浅谈燃煤对锅炉燃烧的影响

浅谈燃煤对锅炉燃烧的影响

韩忠明

东热电运行分场

【摘要】由于火电厂高温设备的复杂性和安全性及管理技术存在的不足，使得如何保证锅炉安全稳定运行显得至关重要，因此我

重点分析燃煤对锅炉燃烧的影响。

【关键词】煤粉炉煤质安全运行

我国的火力发电厂占整个发电厂比例的70%左右，而这种格局应该来讲长期还不会改变,电力用煤

包括煤的形成、煤的基准及应用、煤的分类等,包括水分、灰分、挥发份这几项工业分析及C、H、S、N等元素分析。随着电力生产的发展，锅炉机组容量日益增大，就需要提供数量更多，质量更好的电力燃煤。了解和掌握动力燃料的基本知识及其物理化学特性，切实做好火电厂燃料的采制样及化验工作，对降低发电成本，确保锅炉机组的安全经济运行，具有极其重要的意义。

煤炭从某种意义上来说是地壳运动的产物，是一个由低级向高级逐渐变化的过程，即煤化作用不断加深，泥炭逐渐变成褐煤、烟煤和无烟煤。煤炭分工业分析和元素分析

1.工业分析

工业分析组成是用工业分析法测出的煤的不可燃成分和可燃成分，不可燃成分为水在工业上常将煤的组成划分为工业分析组成和元素分析组成两种。了解这两分（M）和灰分（A）；可燃成分为挥发分（V）和固定碳（FC）。这四种成分的总量为100。水分分为外在水分和内在水分。灰分是煤在815度下燃烧后的残留物，是煤中矿物质的转化产物。挥发份是煤在910和隔绝空气的条件下分离出的气态有机物质。固定碳是煤逸出挥发份后剩余的固态有机物质。

我们把工业分析组成划分为这四项，并不代表煤中的原有组成，而是在一定条件下通过加热，用化学分析方法分析化验，将煤中的原有组成加以分解和转化而得到的成份。工业分析法带有规范性，所得的组成与煤的固有组成完全不同，但它给煤的工艺利用带来很大的方便。工业分析法采

用了常规重量分析法，以重量百分比计量各组成，可得到可靠的百分组成。这有利于煤质计量、煤种划分、煤质评估、用途选择、商品计价等。

2.元素分析

元素分析组成是用元素分析法测出煤中的化学元素分析组成，该组成可示出煤中某些有机元素的含量。元素分析组成包括C、H、O、N、S五种元素，这五种元素加上水分和灰分，其总量为100。元素分析结果对煤质研究、工业利用、锅炉设计、环境质量评价等都是极为有用的资料。碳是煤组成中最重要的元素。是煤炭发热量的主要来源。在充足的空气下，碳完全燃烧产生二氧化碳，每克碳可释放出34040J 的热量；当空气不足时，燃烧生成一氧化碳，其释放的热量大为降低，仅产生 9910J 的热量。一氧化碳本身也是一种可燃气体，当空气充足时，还可燃烧生成二氧化碳，同时释放出24130J的热量。碳元素在煤中的含量随着煤化程度的加深，含量逐渐增加。由表1-5可以看出，碳含量在无烟煤中的比重要高于烟煤，更高于褐煤。

氢是组成煤的另一重要元素。氢在煤中的含量随煤的变质程度加深而减少，故无烟煤中氢含量最低，烟煤次之，褐煤最高。

. 四、各种煤的基本特征。

1．无烟煤煤化程度最高的煤，挥发份V daf≤10％、含碳量高达90%，含氢量一般小于4%，氧和氮的含量也比其他类别的煤低，这种煤着火温度高，燃烧时不易着火，燃烧稳定性差，化学反应性弱，贮存时不易发生自燃。抗粉碎性能高。

2.烟煤是煤化程度高于褐煤而低于无烟煤的煤，其特点是挥发分含量范围很广10-37。烟煤中的贫煤、贫瘦煤、瘦煤、弱粘结煤、肥煤等均宜作电力用煤。特别是贫煤，其挥发分含量比无烟煤高，不结结或仅有微弱的粘结性，发热量比无烟煤高，燃烧时火焰短但耐烧。它在生产、储存、使用过程中，不像高挥发分烟煤具有易燃易爆性，是比较理想的电力用煤。特别是挥发分相对较高、中低灰分、中高发热量、低含硫量、低灰熔融温度的贫煤，最受电厂欢迎。

3. 褐煤

褐煤是经过成岩作用，没有或很少经过变质作用所形成的低煤化程度的煤。外观多呈褐色，光泽暗淡，易风化，质较软，含有较高的内在水分及一定量的腐殖质。它作为电力用煤，具有挥发分含量高、水分大、发热量低的特点，一般供褐煤产地附近的电厂燃用。综上所述 , 在三大类煤

中 , 烟煤储量及产量均最大，特别是中、低挥发分含量的烟煤更适合作为电力用煤。

八、煤的主要特性

1、发热量：

单位质量的煤完全燃烧时放出的热量,称为煤的发热量或热值. 用Q来表示，单位KJ/KG发热量分为高位发热量和低位发热量.

（1）高位发热量

当1kg煤完全燃烧所生成的烟气中的部分水蒸气都凝结成水时煤放出的全部热量，称为煤的高位发热量（Q G）。

（2）低位发热量

当1ｋｇ煤完全燃烧所生成的烟气中部分水蒸气未凝结成水时煤放出的热量，称为煤的低位发热量（用Q D表示）锅炉所利用的只是低位，因为炉膛烟气温度过高烟气中的水蒸汽压力很低，一般不会凝结，水蒸汽中的气化潜热并不能释放出来的缘故。

2、挥发分：

挥发分是煤的重要特性。是煤分类的重要依据。煤失去水分后至于隔绝空气中加热到一定温度分解出的气态物质，称为挥发分。这些气体大部分都是可燃的，如CO、H2、CH4、N2S等，只有少部分是不可燃的。

煤的挥发分在20－40％，无烟煤小于10％，挥发分的析出与温度有关也与煤的煤化程度有关。煤在170ºC－260ºC时,煤化程度越浅，挥发析出的温度越低。

3、焦结性：

当煤被加热，在水分蒸发和挥发分逸出之后，剩下的坚固程度不同的残留物（焦炭）有的松脆，有的结成不同硬度的焦块，焦炭的这种不同结焦程度的性质称为煤的焦结性。

按照焦炭的机械强度，煤的结焦性大致可分为三个等级：

（1）、不焦结性煤－焦炭呈粉末状；

（2）、弱焦结性煤－焦炭呈松散状；

（3）、强焦结性煤－焦炭坚硬成块状。

4、灰的熔融性：

煤灰的熔融性是指灰分熔点的高低。当锅炉内温度达到或高于灰分的熔点时，固态的灰分将逐渐熔成液体状态，具有粘性，与锅炉内受热面管