基挥发分的含量和胶质层最大厚度(dù),我(wǒ)国把煤(méi)炭划分为十大类,即无烟煤、贫煤、瘦煤、焦煤(méi)、肥煤、气煤、弱黏结煤、不黏结煤(méi)、长(zhǎng)焰(yàn)煤及褐煤。其中,无烟煤、贫煤、弱黏结(jié)煤、不黏结煤、长焰煤与褐(hè)煤的胶质层厚度不大或不(bú)稳定,属于不焦结和弱(ruò)焦结煤,不适宜作为炼焦煤,但可作为动力用(yòng)煤供锅(guō)炉燃用。
3. 各类煤的特(tè)点(diǎn):
无烟煤(méi):固(gù)定碳含量(liàng)高,挥发分含量(liàng)低(dī)(干(gàn)燥无(wú)灰基挥发分(fèn)Vdaf<10%),不易点燃,燃烧缓慢,燃烧时无烟且火焰很(hěn)短。发热量大致(zhì)为20930\~25120kJ/kg(或(huò)5000\~6000kcal/kg)。
贫(pín)煤(méi):性质介于无烟(yān)煤(méi)与烟煤之间(jiān),炭化(huà)程度比无(wú)烟煤稍低(dī),挥发分含量(liàng)为(wéi)10%<Vdar≤20%,也不易点(diǎn)燃,燃(rán)烧时火(huǒ)焰短,但稍(shāo)胜(shèng)于无(wú)烟煤(méi)。
烟煤:包括一些灰分、水分含量较高,发热量较低(dī)(多在18850kJ/kg以下(xià))的品种,称为劣质(zhì)烟煤。
褐煤:固(gù)定碳含量不高,含挥发分很(hěn)高(Vdaf>40%),极易点燃(rán),燃(rán)烧时火焰长。水(shuǐ)分、灰分及(jí)氧的(de)含量均较高,发热(rè)量低,一般为10500\~14700kJ/kg(2500\~3500kcal/kg)。燃烧后焦炭无(wú)焦结性,外表多呈棕褐色,质脆易风化(huà),储存时(shí)极易发(fā)生(shēng)自燃。
煤矸石:夹带有矸(gān)石等矿物质的煤(méi),含灰量在50%以上,发热量很(hěn)低(dī),一(yī)般需要制成细小(xiǎo)的(de)颗粒才能燃(rán)烧。发热量低,不易燃烧,在锅炉上较少使用(yòng),目前只在沸(fèi)腾(téng)锅炉和循环流化床锅(guō)炉中应用。
4. 煤的燃烧过程:
着火前的预(yù)热阶段:煤受热,水(shuǐ)分蒸发(fā)出来,此过程是一吸热阶段,进(jìn)行的快慢与温度和煤(méi)的性质有关。
挥发分着火燃烧(shāo)阶段(duàn):挥发分(fèn)析出,温度(dù)升(shēng)高到(dào)着火温度(dù)。
固定碳燃烧阶段(duàn):挥发(fā)分先着(zhe)火放出大量热量,使固定碳加热迅速(sù)燃烧(shāo),此过程是个(gè)强烈的放热(rè)阶段,进行的快慢(màn)主(zhǔ)要取决于温(wēn)度和混合接(jiē)触速度。
碳(tàn)燃(rán)尽阶段(duàn):未燃尽(jìn)的少量固定碳继续燃烧(shāo),直(zhí)至(zhì)燃尽,形成渣,此阶段(duàn)一般在氧气不足、温度较低(dī)、煤风(fēng)混合较弱的情况下进(jìn)行,所需时间较长。
二、液体燃(rán)料
液体燃料常用的有柴油、重油和渣(zhā)油等。液体(tǐ)燃料具(jù)有(yǒu)燃烧效率高、热效(xiào)率高、启动和调节速度快等特点,能(néng)够快(kuài)速满足负荷变化的需(xū)求。然而,液体燃料价格较高,运行成(chéng)本也相对较高,且燃烧(shāo)过程中会(huì)产生一(yī)定的污染(rǎn)物,对环境有一定(dìng)影响。
三、气体燃料
气体燃(rán)料常用的有天(tiān)然气(qì)、城市煤气、高炉(lú)煤气、焦炉(lú)煤气和液化石油(yóu)气等。气体燃料的特(tè)点(diǎn)如下:
1. 使用(yòng)性好:易于与空气(qì)混合,排烟损失小(xiǎo),锅炉效率高;燃(rán)料中含硫份和(hé)灰分少(shǎo),受热面不会出现(xiàn)高温(wēn)结焦(jiāo)和(hé)腐(fǔ)蚀(shí)现象(xiàng);烟气流速(sù)高,锅(guō)炉(lú)整体体积小,锅炉金属耗量低。
2. 调节(jiē)性能灵活:气体热(rè)值(zhí)容易调整(zhěng),可两种燃料掺(chān)混使用;同一锅炉可适用于(yú)多种燃料;有(yǒu)很强的适应热负荷变(biàn)动(dòng)能力,容易实现燃烧调(diào)节。
3. 环境污染(rǎn)小:灰分和硫(liú)含量远低于(yú)煤和(hé)油质燃料(liào);燃烧时不会产生(shēng)燃(rán)煤时大量需要处理的灰渣(zhā);对土壤的污染小;烟(yān)气中含尘量低,对大(dà)气(qì)污染小(xiǎo)。主要污(wū)染物为燃烧时产生的氮氧化合物。
4. 运输使用(yòng)方(fāng)便(biàn):主要是管道运输,没有(yǒu)车辆运输过程中的飞洒、噪声等污染;直接使用,不需要(yào)像(xiàng)燃煤(méi)前需(xū)要(yào)破碎。
然而,气(qì)体燃(rán)料也存在一些(xiē)缺点,如许多成(chéng)分(fèn)含(hán)有毒性(如(rú)SO2、NO、CO、H2S等),与空气在一定比例下混合后会形(xíng)成(chéng)爆炸性气体,遇明火爆炸,燃烧时应(yīng)采取完善的安全措施。
总之,在选(xuǎn)择西安锅(guō)炉燃料时,需(xū)要根(gēn)据实际(jì)需求(qiú)、能源供应情况(kuàng)、环保要求和经济成本等多方面(miàn)因素进行(háng)综合考虑。