锅炉燃料(liào)是指各种锅炉所燃用的燃料,根据形态的不同,可以分为固体、液(yè)体和气体三(sān)类。
一(yī)、固体燃料(liào)
固体(tǐ)燃料常(cháng)用的有煤、煤矸石、页岩和生物质等。其中,煤是最(zuì)为常见的固体(tǐ)燃料(liào),其特点如下:
1. 煤的(de)组成:煤是(shì)一(yī)种复杂的混合物(wù),主要成分是碳、氢、氧(yǎng)和少量的氮(dàn)、硫或其他元(yuán)素。氮和硫是煤中最主(zhǔ)要的杂质,这(zhè)些杂质燃烧后会产生大气污染物(wù)。煤中还含有许多放射性和稀有元素(sù),如铀(yóu)、锗(zhě)、镓等(děng)。
2. 煤的分类(lèi):按干燥无灰基挥发分(fèn)的含量和胶质层最大厚度,我国把(bǎ)煤(méi)炭划分为十大类,即无烟煤、贫(pín)煤、瘦煤、焦(jiāo)煤、肥煤(méi)、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、弱(ruò)黏结煤、不黏结煤、长焰煤(méi)与褐(hè)煤的胶质层(céng)厚度不(bú)大或不稳定,属于不焦结和弱焦结煤,不(bú)适(shì)宜作为炼焦煤,但(dàn)可作为动力(lì)用煤(méi)供(gòng)锅炉燃用(yòng)。
3. 各类(lèi)煤的特(tè)点:
无烟煤:固定碳含量高(gāo),挥(huī)发分含量(liàng)低(干燥无灰基挥发分Vdaf<10%),不易点(diǎn)燃,燃烧缓慢,燃烧时(shí)无烟且火焰很(hěn)短。发热量大(dà)致为20930\~25120kJ/kg(或5000\~6000kcal/kg)。
贫煤:性质介于无烟(yān)煤与(yǔ)烟煤(méi)之间,炭化程度(dù)比无烟煤稍低,挥发(fā)分含量为10%<Vdar≤20%,也不易点燃,燃烧(shāo)时火(huǒ)焰短,但稍胜于无烟煤(méi)。
烟煤:包括一些(xiē)灰分、水分含量较高,发热(rè)量较(jiào)低(多在18850kJ/kg以下)的品种(zhǒng),称为劣质烟煤。
褐煤:固定碳(tàn)含量不高(gāo),含挥(huī)发(fā)分很(hěn)高(gāo)(Vdaf>40%),极易(yì)点(diǎn)燃,燃烧时火焰(yàn)长。水(shuǐ)分(fèn)、灰(huī)分及(jí)氧的含量均较高,发(fā)热量低,一(yī)般(bān)为10500\~14700kJ/kg(2500\~3500kcal/kg)。燃(rán)烧(shāo)后焦炭无焦结性,外表多呈棕褐色,质脆易风化,储存时极易发(fā)生自燃。
煤矸石:夹(jiá)带(dài)有矸石(shí)等矿物质的煤,含(hán)灰量在(zài)50%以上,发热(rè)量很(hěn)低,一般需要制成细小(xiǎo)的颗粒才(cái)能燃烧。发热量低(dī),不易燃烧,在锅(guō)炉上较少使用,目前只在沸腾锅炉和循环流化床锅炉中应用。
4. 煤的燃烧过程:
着火前的预热阶段:煤受热,水分蒸发出来,此(cǐ)过程是(shì)一吸(xī)热阶(jiē)段,进行的快慢与(yǔ)温(wēn)度(dù)和煤的性质有关。
挥发分(fèn)着(zhe)火燃烧阶段:挥发分析出,温度升高到着火温度。
固定碳燃烧阶段:挥发分先着(zhe)火放出大量(liàng)热量,使固定(dìng)碳加热迅速燃烧,此过程(chéng)是个强烈的放(fàng)热(rè)阶段,进行的快慢主要取决于温(wēn)度(dù)和(hé)混合接(jiē)触速度。
碳燃尽(jìn)阶段:未(wèi)燃尽的(de)少量固定(dìng)碳(tàn)继续燃烧,直至燃尽,形成渣,此阶段一般(bān)在氧气不足(zú)、温度较低、煤(méi)风(fēng)混合较弱的情(qíng)况下进行,所需(xū)时间较长(zhǎng)。
二、液体燃料
液体燃料常用的有柴油(yóu)、重油和渣油等。液体燃料具有燃烧效(xiào)率高、热效率高、启动(dòng)和调节速度(dù)快等特点,能(néng)够快速满足负荷变化的需求。然而,液体燃料价(jià)格较(jiào)高,运行成本(běn)也相对较高,且燃烧过程中会(huì)产生一定的污染物,对(duì)环境有一定影(yǐng)响。
三、气(qì)体燃料
气体燃料(liào)常用的有天然气、城市煤气、高炉煤气、焦炉煤气和液化石(shí)油气等。气体燃(rán)料的特(tè)点如下:
1. 使用(yòng)性好:易于与空气(qì)混合,排烟损失小,锅炉效率高;燃料中含硫份和灰分少,受热面不会出现(xiàn)高温结(jié)焦和腐(fǔ)蚀现(xiàn)象;烟气(qì)流(liú)速高(gāo),锅炉整体体积(jī)小,锅炉金属耗(hào)量低。
2. 调节性能灵活:气(qì)体热值容易调(diào)整,可两种燃料(liào)掺(chān)混使用(yòng);同一锅炉可(kě)适(shì)用于多种燃料;有很强(qiáng)的适应热(rè)负荷变动能(néng)力(lì),容易实现燃烧(shāo)调节。
3. 环境污染小:灰分和硫含(hán)量远低于煤和油质燃料;燃烧时不会产生燃煤时大量需要处理的灰渣;对土壤的污染小;烟(yān)气中含尘量(liàng)低,对大(dà)气污(wū)染(rǎn)小。主要污染物为(wéi)燃烧(shāo)时产生的氮氧化合物。
4. 运输使(shǐ)用方便:主要是管道运输,没有车辆(liàng)运输(shū)过(guò)程中(zhōng)的飞洒、噪声等污染;直接使用,不需要像燃(rán)煤前需要(yào)破(pò)碎。
然而,气体燃料也存在一些(xiē)缺点,如许多成分含有(yǒu)毒(dú)性(如SO2、NO、CO、H2S等),与空气(qì)在一定比例下混合后会形成爆炸性气体,遇明火(huǒ)爆(bào)炸,燃烧时应采取完善的安全措施。
总之,在选择西安锅炉燃料(liào)时,需要根据实际需求、能源供应情况、环保要求和经济成本等多(duō)方面因素进行综合考虑。