锅炉燃料是指各种锅(guō)炉所燃用的燃料,根(gēn)据(jù)形(xíng)态(tài)的不同(tóng),可以分为固体、液体和气(qì)体三类。
一、固(gù)体燃料
固体燃料常用的有煤(méi)、煤矸石、页岩和生物质等(děng)。其中(zhōng),煤是(shì)最为常见的固体燃料,其(qí)特点(diǎn)如(rú)下(xià):
1. 煤的组成(chéng):煤是一种复杂(zá)的(de)混合物,主要成分是碳、氢、氧和少(shǎo)量的(de)氮、硫或其他元素。氮和硫是(shì)煤中(zhōng)最主要的杂质,这些杂质燃(rán)烧后会产生(shēng)大气污染物。煤中还含(hán)有(yǒu)许多放射性和稀有元素,如铀、锗、镓(jiā)等。
2. 煤(méi)的分类:按干燥无灰基挥发(fā)分(fèn)的含量和(hé)胶质层最大厚度(dù),我(wǒ)国把煤炭划分为十大类,即无烟(yān)煤、贫煤、瘦(shòu)煤、焦煤(méi)、肥煤(méi)、气煤、弱黏结(jié)煤、不黏结煤、长焰煤及褐煤(méi)。其中,无(wú)烟煤、贫煤、弱黏结煤、不黏结煤、长焰煤(méi)与褐煤的(de)胶质层(céng)厚度不大或不稳定,属于不焦结和(hé)弱焦结煤,不适宜作为(wéi)炼焦煤(méi),但可作为动力用煤(méi)供锅炉燃用。
3. 各(gè)类煤的特点:
无烟煤(méi):固定碳含(hán)量高,挥发(fā)分含量低(干(gàn)燥无灰基挥发分(fèn)Vdaf<10%),不易点燃,燃烧缓慢,燃(rán)烧时无烟且火焰很短。发热量大致为20930\~25120kJ/kg(或5000\~6000kcal/kg)。
贫煤:性质介于无烟煤与烟煤之间,炭化程度比无(wú)烟(yān)煤稍低,挥发分含量(liàng)为10%<Vdar≤20%,也(yě)不(bú)易点燃,燃烧时火焰短,但稍胜于无烟煤。
烟煤:包括一些灰分(fèn)、水分含量较高,发热量较低(dī)(多在18850kJ/kg以下)的品种(zhǒng),称为劣质烟煤。
褐(hè)煤:固定碳含量不高,含(hán)挥发分很高(Vdaf>40%),极易点燃,燃烧时火焰长。水分、灰分及氧的含(hán)量均较高,发(fā)热量(liàng)低,一般为10500\~14700kJ/kg(2500\~3500kcal/kg)。燃烧后焦(jiāo)炭无(wú)焦结性,外表多呈棕褐色,质(zhì)脆易风化,储存时极易发生自燃。
煤矸石:夹带有矸石等矿(kuàng)物(wù)质的煤,含灰量在50%以(yǐ)上,发热量很低,一般需要制(zhì)成细小的(de)颗粒才(cái)能燃(rán)烧。发热量低(dī),不(bú)易燃烧,在锅炉(lú)上较(jiào)少使用,目前只在沸腾锅炉和循环流化床锅炉(lú)中应用(yòng)。
4. 煤的(de)燃烧过程:
着火前的预热阶段:煤受热,水分蒸(zhēng)发出来,此过程(chéng)是(shì)一吸热阶(jiē)段,进行(háng)的快慢与温度和煤的性质有关。
挥(huī)发分着(zhe)火(huǒ)燃烧阶段:挥发分析出(chū),温度升高到着火温度(dù)。
固定碳燃烧(shāo)阶段:挥发分(fèn)先着火放出大量热量,使固定碳加热迅(xùn)速燃烧,此过程(chéng)是个(gè)强烈的放热阶段,进(jìn)行的快慢主(zhǔ)要取决于温度和混(hún)合接触(chù)速度。
碳燃尽阶(jiē)段:未燃(rán)尽的少量固定碳继续燃烧,直(zhí)至(zhì)燃尽,形成渣,此(cǐ)阶段一般(bān)在氧气不足、温度较低、煤风混合(hé)较(jiào)弱的情况下进行(háng),所需时间(jiān)较长。
二(èr)、液体燃料
液体燃(rán)料常用的有柴(chái)油(yóu)、重(chóng)油和渣油(yóu)等(děng)。液体燃料具有燃(rán)烧效(xiào)率高、热效率高(gāo)、启动和调节速度(dù)快(kuài)等(děng)特点(diǎn),能够快速满足负荷变化的需求。然(rán)而,液体燃料价格较高(gāo),运行成本(běn)也相对较(jiào)高,且燃烧(shāo)过程中(zhōng)会产生一定的(de)污染物,对环境有一定影响(xiǎng)。
三(sān)、气体燃料
气体(tǐ)燃料常用的有天然气、城市煤气、高(gāo)炉煤气(qì)、焦炉煤气和液化石油气等。气体燃料的特点如下:
1. 使用性好:易于与(yǔ)空气混合,排(pái)烟损失小,锅炉效率高;燃料中含硫(liú)份和灰分少(shǎo),受热面(miàn)不会出现高温结焦(jiāo)和腐蚀现象;烟气流速(sù)高,锅炉整体体积小,锅炉金属耗量低(dī)。
2. 调节性能灵(líng)活(huó):气体热值容易调整,可两种(zhǒng)燃料掺混使用;同一锅炉可适用于(yú)多种燃料;有很强的适应热负荷变动能力,容易(yì)实(shí)现燃(rán)烧调节。
3. 环境污染(rǎn)小:灰分和硫含量远低于煤和(hé)油(yóu)质(zhì)燃料;燃烧时不会(huì)产生燃煤时大量需要处理的灰(huī)渣(zhā);对土壤的污染小(xiǎo);烟气中含尘量低,对大气(qì)污染小。主要污染物为燃烧时产生的氮氧(yǎng)化合物。
4. 运输(shū)使用方便:主要(yào)是管(guǎn)道运输,没有车(chē)辆运输过程中的飞洒、噪声等污染;直接使用,不需要像燃煤前需(xū)要(yào)破(pò)碎。
然(rán)而(ér),气体(tǐ)燃料也存在一些(xiē)缺点,如(rú)许(xǔ)多成分含有毒性(xìng)(如SO2、NO、CO、H2S等),与空气在一定比例下混(hún)合后会形成爆炸性气体(tǐ),遇明(míng)火爆炸,燃烧时应采(cǎi)取完善(shàn)的安全措施。
总之(zhī),在选择(zé)西安锅炉燃料时,需要根据实际(jì)需求、能源供(gòng)应情况、环(huán)保要求和经济成本等多(duō)方面因素进行综合(hé)考虑。