锅(guō)炉燃料是指(zhǐ)各种锅(guō)炉所(suǒ)燃用的燃料,根据(jù)形态的不同,可以分为固体、液体和气体三类。
一、固体燃(rán)料
固体燃料常用的有(yǒu)煤、煤矸石、页岩(yán)和生物质等。其中(zhōng),煤是最为(wéi)常见的(de)固体燃料,其特点如下(xià):
1. 煤的组成:煤(méi)是(shì)一种复杂的(de)混(hún)合物,主(zhǔ)要成分是碳、氢(qīng)、氧和少量的氮、硫或其他元(yuán)素。氮和硫是煤中最主(zhǔ)要的杂(zá)质,这(zhè)些杂质燃烧后会(huì)产生大(dà)气污(wū)染(rǎn)物(wù)。煤中还含有许多放射性(xìng)和稀有元素,如(rú)铀(yóu)、锗、镓等。
2. 煤的分类:按干燥无灰(huī)基(jī)挥发分(fèn)的含(hán)量和胶质层最大厚度,我(wǒ)国(guó)把煤炭划分为十大类,即无烟煤(méi)、贫煤、瘦(shòu)煤、焦煤、肥(féi)煤、气煤、弱黏结煤、不黏结煤、长焰煤及褐(hè)煤。其中,无烟煤、贫煤、弱黏(nián)结煤、不黏结煤、长焰煤(méi)与(yǔ)褐煤的胶质层厚度不(bú)大或不稳定,属于不焦(jiāo)结和弱(ruò)焦结煤,不适宜作为炼焦煤,但可(kě)作为(wéi)动力用煤供(gòng)锅炉燃用。
3. 各类煤的特(tè)点:
无烟煤:固定(dìng)碳含(hán)量高,挥发分含(hán)量低(干燥无灰基挥发分Vdaf<10%),不易点(diǎn)燃,燃烧缓慢,燃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(zhì)介(jiè)于无烟煤与烟煤之间,炭化程度比无烟煤稍低,挥发分含量为10%<Vdar≤20%,也不(bú)易(yì)点(diǎn)燃,燃烧(shāo)时(shí)火焰短(duǎn),但(dàn)稍(shāo)胜于无烟煤。
烟煤:包括一些灰分、水分含量(liàng)较高(gāo),发热量较低(多在18850kJ/kg以下)的品种,称(chēng)为劣质烟煤。
褐煤:固定碳含(hán)量不高(gāo),含挥(huī)发(fā)分很高(Vdaf>40%),极易点燃(rán),燃烧时火焰长。水分、灰分及氧的含量均较(jiào)高,发热量低,一般为10500\~14700kJ/kg(2500\~3500kcal/kg)。燃烧后焦炭无焦(jiāo)结性,外表多呈(chéng)棕褐色(sè),质(zhì)脆易风化,储(chǔ)存时极易发生自燃。
煤(méi)矸石:夹(jiá)带有(yǒu)矸石(shí)等矿物质(zhì)的煤(méi),含灰(huī)量(liàng)在50%以上,发热量很低,一般需要制成细小的颗粒(lì)才能燃烧(shāo)。发热量(liàng)低,不易燃(rán)烧,在锅炉上较(jiào)少使用,目前只在(zài)沸腾锅炉和循环流化床锅(guō)炉中(zhōng)应用(yòng)。
4. 煤(méi)的燃烧过程(chéng):
着火前的预热阶段:煤(méi)受(shòu)热(rè),水分蒸发出来,此过程是一吸(xī)热阶段,进行(háng)的快慢与温(wēn)度和煤的性质有关。
挥发分着火燃烧(shāo)阶段:挥发(fā)分析出(chū),温度升高到着火温度。
固定碳燃烧(shāo)阶段:挥发分(fèn)先(xiān)着火(huǒ)放出大量热量(liàng),使(shǐ)固定碳加热迅速燃烧,此过程(chéng)是个强烈(liè)的放热阶段,进行的(de)快(kuài)慢主要取决于温度和混合接触速度。
碳燃(rán)尽阶段:未燃尽的少量固定碳继续燃烧,直(zhí)至燃尽,形成(chéng)渣,此阶段一般在氧气不足(zú)、温度较低、煤风混合较弱的情况下进行,所需时间(jiān)较长。
二、液体燃(rán)料
液体燃料常(cháng)用的有柴油、重油(yóu)和(hé)渣油(yóu)等。液体燃料具(jù)有燃(rán)烧效率高(gāo)、热效率高、启动和调节(jiē)速度快等特(tè)点,能够快速满足负荷变化的需(xū)求。然而,液体燃料价格较高,运行成本也相对(duì)较(jiào)高,且燃烧过程中(zhōng)会产生一定的污染物,对(duì)环(huán)境有一(yī)定(dìng)影响。
三、气体燃(rán)料
气体燃(rán)料常用的有天然(rán)气、城市煤气、高炉煤(méi)气(qì)、焦(jiāo)炉煤气和液化石油气等(děng)。气体燃料的特点如下:
1. 使用(yòng)性好(hǎo):易于与(yǔ)空气混合(hé),排烟损失小,锅(guō)炉效率(lǜ)高;燃料中含硫(liú)份和灰分少,受热面不会出现(xiàn)高温结(jié)焦和腐蚀现象;烟气流速高,锅炉整(zhěng)体体(tǐ)积小,锅炉金(jīn)属耗量(liàng)低。
2. 调节性(xìng)能(néng)灵活:气体热值容易调整(zhěng),可两种燃料掺(chān)混使用(yòng);同一锅炉可适用于多种(zhǒng)燃料;有很强的(de)适(shì)应热负荷变动能力(lì),容易实(shí)现燃烧调节(jiē)。
3. 环境污染(rǎn)小:灰分(fèn)和硫含量远低于(yú)煤和油质燃(rán)料(liào);燃烧时不会产(chǎn)生燃煤时大量(liàng)需要(yào)处理的(de)灰(huī)渣;对土壤的污(wū)染小;烟气(qì)中含尘量低,对大气(qì)污染小。主要污染物为(wéi)燃烧时产(chǎn)生的氮氧化合(hé)物。
4. 运(yùn)输使用(yòng)方便:主要是管道运输,没有车辆运输过(guò)程中的飞洒、噪声等污染;直接使用(yòng),不需(xū)要像燃煤前(qián)需要破碎(suì)。
然而,气体燃(rán)料也存在一些缺点,如许多成分含有毒性(如SO2、NO、CO、H2S等),与(yǔ)空气在一定比例下混合后会形成爆炸性气体,遇(yù)明(míng)火爆炸(zhà),燃烧时应采取完善的安(ān)全措施。
总之,在选择西安锅(guō)炉燃料时(shí),需(xū)要根(gēn)据实际需求、能源供应情况、环保要求和经济成本等(děng)多(duō)方面(miàn)因素进行综合考虑。