锅炉燃料是指各种锅(guō)炉所燃(rán)用(yòng)的燃料,根据形态(tài)的不(bú)同,可以分为固(gù)体、液体(tǐ)和气体(tǐ)三类。
一、固(gù)体燃料
固(gù)体燃料(liào)常(cháng)用的有煤、煤矸(gān)石、页岩和生物质等。其中(zhōng),煤是最(zuì)为常(cháng)见(jiàn)的固体燃料,其特(tè)点如下:
1. 煤的组成:煤是一种复杂的混合物,主要成分是碳、氢(qīng)、氧和少量(liàng)的氮、硫或其他元素。氮和硫是煤中最(zuì)主要的(de)杂质,这些杂质燃烧后会产生大气污染物。煤中还含有许多放射性和稀有(yǒu)元素,如(rú)铀、锗、镓等。
2. 煤(méi)的分类:按干(gàn)燥无灰(huī)基挥发分的含量和(hé)胶质层最大厚度,我国把煤炭划分为十大类(lèi),即无烟煤、贫煤、瘦煤(méi)、焦煤(méi)、肥煤、气(qì)煤、弱黏(nián)结煤、不黏(nián)结(jié)煤(méi)、长焰煤及褐煤。其(qí)中,无烟煤、贫煤、弱黏结煤、不黏结煤、长焰煤与褐煤的胶质层厚度不大或不(bú)稳定,属于不焦(jiāo)结和弱焦(jiāo)结煤,不适(shì)宜作为炼焦煤,但可作为动力用煤供锅炉燃(rán)用。
3. 各类煤的特点:
无烟煤:固定碳含(hán)量高(gāo),挥发分(fèn)含量低(干燥(zào)无灰基挥(huī)发分Vdaf<10%),不易点燃,燃烧(shāo)缓慢,燃烧时无(wú)烟且火焰很短。发热量大致(zhì)为20930\~25120kJ/kg(或5000\~6000kcal/kg)。
贫(pín)煤:性质介于无烟煤与烟(yān)煤之(zhī)间,炭化程度比(bǐ)无烟煤稍低,挥发分含(hán)量(liàng)为10%<Vdar≤20%,也(yě)不易点燃,燃烧(shāo)时火焰(yàn)短(duǎn),但稍胜(shèng)于无烟煤。
烟煤:包括一(yī)些灰分、水(shuǐ)分含量较高,发热(rè)量(liàng)较低(多在18850kJ/kg以下)的品种,称为劣质烟煤。
褐煤:固定碳含(hán)量不高,含(hán)挥发分很高(Vdaf>40%),极易点燃,燃烧时火焰长。水分(fèn)、灰分及(jí)氧(yǎng)的(de)含量均(jun1)较高,发热(rè)量低,一般为(wéi)10500\~14700kJ/kg(2500\~3500kcal/kg)。燃烧后焦炭无焦(jiāo)结性,外表多呈棕褐(hè)色,质脆易(yì)风化(huà),储存时(shí)极易发(fā)生(shēng)自燃。
煤矸石(shí):夹带有(yǒu)矸石(shí)等(děng)矿物质的煤,含灰量在50%以上,发热量很低,一般(bān)需要制成(chéng)细(xì)小(xiǎo)的颗粒才能燃(rán)烧。发热量低,不易燃烧(shāo),在(zài)锅炉上(shàng)较少使用,目前只在(zài)沸腾锅(guō)炉和循(xún)环流化床锅炉中应用。
4. 煤的(de)燃烧过程:
着火前的预热阶(jiē)段:煤(méi)受热(rè),水分蒸发出来,此过程是一吸(xī)热阶段,进行的快慢与温度和煤的性质有(yǒu)关。
挥(huī)发分着火燃烧阶段:挥发分(fèn)析出(chū),温度升高到着火温度。
固定碳(tàn)燃烧阶段(duàn):挥发分先着火放出大(dà)量热量,使固定(dìng)碳加热迅速燃烧,此过程是个强烈的放热阶段,进行的快(kuài)慢(màn)主要取决于温度和混合(hé)接触速度(dù)。
碳燃尽阶段:未燃尽(jìn)的少量固(gù)定(dìng)碳(tàn)继(jì)续燃(rán)烧,直(zhí)至燃尽,形(xíng)成渣,此阶段一般在氧气不足、温(wēn)度较(jiào)低、煤(méi)风混合(hé)较弱的情(qíng)况下(xià)进(jìn)行,所(suǒ)需时间(jiān)较长。
二、液体燃料(liào)
液体燃(rán)料常用的有柴油、重(chóng)油和渣油等。液体燃料(liào)具(jù)有燃烧效率高、热(rè)效(xiào)率(lǜ)高、启动(dòng)和调节速度快等特点(diǎn),能够快(kuài)速满(mǎn)足负荷变化(huà)的需求。然而,液体燃料价(jià)格(gé)较(jiào)高,运行(háng)成本也相对较高,且燃烧过程中(zhōng)会产生一定的污染物,对(duì)环境有一定影响。
三(sān)、气体燃料
气体(tǐ)燃料常用(yòng)的有(yǒu)天(tiān)然(rán)气、城市煤气(qì)、高炉煤气(qì)、焦炉煤(méi)气和(hé)液化石(shí)油气等。气体燃料的特点如下:
1. 使(shǐ)用性好:易(yì)于与空气混合,排烟损失小(xiǎo),锅炉效率高(gāo);燃料中含硫份和灰分少,受(shòu)热面不(bú)会出现高温结焦和腐蚀现象;烟气流(liú)速高,锅炉(lú)整(zhěng)体体积小,锅(guō)炉金属耗量低。
2. 调节性能(néng)灵活:气(qì)体热值(zhí)容易调(diào)整,可两种燃料掺混(hún)使用;同一锅炉可适用于多种燃(rán)料;有(yǒu)很强的适应(yīng)热负荷变(biàn)动能力,容易实现(xiàn)燃烧调节。
3. 环境污染小:灰分和硫含量远低于煤(méi)和油质燃(rán)料;燃烧时不会产生燃煤(méi)时大量需要处理的灰渣;对土壤的(de)污染小;烟气中含尘量低,对(duì)大(dà)气污染小。主要污染(rǎn)物为燃烧时产(chǎn)生的氮氧化合物。
4. 运输使用方便:主要是管道运输,没有车辆运(yùn)输过程中的飞洒、噪声(shēng)等(děng)污染(rǎn);直接使用,不需要像(xiàng)燃煤前需要破(pò)碎(suì)。
然而,气体燃料(liào)也存在一(yī)些缺(quē)点,如许(xǔ)多成分含有毒性(如SO2、NO、CO、H2S等(děng)),与空(kōng)气在一定比例下混合后会形成爆(bào)炸性气体,遇明(míng)火(huǒ)爆(bào)炸(zhà),燃烧时(shí)应采取(qǔ)完善的安全措施。
总之,在选择西(xī)安锅(guō)炉燃料时,需要(yào)根据实际(jì)需求(qiú)、能源(yuán)供应(yīng)情况、环(huán)保要求和经济成本等多方面因素进行综合考虑。