锅炉燃料(liào)是指各(gè)种锅炉(lú)所燃用的燃料,根据形(xíng)态的不同,可以分为固(gù)体、液体和气体(tǐ)三类。
一、固体燃料
固体燃料(liào)常(cháng)用的有煤、煤矸石、页岩和生物质(zhì)等。其中,煤是最为常(cháng)见的(de)固体燃料,其特点如下:
1. 煤的组(zǔ)成:煤是一种复杂的混合物,主要成分是碳、氢、氧和少量的氮、硫或(huò)其他元素。氮和(hé)硫是煤中最(zuì)主要的杂质,这(zhè)些杂质燃烧后会产生大气(qì)污染物。煤中还(hái)含有许多放(fàng)射(shè)性和稀有(yǒu)元(yuán)素(sù),如(rú)铀、锗(zhě)、镓(jiā)等。
2. 煤(méi)的分类:按干燥无灰基挥发分的(de)含量和胶(jiāo)质(zhì)层最大厚度,我国把煤炭划分为十大类(lèi),即(jí)无烟(yān)煤、贫煤、瘦(shòu)煤、焦煤、肥煤、气(qì)煤、弱黏(nián)结煤、不黏(nián)结(jié)煤、长焰煤(méi)及褐煤。其中(zhōng),无烟煤、贫煤、弱黏结煤、不黏(nián)结煤、长焰煤与褐(hè)煤的胶质层厚度不大(dà)或不稳定,属于不焦结和(hé)弱焦结(jié)煤,不适宜(yí)作为炼焦煤,但可作为动(dòng)力用煤供(gòng)锅炉燃(rán)用。
3. 各(gè)类煤的(de)特点:
无烟煤:固定碳含量高,挥(huī)发分含量低(干燥(zào)无灰基(jī)挥发分Vdaf<10%),不易点燃,燃(rán)烧缓慢,燃烧时无烟且火焰(yàn)很(hěn)短(duǎn)。发热(rè)量(liàng)大致为20930\~25120kJ/kg(或5000\~6000kcal/kg)。
贫煤:性质介(jiè)于无烟煤与烟煤之间,炭化程度比无(wú)烟煤稍低,挥发(fā)分含量(liàng)为10%<Vdar≤20%,也不易点(diǎn)燃,燃烧时火焰短,但稍(shāo)胜于无烟煤(méi)。
烟煤:包括一些(xiē)灰分、水分(fèn)含量较(jiào)高,发热量较低(dī)(多在18850kJ/kg以下)的品种,称(chēng)为(wéi)劣质烟煤。
褐煤:固定碳含量不高(gāo),含挥发分很高(Vdaf>40%),极易(yì)点燃,燃烧时火焰长。水分、灰分及氧的含量均较(jiào)高,发热(rè)量低(dī),一般(bān)为10500\~14700kJ/kg(2500\~3500kcal/kg)。燃烧后焦炭(tàn)无焦结性,外表多呈棕(zōng)褐色,质(zhì)脆易风化(huà),储存时极易发生自燃。
煤矸石:夹带有矸石(shí)等矿物(wù)质的煤(méi),含灰量在50%以上(shàng),发热(rè)量(liàng)很低,一(yī)般需(xū)要制成细小的颗粒才能燃(rán)烧。发热量低,不易燃(rán)烧,在锅炉上较少使用(yòng),目前只在沸腾锅炉和循环流化床锅炉中应用。
4. 煤的燃(rán)烧过程:
着(zhe)火前的预(yù)热(rè)阶段:煤受(shòu)热(rè),水分蒸发出来,此过(guò)程是(shì)一吸热(rè)阶段,进行的快慢(màn)与温度(dù)和煤的性质有关。
挥发分着火燃烧阶段(duàn):挥发分析出,温度升(shēng)高到(dào)着火温(wēn)度。
固(gù)定(dìng)碳燃烧(shāo)阶段:挥发分先着火放出大量(liàng)热量,使固定碳(tàn)加(jiā)热迅速(sù)燃烧(shāo),此过程是个(gè)强烈的放热阶段(duàn),进(jìn)行的(de)快慢主要取(qǔ)决于(yú)温度和混合接(jiē)触速度。
碳(tàn)燃尽(jìn)阶段:未燃尽的少(shǎo)量固(gù)定碳继续燃烧,直至燃尽,形成(chéng)渣,此阶段一般在氧气(qì)不(bú)足、温度(dù)较低、煤(méi)风混(hún)合较弱的情况(kuàng)下(xià)进行,所(suǒ)需时间较长。
二、液体燃料
液体燃料常用的有柴油、重(chóng)油和渣油(yóu)等。液体燃料具有燃烧效率(lǜ)高、热效率高、启动(dòng)和调节速度快等(děng)特点,能够(gòu)快速满足负荷变(biàn)化的需求。然而,液体燃料(liào)价(jià)格较(jiào)高,运行成本也相对较高,且燃烧过程中会产生一定的污染物,对环境(jìng)有一定影响。
三、气体燃料
气体燃料常用的(de)有天然气、城市煤(méi)气、高炉煤气(qì)、焦炉煤气和液化石油气等。气体燃料的特点(diǎn)如下(xià):
1. 使(shǐ)用性好:易于与空(kōng)气混合,排(pái)烟损失(shī)小,锅炉效率高;燃料中(zhōng)含硫份和灰分少,受热面不会出现高温结焦和腐蚀现象;烟气流速高,锅炉整体体积小,锅炉金属(shǔ)耗(hào)量低(dī)。
2. 调节性能灵活:气体(tǐ)热值容易调整,可两种燃料(liào)掺混使用(yòng);同一锅炉可适用于多种燃料;有(yǒu)很强的适应(yīng)热负(fù)荷变动能(néng)力,容易实(shí)现燃烧调节(jiē)。
3. 环境污染(rǎn)小:灰分和硫含量远低于煤和油质燃料;燃烧时(shí)不会产生(shēng)燃煤时大量需要处理的灰渣;对土壤的污染小;烟气中含尘(chén)量低,对大气污染(rǎn)小。主要(yào)污染物为燃烧时产生的氮氧化合物。
4. 运输使用方便:主要是管道运输,没(méi)有车辆运输过程中的飞(fēi)洒、噪声等污(wū)染;直接使用,不需要像燃煤(méi)前(qián)需要破碎。
然而,气体燃料也存(cún)在一些缺点,如(rú)许多成分含有毒性(如SO2、NO、CO、H2S等),与空气在一定比例下混合后会形成爆炸性气体(tǐ),遇明(míng)火爆炸(zhà),燃烧时应采取完善的安全措施。
总之,在选择西(xī)安锅(guō)炉燃(rán)料时(shí),需(xū)要根(gēn)据实际(jì)需(xū)求、能源供应情(qíng)况、环保(bǎo)要求和经济成本等多方面因素进行综(zōng)合考(kǎo)虑(lǜ)。