锅(guō)炉燃(rán)料是指各种(zhǒng)锅炉所燃用的燃料,根(gēn)据形态的不(bú)同(tóng),可以分为固体、液(yè)体和气体三类。
一、固体燃料
固体燃料常用的有煤(méi)、煤矸石、页岩和生物质等。其中,煤是最为常(cháng)见的固体燃料,其特点如下:
1. 煤(méi)的组成:煤是一种复杂(zá)的混合物,主(zhǔ)要(yào)成分是碳、氢、氧和少(shǎo)量的(de)氮、硫或其他元素。氮和(hé)硫是煤中最主要的杂质,这些杂质燃烧后会产(chǎn)生大气污(wū)染物。煤中还含有许多放射性和稀(xī)有元(yuán)素,如铀、锗(zhě)、镓等。
2. 煤的(de)分(fèn)类:按干燥无灰(huī)基挥(huī)发(fā)分的含量和胶质层最大厚(hòu)度,我国把(bǎ)煤炭(tàn)划分为十大类,即(jí)无烟煤、贫煤(méi)、瘦煤、焦煤、肥(féi)煤(méi)、气煤、弱黏结(jié)煤(méi)、不黏结煤、长焰煤及褐(hè)煤。其中,无烟煤、贫煤、弱黏结煤、不黏结煤、长焰煤与褐煤(méi)的(de)胶(jiāo)质层厚度不(bú)大或不稳(wěn)定,属(shǔ)于不焦(jiāo)结和弱焦结煤,不(bú)适宜作(zuò)为炼焦(jiāo)煤,但可作为(wéi)动力用煤供锅炉燃用。
3. 各类(lèi)煤的特(tè)点:
无烟煤:固定碳(tàn)含(hán)量高,挥(huī)发分含(hán)量低(干燥无灰基挥发分Vdaf<10%),不(bú)易(yì)点燃,燃烧缓(huǎn)慢,燃烧时无烟且火焰很短(duǎn)。发热量大致为20930\~25120kJ/kg(或5000\~6000kcal/kg)。
贫煤:性质(zhì)介于无(wú)烟煤与烟(yān)煤之(zhī)间,炭化程(chéng)度比无烟煤(méi)稍低,挥(huī)发分(fèn)含(hán)量为10%<Vdar≤20%,也(yě)不易点燃,燃烧(shāo)时火焰(yàn)短(duǎn),但稍胜于无烟煤。
烟煤:包括一(yī)些(xiē)灰分、水(shuǐ)分含量较高,发热量较(jiào)低(dī)(多(duō)在18850kJ/kg以下(xià))的品种,称为劣质烟(yān)煤。
褐煤:固(gù)定碳含量不高,含挥(huī)发分很高(Vdaf>40%),极易点燃(rán),燃烧时火焰长(zhǎng)。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)。燃烧后焦炭无焦结性,外表多呈棕褐(hè)色,质脆(cuì)易(yì)风化,储存时极易发生自(zì)燃。
煤矸石:夹带有矸石等矿物质(zhì)的(de)煤,含灰量(liàng)在50%以上(shàng),发(fā)热量很低,一般(bān)需要制成细(xì)小的颗粒才能燃烧。发热(rè)量低,不易燃烧,在锅炉上较少使用,目(mù)前只在沸腾锅炉和循环(huán)流化床(chuáng)锅炉中应(yīng)用。
4. 煤的燃烧过(guò)程:
着火前的预热阶段:煤受热(rè),水分(fèn)蒸发(fā)出来,此过程是(shì)一吸热(rè)阶段,进行的快慢与温度和煤的性质有(yǒu)关。
挥发分(fèn)着火燃烧阶段:挥发分析(xī)出,温度(dù)升高到着(zhe)火温度。
固定碳燃烧(shāo)阶段(duàn):挥发分先(xiān)着火放出大(dà)量热量,使(shǐ)固定(dìng)碳加热(rè)迅速燃烧,此过程是个强烈的放热(rè)阶段,进行的快慢主要取决于温度和混合接(jiē)触速度(dù)。
碳燃(rán)尽阶(jiē)段:未燃尽的少(shǎo)量固定碳继续(xù)燃烧,直至燃尽,形成渣,此阶段一般在氧气不(bú)足、温度较(jiào)低、煤风混合较弱的情况下进行,所需时间较长(zhǎng)。
二(èr)、液(yè)体(tǐ)燃料
液体燃料常(cháng)用的有柴油、重油和渣油等。液(yè)体燃料具有燃烧(shāo)效率高、热效率高(gāo)、启动和调节速(sù)度快等特点,能(néng)够(gòu)快速满足负(fù)荷变化的需求。然而,液(yè)体燃料价格较高,运行成本也相对较高,且燃烧过(guò)程中(zhōng)会(huì)产(chǎn)生一(yī)定的污染物,对环境有一定影响。
三、气体燃料
气体燃(rán)料常(cháng)用(yòng)的有天然气(qì)、城市煤气、高(gāo)炉煤气、焦炉煤气和液化石油气等。气体(tǐ)燃料的特点如下(xià):
1. 使用性好:易于与空气混合,排烟(yān)损失小(xiǎo),锅炉效率高(gāo);燃料中含硫份和灰分少,受热面不会出现高(gāo)温结焦和腐蚀现象;烟气流(liú)速(sù)高,锅炉整(zhěng)体体积小,锅炉金属耗量低。
2. 调节性能(néng)灵活:气体热值容易调整,可两种燃料掺混使用;同(tóng)一锅炉(lú)可适(shì)用(yòng)于多种燃料(liào);有很强的适应热(rè)负荷变动(dòng)能力,容易实现燃烧调(diào)节。
3. 环境污染小:灰(huī)分和硫含量(liàng)远低于煤和油质燃料;燃烧时(shí)不会(huì)产生(shēng)燃煤时大量需要处理的灰渣;对土(tǔ)壤的(de)污染小;烟气中含(hán)尘量低,对大气污染(rǎn)小(xiǎo)。主要污染物为燃烧时产生的(de)氮氧化合物。
4. 运输使用方便:主要是管(guǎn)道运输,没(méi)有车辆运(yùn)输过程中的飞洒、噪声等污染;直接使用,不需要像燃煤前需要破碎。
然而,气体(tǐ)燃料也存在一些(xiē)缺(quē)点,如许(xǔ)多成分含有(yǒu)毒性(如SO2、NO、CO、H2S等),与空气在一(yī)定比例下(xià)混(hún)合后会形成爆炸性气体,遇明火爆(bào)炸,燃烧时应采取完善的安(ān)全措施。
总之,在选择西安锅炉燃料时,需要根据实际需求、能源供应情况、环(huán)保要求(qiú)和(hé)经济(jì)成本等多(duō)方面因素(sù)进行综合考虑。