配煤时主要指标

配煤是将几种质量不同的煤炭以物理方法混合，从而改变配煤质量的方法。研究配煤的基础就是要分析与燃烧有关的煤炭的主要性质在配煤中的变化规律。锅炉对煤炭的主要要求指标有水分、灰分、挥发分、固定碳、发热量、灰融点等。
一、煤的水分
煤中都含有一定量的水分，它是煤中的无机成分。煤中的水有自由水分、湿存水分、结晶水分三种不同的存在状态，并具有不同的物流化学性质。自由水分是指附着在煤粒表面的水分，湿存水分是指存在于煤的小毛细管中队水分，这两种水分以机械方式和物理化学方式（附着、吸附）与煤结合，通常称为游离水。这些游离水分在105oC-110 oC的温度下，经过一定时间的蒸发即可全部脱除。游离水分的多少在一定程度上能表征煤炭的煤化程度的深浅，随着煤的变质程度不同，水分的变化很大。泥炭中水分最大，可达40%-50%，褐煤次之，约在10%-40%，烟煤含量较低，无烟煤则又有增高的趋势，这是由于煤中的水分除与煤的变质程度有关外，还与媒的结构有关，因此水分也是决定媒质优劣的重要参数之一，结晶水分是以化学方式结合的水，在严格的高温下才能除去，煤中该水分含量不大。吸附或凝聚在有机质颗粒内部毛孔中的水分称为煤的内在水分；附着在煤粒表面的水分称为外在水分。内在水分比外在水分较难除去，内在水分只有在外在水分除去相当一部分后才会缓慢向外逸散，且在室温下几乎不可能全部除去。
根据煤样状态，煤的水分测定可分为应用煤样水分（Mt）及分析煤样水分（Mad）。应用煤样水分是指即将应用的煤的全水分，它包括内水和外水。
由于工业分析中的外在水分和内在水分的煤样基准不同，所以全水分的测值必须通过下列公式计算，即
Mfz Minhx(100- Mfz)
Mt=------------------ (7-3-7)
100
式中 Mt----煤样的全水分，%
Mfz----煤样的外在水分，%
Minh----煤样的内在水分，%
煤中水分高，运输时会增加运力；炼焦时消耗热量，延长炼焦时间；燃烧时降低发热量，每增加1%的水分，降低发热量的0.1%，从而增加了煤耗。煤中的水分还有给破碎、筛分造成很大困难，降低效率，损坏设备。但煤中有一定的水分可防止煤运输过程中粉煤的损失，改善炉膛的热辐射效能。
二、煤的灰分
煤的灰分是指煤中所有的可燃物完全燃烧，煤中矿物质在一定温度下产生一系列分解、化合等复杂反应后剩下的残渣。这些反应包括硫化矿物的氧化、碳酸盐的分解和粘土类矿物脱去结晶水等。上述反应的生成物组分常由煤的灰化条件及煤中各种矿物质的含量决定

。煤的灰分绝大部分是煤中矿物质燃烧时生成的无机氧化物和盐类。无机氧化物主要有Si02、Al2O3、CaO、MgO、Fe2O3等，占灰成分的95%以上。煤中矿物质极其复杂，故煤经完全燃烧后，煤灰成分也变得复杂，不同煤灰分产率变化很大，不同媒质所转化的煤灰特性也不相同。根据煤灰成分可以大致推测原煤的矿物组成，初步判断煤灰融点的高低，还可大致判断锅炉燃烧室的腐蚀情况。
煤灰的特性会直接影响煤的利用，灰分愈高，煤中矿物质含量就越多，煤炭运输的效率就越低。灰分反映煤中矿物质的数量和成分，对燃烧过程产生不良影响。除矿物质可能产生的催化作用外，它的存在都起着负面影响。主要表现在以下几个方面。灰分高，不仅使煤的热值降低，严重时可能会引起媳炉、停电事故。煤的灰分高也使煤的破碎难度加大。燃烧高灰分的煤灰增加飞灰和灰渣的热损失，降低燃烧效率和锅炉热效率。此外，燃煤的灰分高，粉煤灰和灰渣的排放量增大。粉煤灰和灰渣量影响烟囱排放及占地，微尘及微量有害元素对大气的污染，以及灰渣有害元素的积聚对水质的污染。1993年我国排放的灰渣总量为8602 万吨，2000年已达到1.5亿多吨；煤中As、F、Pb、Hg、Cd、Cl等有害元素在燃烧过程中向大气排放，以及灰渣造成的环境污染在局部地区已经非常严重，已引起有关部门的重视，例如西南个别地区燃煤引起的F、As中毒；北京某地燃煤的Cr异常等等。 #p#page_title#e#
三、煤的挥发分
煤样在高温隔绝空气的条件下，经过一定时间的加热，煤中有机质受热分解出一部分分子量较小的液态（此时为蒸气状态）和气态产物，这些产物称为挥发物。挥发物占煤样重量的百分数称为挥发分产率或简称为挥发分，一般以符号V表示。挥发分是煤炭分类的主要指标，根据挥发分可以大致判断煤的变质程度。挥发分愈低，则煤的变质程度愈高。
四、煤的固定碳
固定碳是指除去分析煤样水分、灰分和挥发分后的残留物。它的组成以元素碳为主，固定碳和元素碳两者之间，存在有规律的正比关系。固定碳中仍然有少部分氢、氧、氮、硫等元素。煤中固定碳的高低除了与水分、灰分等杂质多少直接相关外，它还与煤化程度成正比，即煤化程度高，其挥发分低，固定碳高。
由于煤的发热量与固定碳成正比，因而工业部门常把固定碳作为媒质分析的重要指标。如化肥用煤规定，固定碳必须大于65%，因为煤的挥发分受热后很快析出，很难得到充分燃烧，而固定碳高的煤则能在锅炉中得到较长时间燃烧，其热利用率高，因此工业锅炉用煤也要考虑其固定碳大小

。
五、煤的硫分
硫是煤中的元素组成之一。煤中硫根据其存在状态可分为有机硫和无机硫两大类。有机硫存在于煤的有机质中；无机硫以黄铁矿、白铁矿和硫酸盐的形式存在于煤的矿物质中，其中以黄铁矿和白铁矿形式存在的硫，又称硫化物硫，因硫化物硫和有机硫可燃故称可燃硫；硫酸盐硫又称非可燃硫。煤中各种形态硫的总和称为全硫，以符号St表示。
硫含量也是评价煤质的重要指标之一。在评价煤中硫含量时，全硫要换算成干燥基、有机硫换算为可燃基，这是由于煤中的硫只存在于有机质和矿物质中，而与分析煤样的水分无关。
硫是存在于煤中的一种有害杂质，对煤的工业利用有不利的影响。动力用中的硫在煤燃烧过程中形成SO2，不仅腐蚀金属设备，而且还会造成大气污染。SO2在大气中形成酸雨，我国的酸雨现象已十分严重，每年因此而造成经济损失达百亿元以上。控制燃煤的含硫量是我国环保的主要措施之一。另外硫铁矿硫的存在，能促使煤的氧化和自燃。
六、煤的发热量
煤的发热量是评价媒质的一项重要指标。根据纯煤的发热量，可以大致推测煤的变质程度以及其他某些媒质特征。收到基低位发热（Qnet,ar）是评价动力用煤质量的主要参数之一。无论是动力煤的计价，或是电站粉煤锅炉和工业锅炉及窑炉的设计制造等都需要煤的发热量数据。煤的发热量有弹筒发热量、高位发热量、低位发热量三种定义。煤的弹筒发热量也称煤的氧弹发热量，它的含义是单位质量的煤样在热量计的弹筒中的过量高压氧气中燃烧后产生的热量（燃烧产物的最终温度规定为25oC）。由于煤样是在高压氧气的条件下燃烧的，因此它产生了在大气中燃烧时不能发生的化学热反应，例如煤中的氮（以及充入氧气前在弹筒空气中含有的氮气）在空气中燃烧时，一般以气态氮逸出，而在弹筒中燃烧时却能生成 N2O5或NO2等高价的氮氧化物，这些物质溶于弹筒中的水后即变成硝酸，这一化学反应为放热反应。此外，煤中的可燃硫在空气中燃烧时只能生成SO2,而在氧弹中却能生成SO３，它溶于水生成硫酸。SO2生成SO３以及 SO３溶于水生成硫酸等都是放热反应，所以煤的氧弹发热量要高于煤在空气中、在工业锅炉中等燃烧时产生的热量。为此，在实用中，必须把氧弹发热量折算成符合于煤在空气中燃烧时产生的热量，即煤的高位发热量。
七、煤的灰熔融特性
煤灰熔融特性是煤灰在高温下达到熔融状态的温度。过去习惯上称为灰融点。严格来讲，煤灰是一种多组分的混合物，没有一个固定的融点，而只有一个熔融的温度范围，

因此它不是用一个温度点所能表示的，而是在煤灰熔融过程中所呈现的几种物理形态时的温度，国家标准是用4个不同形态下的温度表示，即 DT（变形温度）、ST(软化温度)、HT(半球温度)和FT（流动温度）。在工业上通常以煤灰的软化温度ST作为衡量煤灰熔融性（灰融点）的指标。 #p#page_title#e#
煤灰熔融性和煤灰粘度是动力用煤的重要指标。煤的灰熔点大体能说明煤在锅炉中灰渣的熔融结渣特性。不同的锅炉要求不同的灰融点，当锅炉采用液体方式排渣时，要求煤的灰融点必须低于一定的值，否则给排渣带来困难。