锅炉(lú)燃料是指各种锅炉所燃用的燃料,根据形态的不(bú)同,可以分为固体、液体和气体三类。
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。其中,煤是最为常见的固体燃料,其(qí)特点如下:
1. 煤的组成(chéng):煤(méi)是一种复杂的混合物,主(zhǔ)要成分(fèn)是碳、氢(qīng)、氧和少量(liàng)的(de)氮、硫或其他元素。氮和硫是煤中最主(zhǔ)要(yào)的杂质,这些杂质燃(rán)烧(shāo)后会(huì)产生大气污染物。煤中还含有许多放射性和(hé)稀(xī)有元素,如铀、锗、镓等。
2. 煤的(de)分类:按干燥无灰(huī)基(jī)挥发分的(de)含量和胶(jiāo)质层最大厚度,我国(guó)把(bǎ)煤炭(tàn)划分为十大类,即无烟煤、贫(pín)煤、瘦煤、焦煤、肥煤、气(qì)煤、弱黏结(jié)煤、不黏结煤、长焰煤及(jí)褐煤。其中,无烟煤、贫煤、弱黏(nián)结煤、不黏(nián)结煤、长(zhǎng)焰煤(méi)与褐煤的胶质层厚度不大(dà)或不稳定,属于(yú)不(bú)焦结和弱焦(jiāo)结煤,不(bú)适宜作为炼焦煤,但可作(zuò)为动力用煤供锅炉燃(rán)用。
3. 各类煤的特点:
无烟煤:固定碳含量高,挥发分含(hán)量低(dī)(干燥无灰基挥发分Vdaf<10%),不易点(diǎn)燃,燃烧(shāo)缓(huǎn)慢,燃(rán)烧时无烟且火焰很短。发热量大(dà)致为20930\~25120kJ/kg(或5000\~6000kcal/kg)。
贫煤:性质介(jiè)于无烟煤与(yǔ)烟(yān)煤之间,炭化程度比(bǐ)无烟煤稍低,挥发分含量为10%<Vdar≤20%,也不易点燃,燃烧(shāo)时火焰短,但稍胜于无烟煤。
烟煤:包(bāo)括一些灰(huī)分、水(shuǐ)分含(hán)量较高,发热(rè)量较(jiào)低(多在18850kJ/kg以下)的品种,称为劣质烟煤。
褐(hè)煤:固定碳含量不高,含挥发分很(hěn)高(Vdaf>40%),极易点燃,燃烧时火焰长。水分、灰(huī)分及氧的含量(liàng)均较高,发热量低,一般(bān)为10500\~14700kJ/kg(2500\~3500kcal/kg)。燃烧后焦(jiāo)炭无焦结性,外表多(duō)呈棕褐色,质(zhì)脆易风化,储存时(shí)极易发生自燃。
煤矸石:夹带有矸石等(děng)矿物(wù)质的煤,含(hán)灰量在50%以上,发热量(liàng)很低(dī),一般需要制成(chéng)细(xì)小的颗粒才(cái)能燃烧。发(fā)热量低,不易燃烧(shāo),在(zài)锅(guō)炉(lú)上较少(shǎo)使(shǐ)用(yòng),目(mù)前只在沸腾锅炉和循环流化床锅炉中应(yīng)用。
4. 煤的燃(rán)烧过(guò)程:
着(zhe)火(huǒ)前(qián)的预热阶段:煤受热,水分(fèn)蒸发出来,此过程是(shì)一(yī)吸热阶段,进行的快慢与(yǔ)温度和煤(méi)的性质有(yǒu)关。
挥发(fā)分着火燃烧阶段:挥发分析出,温(wēn)度升高到着火温(wēn)度。
固定碳燃烧阶段(duàn):挥发分先(xiān)着(zhe)火放(fàng)出(chū)大量(liàng)热量,使固定碳加热迅速燃烧,此过程是个强烈(liè)的放热阶段,进行的快慢主要(yào)取决于(yú)温度和混合接触速度。
碳燃尽(jìn)阶(jiē)段:未燃尽(jìn)的(de)少量固定碳继续(xù)燃烧,直至燃尽(jìn),形成(chéng)渣,此阶段一(yī)般在氧气不足、温(wēn)度较(jiào)低、煤风(fēng)混合较(jiào)弱(ruò)的情况下进(jìn)行,所(suǒ)需时间较长(zhǎng)。
二、液体(tǐ)燃(rán)料
液体燃料常用的有柴油、重油和渣油等。液(yè)体(tǐ)燃料(liào)具(jù)有燃烧效率高、热效率高、启动和调节速度快等特点,能(néng)够快速满(mǎn)足(zú)负荷变化(huà)的需求。然而,液体燃料价格较高,运行成本也(yě)相对(duì)较高,且燃烧过程中会产(chǎn)生一(yī)定的污(wū)染物,对(duì)环境有一定影响(xiǎng)。
三、气体燃料
气(qì)体燃料(liào)常用的有(yǒu)天然气(qì)、城市(shì)煤气(qì)、高炉(lú)煤(méi)气、焦炉煤气和(hé)液(yè)化石油(yóu)气等。气体燃料的特点(diǎn)如下:
1. 使用性好:易于(yú)与空气混合,排烟损失小,锅(guō)炉(lú)效率高;燃料中含硫份和灰(huī)分少,受热面不会(huì)出现高温结焦和(hé)腐蚀(shí)现象;烟气流速高,锅炉整体(tǐ)体积小(xiǎo),锅炉(lú)金(jīn)属耗(hào)量(liàng)低。
2. 调节性能灵活:气体热值容易调整(zhěng),可两种(zhǒng)燃(rán)料掺混使(shǐ)用;同一锅炉(lú)可适用于多种燃料;有(yǒu)很强(qiáng)的适应热负荷变动能(néng)力,容易实现燃烧(shāo)调节。
3. 环境污染小:灰分和硫含量远低于煤和(hé)油质燃料;燃(rán)烧时不会产生燃煤时大量需要处理的灰渣(zhā);对土壤的污染(rǎn)小;烟(yān)气中(zhōng)含(hán)尘量低,对大气污染小。主要污染物为燃烧(shāo)时产生的氮氧化(huà)合(hé)物。
4. 运(yùn)输使用(yòng)方便(biàn):主要(yào)是(shì)管道运输,没有车辆运输(shū)过程中的飞洒、噪声等污染;直接(jiē)使用(yòng),不需(xū)要像燃煤前需(xū)要破碎。
然而,气(qì)体燃料也存在一些缺点,如许多成分含有毒(dú)性(如SO2、NO、CO、H2S等),与空(kōng)气在一定比例下混合后会形成爆炸性(xìng)气体,遇明火爆炸,燃烧时应采(cǎi)取完善的安全措施。
总之,在选择西安锅炉燃(rán)料(liào)时,需要根(gēn)据实际(jì)需求、能源供应情况、环保要求和经济成(chéng)本等多方(fāng)面因素进(jìn)行综合考虑。