锅炉燃料是指各种锅炉所燃用的燃料,根据(jù)形态的不同,可以分(fèn)为固体(tǐ)、液体和气体(tǐ)三类。
一(yī)、固体燃料
固体燃料常用的有煤、煤矸石、页岩和(hé)生物(wù)质等。其(qí)中,煤是最(zuì)为(wéi)常见的(de)固体燃(rán)料(liào),其特点如下:
1. 煤的组成(chéng):煤(méi)是一(yī)种复杂的混合(hé)物,主要成(chéng)分(fèn)是碳、氢(qīng)、氧和少量的氮(dàn)、硫或其他元素。氮(dàn)和硫是(shì)煤中最主(zhǔ)要的(de)杂质(zhì),这些杂(zá)质(zhì)燃烧后会产生大气污染物。煤中还含有(yǒu)许多放射性和稀有元(yuán)素,如铀(yóu)、锗、镓等(děng)。
2. 煤的分类:按干燥无灰基挥(huī)发分(fèn)的含量和胶质层最大厚度,我国把煤炭划分(fèn)为十(shí)大类,即(jí)无烟煤、贫煤、瘦煤、焦(jiāo)煤、肥煤、气(qì)煤、弱黏结煤、不(bú)黏结煤、长焰煤及褐煤。其(qí)中,无烟煤、贫煤、弱黏结煤(méi)、不(bú)黏结煤(méi)、长焰煤与褐煤的胶(jiāo)质层厚度(dù)不大或不稳定,属于不焦结(jié)和弱(ruò)焦结煤,不适(shì)宜作(zuò)为炼焦煤(méi),但可作为(wéi)动(dòng)力用(yòng)煤供(gòng)锅炉燃用。
3. 各类煤的特点:
无(wú)烟煤:固定碳含量高,挥发分含量低(dī)(干燥无灰基挥发(fā)分Vdaf<10%),不易点燃,燃烧缓慢,燃烧(shāo)时(shí)无烟(yān)且(qiě)火焰(yàn)很短。发热量大致为20930\~25120kJ/kg(或5000\~6000kcal/kg)。
贫煤:性质(zhì)介(jiè)于无(wú)烟(yān)煤与(yǔ)烟(yān)煤之(zhī)间(jiān),炭化程(chéng)度比无烟煤稍低,挥发分(fèn)含量为10%<Vdar≤20%,也(yě)不(bú)易点燃,燃烧(shāo)时火焰短(duǎn),但稍胜(shèng)于无(wú)烟煤。
烟(yān)煤:包括一些灰分、水分含量(liàng)较高,发热量较低(多在(zài)18850kJ/kg以下)的品种,称为劣(liè)质(zhì)烟煤。
褐煤:固定碳含量不(bú)高,含挥发(fā)分很高(gāo)(Vdaf>40%),极易点燃,燃(rán)烧时火焰长。水分、灰分(fèn)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(wú)焦结性,外表多(duō)呈棕褐色,质脆易(yì)风化,储存时极易(yì)发生自(zì)燃(rán)。
煤矸石:夹带有矸(gān)石等矿物质的(de)煤(méi),含灰量在(zài)50%以上,发热量很低,一般需要制成细(xì)小的颗粒才能(néng)燃(rán)烧。发热量低,不(bú)易燃烧,在锅炉上较少(shǎo)使用(yòng),目前只在沸腾(téng)锅炉和循环流化床锅炉中(zhōng)应用。
4. 煤的燃烧过程:
着火前的预(yù)热阶段:煤受热,水分蒸发出来,此过程(chéng)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(fèn)着火燃烧阶段:挥发分析出,温度升(shēng)高到着火温度。
固(gù)定碳燃烧阶段:挥(huī)发分先着火放出大量(liàng)热量,使固定碳加热迅速燃烧,此过程(chéng)是个(gè)强烈的放热阶段,进行的快慢主要取决于(yú)温度和混(hún)合接触速度。
碳(tàn)燃尽(jìn)阶段:未燃尽的少量固定碳继续燃烧,直至燃尽,形成渣,此阶段一般在氧(yǎng)气不足(zú)、温(wēn)度较低、煤风混合较弱的情况下进(jìn)行,所需时间较长。
二、液体燃料
液体燃(rán)料常用的有柴油、重(chóng)油和(hé)渣油等。液体燃(rán)料具有燃烧效率(lǜ)高、热效率高、启动(dòng)和调节速度快(kuài)等特点,能够快速满足负荷变化的需求。然(rán)而,液体燃料价格较(jiào)高(gāo),运行成本也相(xiàng)对较高,且燃烧过程中会(huì)产生一定(dìng)的污染物,对环境有一定(dìng)影响。
三、气体(tǐ)燃料
气体燃(rán)料常用的有天然(rán)气、城(chéng)市煤气(qì)、高炉煤气、焦炉煤气和液(yè)化石油气(qì)等。气体燃料的特点如下:
1. 使用性好:易(yì)于与空气混合,排烟(yān)损失小,锅炉效率高;燃料中含硫份(fèn)和灰(huī)分少(shǎo),受热面不会出现高温结焦和腐(fǔ)蚀(shí)现象(xiàng);烟气流速高,锅(guō)炉整体(tǐ)体积小(xiǎo),锅炉金属(shǔ)耗量低。
2. 调节性能(néng)灵活:气体热值容(róng)易调(diào)整,可(kě)两种燃料(liào)掺(chān)混(hún)使用;同(tóng)一(yī)锅炉可(kě)适用(yòng)于(yú)多种燃(rán)料(liào);有很强(qiáng)的适应热负荷变动能力,容(róng)易实现燃烧调节(jiē)。
3. 环境(jìng)污(wū)染小:灰分(fèn)和硫含量远低于煤和(hé)油质燃料;燃烧时不(bú)会产生燃煤(méi)时大量需要处理的(de)灰渣;对土壤(rǎng)的污染小;烟(yān)气中含尘量低,对(duì)大气污染小。主要污染物为燃烧时产(chǎn)生的氮氧(yǎng)化合物。
4. 运输使用方便:主(zhǔ)要是管道(dào)运(yùn)输,没有车辆运输过程(chéng)中的飞洒、噪声等污染;直(zhí)接使用,不需要像燃煤前需要破碎。
然而,气(qì)体燃料也存在(zài)一些缺点,如(rú)许多成分含有毒性(如SO2、NO、CO、H2S等),与空(kōng)气在一定比(bǐ)例下混合后会形成爆炸(zhà)性气体(tǐ),遇明火爆炸,燃(rán)烧时应采(cǎi)取完善的安(ān)全措施。
总之,在选择西(xī)安(ān)锅炉燃料时,需要根(gēn)据实际需求、能源供应情(qíng)况(kuàng)、环保要(yào)求和经(jīng)济成(chéng)本等(děng)多(duō)方(fāng)面因素(sù)进行(háng)综合考虑。