锅(guō)炉(lú)燃料是指各(gè)种锅炉(lú)所燃用的燃(rán)料,根据形(xíng)态的(de)不同,可以分为固体、液体和气体三类。
一、固体燃(rán)料
固体燃料常(cháng)用的有煤、煤矸石、页岩和生物质等。其中,煤是最为常见的(de)固体燃料,其特点如下:
1. 煤的(de)组成:煤是一种复杂的混合物,主要成分是碳、氢、氧和少量的氮、硫或其(qí)他元素(sù)。氮和(hé)硫是煤中(zhōng)最(zuì)主要的杂质,这些(xiē)杂质燃(rán)烧后会(huì)产生大(dà)气污染物。煤中还含有许多放(fàng)射性和稀有元素,如铀、锗、镓等。
2. 煤的分类:按(àn)干燥(zào)无灰基挥发分的含量和胶质层最大厚度,我(wǒ)国把煤炭划(huá)分为十大类,即无烟煤、贫煤(méi)、瘦煤、焦煤、肥煤、气煤、弱黏结煤、不黏结煤、长焰煤(méi)及(jí)褐(hè)煤。其中,无烟煤、贫煤、弱(ruò)黏结煤、不黏结(jié)煤、长焰煤与褐煤的胶质层厚(hòu)度(dù)不大或不稳定,属于不焦结和弱焦(jiāo)结煤,不适宜作为炼焦煤,但可作为动力(lì)用煤供锅炉(lú)燃用。
3. 各类(lèi)煤(méi)的特点:
无烟煤(méi):固定(dìng)碳含量高,挥发分含量低(干燥无灰基挥发分(fèn)Vdaf<10%),不易点燃,燃烧缓慢,燃烧时无烟(yān)且火焰很短。发(fā)热量大致为20930\~25120kJ/kg(或5000\~6000kcal/kg)。
贫煤:性质介于无烟煤(méi)与烟煤之(zhī)间,炭化程度(dù)比无烟煤稍低(dī),挥发分(fèn)含量(liàng)为10%<Vdar≤20%,也不易点燃,燃烧时火焰短,但稍(shāo)胜于无烟煤。
烟煤:包括一些灰分、水分含量较高,发热量较(jiào)低(多在18850kJ/kg以下)的品种,称为(wéi)劣质烟煤(méi)。
褐煤:固定碳含量不高(gāo),含挥发分很高(Vdaf>40%),极易点燃(rán),燃烧时火焰长。水分、灰分及(jí)氧的(de)含量均较高,发热量低,一(yī)般为10500\~14700kJ/kg(2500\~3500kcal/kg)。燃烧后焦炭无焦结(jié)性,外(wài)表多呈棕褐色,质脆易风化,储存时极易发(fā)生自(zì)燃(rán)。
煤矸石:夹带有矸石(shí)等矿物质的煤,含(hán)灰量(liàng)在50%以上,发热量很(hěn)低,一般需要制成细(xì)小的颗粒才能燃烧。发热量低,不易燃烧,在锅炉上较少使用,目前只(zhī)在沸(fèi)腾锅炉和循环(huán)流化床锅炉中应用。
4. 煤(méi)的燃烧过程:
着火前的预热阶段:煤受热,水(shuǐ)分蒸(zhēng)发出来,此过程是一吸热阶段,进(jìn)行的(de)快(kuài)慢与温(wēn)度和煤的性质有关。
挥发分着火燃烧阶段(duàn):挥发分析出,温度升高到着火温度。
固定碳(tàn)燃烧阶段:挥发(fā)分先(xiān)着(zhe)火放出大量热量,使固定碳加热迅速燃烧(shāo),此(cǐ)过程是个强烈的(de)放(fàng)热(rè)阶段,进行的快慢主要取决(jué)于温度和混合接触速度。
碳燃尽阶段:未燃尽的(de)少量(liàng)固定碳继续燃(rán)烧,直至燃尽,形成渣,此(cǐ)阶段一般在氧气不足、温度较低、煤风(fēng)混合较弱的情况下进行,所需时(shí)间较长。
二、液体燃料
液体燃料(liào)常用的有柴油、重油(yóu)和(hé)渣油(yóu)等。液体燃料具有燃烧效率高、热效率高、启(qǐ)动和调(diào)节(jiē)速度快等特点,能够快(kuài)速满足负荷变化的需求(qiú)。然而,液体燃料(liào)价(jià)格较高,运行成(chéng)本也相对(duì)较高,且燃(rán)烧过程中会产生一定的污染(rǎn)物,对环(huán)境有(yǒu)一定影响(xiǎng)。
三、气(qì)体(tǐ)燃料
气(qì)体燃料常(cháng)用的有天然气、城市煤(méi)气、高炉煤气、焦炉煤气(qì)和(hé)液化石(shí)油(yóu)气等(děng)。气(qì)体燃料的特点(diǎn)如下:
1. 使用性(xìng)好:易(yì)于与空气混合,排烟(yān)损(sǔn)失小,锅炉效率高;燃(rán)料中含硫份(fèn)和灰分少,受热面不会出现高温结焦和腐蚀现象;烟气流(liú)速高,锅炉整体(tǐ)体积小,锅炉金属耗量低。
2. 调节性能灵活:气(qì)体热值容易调整,可两种(zhǒng)燃料掺混使用;同一锅炉可适用于多种燃料;有(yǒu)很强(qiáng)的适应(yīng)热负荷变动能(néng)力,容易实现燃烧调节。
3. 环境污染(rǎn)小(xiǎo):灰分和硫含量远低于煤和油质燃料;燃(rán)烧时不会产生燃煤(méi)时(shí)大量需要(yào)处(chù)理的灰(huī)渣;对土壤(rǎng)的污染小;烟气中含尘(chén)量低,对大气污染小。主要污(wū)染物为燃烧时产(chǎn)生的(de)氮氧化合(hé)物。
4. 运输使用方便:主要是管道运输,没有(yǒu)车(chē)辆运输过程中的(de)飞洒、噪声等污染;直(zhí)接使用,不需要像燃煤前(qián)需要破(pò)碎。
然而(ér),气体燃料也存在一些缺点,如许多成分含有毒性(如SO2、NO、CO、H2S等),与空气(qì)在一定比(bǐ)例下混(hún)合后会形(xíng)成爆炸性(xìng)气体,遇明火爆炸(zhà),燃烧(shāo)时应采取完善的安(ān)全措施。
总之,在选择西安锅炉燃料(liào)时,需要根据实际(jì)需求(qiú)、能(néng)源供(gòng)应情况、环保要求(qiú)和经济成本等多方面因素进行(háng)综合考虑。