锅炉(lú)燃料是指(zhǐ)各种锅炉所燃用的燃料,根据形态的不同,可以(yǐ)分为固体、液体和气(qì)体三类。
一、固体(tǐ)燃料(liào)
固体燃料(liào)常用的有煤、煤矸(gān)石、页岩和生物质等。其中,煤是最为常见的固体燃料(liào),其特点如下:
1. 煤的组成:煤是一种复杂的混合物,主要成分(fèn)是碳(tàn)、氢、氧和少量的氮、硫或其他元素。氮和硫(liú)是煤中最(zuì)主要的杂质,这(zhè)些杂(zá)质燃(rán)烧(shāo)后会产生大气污染物(wù)。煤中(zhōng)还含有(yǒu)许多放(fàng)射性和稀有元素,如铀、锗(zhě)、镓等。
2. 煤的分类:按干燥无灰基挥发分的含量和(hé)胶(jiāo)质层最大(dà)厚度,我国把煤炭划分(fèn)为十大(dà)类,即无烟煤、贫煤(méi)、瘦煤、焦煤(méi)、肥煤、气煤、弱黏(nián)结煤(méi)、不黏结煤、长焰煤及褐煤。其中,无烟煤、贫煤、弱(ruò)黏(nián)结煤、不黏结煤、长(zhǎng)焰煤与褐煤(méi)的胶质层厚度不大或不稳定,属于不(bú)焦结和弱焦结煤,不适宜作(zuò)为炼焦煤,但可(kě)作为动(dòng)力用煤供锅炉燃(rán)用。
3. 各(gè)类煤的特点:
无烟煤:固(gù)定碳含量高(gāo),挥发分(fèn)含量低(干燥无灰基挥(huī)发分Vdaf<10%),不易点(diǎn)燃,燃烧(shāo)缓慢,燃烧(shāo)时无烟且火焰很短。发热量(liàng)大致为20930\~25120kJ/kg(或5000\~6000kcal/kg)。
贫(pín)煤:性(xìng)质介(jiè)于无烟煤(méi)与烟煤之间,炭化程(chéng)度比无(wú)烟煤稍(shāo)低,挥发分含(hán)量为10%<Vdar≤20%,也不易点(diǎn)燃,燃烧时火焰短,但(dàn)稍胜于无烟煤。
烟煤:包括一些灰分、水分含量较高,发热量较低(多在18850kJ/kg以下)的品种,称为劣质烟煤(méi)。
褐煤(méi):固定碳含量(liàng)不高(gāo),含挥发分很高(Vdaf>40%),极易点燃,燃(rán)烧时(shí)火焰长。水分、灰(huī)分(fèn)及氧的(de)含(hán)量均较高,发热量低,一(yī)般为10500\~14700kJ/kg(2500\~3500kcal/kg)。燃烧后焦(jiāo)炭无焦结(jié)性(xìng),外(wài)表(biǎo)多(duō)呈棕(zōng)褐色,质脆易风化,储存(cún)时极易发生自燃。
煤矸石:夹带有(yǒu)矸石(shí)等矿物质的煤,含(hán)灰量在50%以上(shàng),发热量很低,一般需要制成细小的颗粒(lì)才能燃(rán)烧。发热量低(dī),不易燃烧(shāo),在锅炉上较少使用,目前(qián)只在(zài)沸腾锅炉和循(xún)环流化床锅炉中应(yīng)用。
4. 煤的燃烧过程:
着火前的预(yù)热(rè)阶段:煤受热,水分蒸发出来,此过程是一吸热阶段,进(jìn)行(háng)的快慢与温度和煤(méi)的性质有关。
挥发分着火(huǒ)燃烧阶段:挥发(fā)分析(xī)出,温度升高到着火温度。
固定碳燃(rán)烧阶段:挥(huī)发分先着火放出大量热量,使(shǐ)固定碳加(jiā)热迅速燃烧(shāo),此过程(chéng)是个强烈的(de)放热(rè)阶(jiē)段,进行的快慢主要取决于(yú)温度(dù)和混合接触速(sù)度。
碳燃(rán)尽阶段(duàn):未燃尽的少量(liàng)固(gù)定碳继续燃烧,直(zhí)至(zhì)燃尽,形成渣(zhā),此阶段一般在氧(yǎng)气不足(zú)、温(wēn)度较低、煤风(fēng)混合(hé)较弱的情况下进行,所需时间较长。
二、液体燃料
液体燃(rán)料常用的(de)有柴油、重油(yóu)和渣油等(děng)。液体燃料具有(yǒu)燃烧效(xiào)率高(gāo)、热效率高、启动和调节(jiē)速度快等特点,能(néng)够快速满足(zú)负荷(hé)变化的需(xū)求(qiú)。然而,液体燃料价格较高(gāo),运行成本也(yě)相对较高,且燃烧过程(chéng)中会产生(shēng)一定的污(wū)染物,对环境有一定影响。
三、气体燃料
气体燃料常(cháng)用(yòng)的有(yǒu)天(tiān)然气、城(chéng)市(shì)煤气、高炉煤气、焦炉煤气和液化石油(yóu)气(qì)等。气体燃(rán)料的特点如下:
1. 使(shǐ)用性好:易于(yú)与(yǔ)空(kōng)气(qì)混合,排烟损失小,锅炉(lú)效率高;燃料中含(hán)硫份和灰(huī)分少(shǎo),受热(rè)面不会(huì)出现(xiàn)高温(wēn)结(jié)焦和腐蚀现象;烟气(qì)流速高,锅炉整体体积小(xiǎo),锅炉金属耗量低。
2. 调节(jiē)性能灵(líng)活(huó):气体热值容易调整(zhěng),可两种燃料(liào)掺混使用;同(tóng)一锅炉(lú)可适用(yòng)于多种燃料;有很强(qiáng)的适(shì)应热负荷(hé)变动(dòng)能力(lì),容易实(shí)现燃烧(shāo)调(diào)节(jiē)。
3. 环(huán)境污染(rǎn)小:灰分和硫含(hán)量远(yuǎn)低于煤和油(yóu)质燃料;燃烧时不会产生燃煤时大量(liàng)需要(yào)处理的灰渣;对土壤的(de)污染小;烟气中含尘量低,对大气污染小。主要污染物为燃烧时产生(shēng)的氮氧化合物。
4. 运输使用方便:主要(yào)是(shì)管道运输,没有车辆运输(shū)过程中(zhōng)的飞洒、噪声等污染(rǎn);直接使(shǐ)用,不需要像燃(rán)煤前需要破碎(suì)。
然而,气体燃料也存(cún)在一(yī)些缺点,如许多成分含有(yǒu)毒性(如SO2、NO、CO、H2S等(děng)),与空气在一定(dìng)比(bǐ)例下混合后会形成(chéng)爆炸(zhà)性气体,遇明火爆炸,燃烧时应采取完(wán)善的安全措(cuò)施。
总之,在选择西安锅炉燃料时,需要(yào)根据实际需求(qiú)、能源供应情况、环保要求和(hé)经济成本等多方面(miàn)因素(sù)进行综合考虑。