锅(guō)炉燃(rán)料是指各种锅炉所燃用的燃料,根(gēn)据形态的不(bú)同,可(kě)以分为固体(tǐ)、液体和气体三类。
一、固体(tǐ)燃料
固体燃(rán)料常用的有煤、煤矸石、页岩和生物质等(děng)。其(qí)中,煤是最(zuì)为(wéi)常见的固体燃料(liào),其特点如(rú)下:
1. 煤的组成:煤(méi)是一种复杂的混合物,主要(yào)成(chéng)分(fèn)是(shì)碳(tàn)、氢、氧和(hé)少量的氮(dàn)、硫或其他元素。氮(dàn)和硫是(shì)煤中最主要的杂质,这些杂质燃(rán)烧后会产生大气污染物。煤中还含有(yǒu)许多放射性和稀有(yǒu)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(liàng)和胶质层最(zuì)大厚(hòu)度,我国(guó)把煤炭划分为十大类,即无烟煤(méi)、贫煤、瘦煤、焦煤、肥煤、气煤、弱黏(nián)结煤、不黏结(jié)煤、长焰煤及褐煤。其中,无烟(yān)煤、贫煤、弱黏结煤(méi)、不黏结煤、长焰煤与褐煤的(de)胶质层厚度(dù)不大或不(bú)稳定,属于不焦结和(hé)弱焦结煤(méi),不适宜作为炼(liàn)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(méi):固定碳含量高,挥发分含量(liàng)低(干燥无灰基挥发分(fèn)Vdaf<10%),不易(yì)点燃,燃烧缓慢,燃烧时(shí)无(wú)烟且火焰很短(duǎn)。发热量大致为20930\~25120kJ/kg(或5000\~6000kcal/kg)。
贫煤:性(xìng)质(zhì)介(jiè)于(yú)无(wú)烟煤与(yǔ)烟煤之间(jiān),炭(tàn)化程(chéng)度比无烟(yān)煤稍(shāo)低,挥发分(fèn)含量为10%<Vdar≤20%,也不易点(diǎn)燃,燃烧时(shí)火焰短,但稍胜于无烟煤。
烟(yān)煤:包括一些灰分、水(shuǐ)分含量较高,发热量(liàng)较低(多在18850kJ/kg以(yǐ)下)的品种,称为劣质烟煤(méi)。
褐(hè)煤:固定碳含(hán)量不高,含挥发分很(hěn)高(Vdaf>40%),极易点燃,燃烧时火焰长。水分(fèn)、灰分及氧的(de)含量(liàng)均较高,发(fā)热(rè)量低,一般为(wéi)10500\~14700kJ/kg(2500\~3500kcal/kg)。燃烧(shāo)后焦炭无焦结(jié)性,外(wài)表多(duō)呈棕(zōng)褐色,质脆易风(fēng)化,储存时极易(yì)发(fā)生自燃。
煤矸石:夹带有矸石等矿物质的煤,含灰量在(zài)50%以(yǐ)上,发热量(liàng)很低,一(yī)般需要制成细小的颗粒才能燃烧。发(fā)热(rè)量低,不易燃烧,在锅炉上较少使用(yòng),目前只在(zài)沸(fèi)腾(téng)锅炉和循环流化床锅炉中应用。
4. 煤的燃烧(shāo)过程:
着火前的预热(rè)阶段:煤受热,水分(fèn)蒸发出来,此过(guò)程是一吸热阶段,进行的快慢与温度和煤的性质有(yǒu)关。
挥发分着火燃(rán)烧(shāo)阶段:挥发分析出,温度(dù)升高到着火温度。
固定碳燃烧阶段:挥发分(fèn)先着火(huǒ)放出大(dà)量热量,使固定碳加热迅速燃烧,此过程是个强烈的(de)放热阶段(duàn),进行的快慢主要取决于温度和混合接触速(sù)度(dù)。
碳燃尽阶段:未燃尽的少量固定(dìng)碳继(jì)续燃(rán)烧,直至(zhì)燃尽,形(xíng)成(chéng)渣,此阶段(duàn)一(yī)般在氧气不足(zú)、温度较低、煤风混合较弱(ruò)的(de)情况下(xià)进行,所需时间较长。
二、液体燃料
液体燃料常用的(de)有柴油、重(chóng)油和(hé)渣(zhā)油(yóu)等。液体燃料具(jù)有燃烧(shāo)效率(lǜ)高、热效率高、启动和调节速度快等特点,能够快速满足(zú)负荷变化的需求。然而(ér),液(yè)体燃料价格较高,运行成本也相对(duì)较高(gāo),且燃(rán)烧过程中会产生一定的污染(rǎn)物,对环境有一(yī)定影响。
三、气(qì)体燃料
气体燃料常用的有天然气、城市煤气、高(gāo)炉煤气(qì)、焦炉煤气和(hé)液化石油气等(děng)。气体燃料的特(tè)点(diǎn)如下:
1. 使用性好:易于与空气混合,排烟损失小,锅(guō)炉效率高;燃料中含硫份和(hé)灰分少,受热(rè)面不会(huì)出现高(gāo)温结焦和腐蚀现象;烟气流(liú)速高,锅炉整体体积(jī)小,锅炉金(jīn)属耗量(liàng)低。
2. 调节性能(néng)灵活:气体热值容易调整,可两种(zhǒng)燃料掺混使用;同一锅炉(lú)可(kě)适用于多种燃料;有很强的适应热负荷变(biàn)动能力,容易实现燃(rán)烧调节。
3. 环(huán)境(jìng)污染小:灰分(fèn)和硫含量远低于煤和油质燃(rán)料;燃烧时不会产生燃煤时大量需要处理(lǐ)的(de)灰(huī)渣;对土壤(rǎng)的污染小;烟气中含尘量低,对大气污染小。主(zhǔ)要污染(rǎn)物为燃烧时产生的(de)氮氧化合物(wù)。
4. 运输使用方便:主(zhǔ)要是管道运输,没有(yǒu)车辆(liàng)运输过程中的飞洒、噪声等污染;直接使(shǐ)用,不需要像燃煤(méi)前需要破碎。
然而,气体燃料也存在一些缺点,如许多(duō)成分含有(yǒu)毒性(如(rú)SO2、NO、CO、H2S等),与空气在(zài)一(yī)定(dìng)比例下混合后会形成爆炸性气体(tǐ),遇明火爆(bào)炸(zhà),燃烧时应采取完善的安全措施(shī)。
总之,在(zài)选择西安锅(guō)炉燃料时,需要根据实际(jì)需求、能源供应情(qíng)况、环保要求和经济成本等多方面(miàn)因素进行综合(hé)考虑。