锅炉(lú)燃料是指各种锅炉所燃(rán)用的燃(rán)料,根据形态的(de)不同,可以分为固体、液体和气体(tǐ)三类。
一、固体燃料(liào)
固体(tǐ)燃料常用的有煤、煤(méi)矸石、页岩和生物质等。其中,煤(méi)是最(zuì)为常(cháng)见(jiàn)的固(gù)体燃(rán)料,其(qí)特点如下:
1. 煤的组(zǔ)成:煤是一种复杂的混(hún)合物,主(zhǔ)要成(chéng)分是(shì)碳、氢、氧和少量的(de)氮、硫或其他(tā)元素。氮(dàn)和硫是(shì)煤中最主要(yào)的(de)杂质,这些杂质燃烧后会产生大气污染物。煤中还(hái)含有(yǒu)许多放射性和稀有元素,如铀(yóu)、锗、镓等。
2. 煤(méi)的分类(lèi):按干燥(zào)无灰基挥发分的(de)含(hán)量和胶质层(céng)最大厚度,我国把煤炭划分为十(shí)大类,即无烟煤、贫煤、瘦煤、焦煤、肥煤、气煤(méi)、弱(ruò)黏结煤(méi)、不黏结煤、长焰煤及褐煤。其中,无烟煤、贫煤、弱黏结(jié)煤、不(bú)黏结(jié)煤、长焰煤(méi)与褐煤的胶(jiāo)质层(céng)厚度不大或不稳定,属于不焦(jiāo)结和(hé)弱焦结煤(méi),不适宜作为炼焦煤(méi),但可作为(wéi)动力用煤(méi)供(gòng)锅炉燃(rán)用(yòng)。
3. 各类(lèi)煤的特点:
无(wú)烟煤:固(gù)定碳含量高,挥发分含(hán)量低(干燥无灰基挥发分Vdaf<10%),不易点燃,燃烧缓慢,燃烧时无烟且火焰很短。发(fā)热量(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(bǐ)无烟煤稍低,挥发分含量为10%<Vdar≤20%,也(yě)不易点燃,燃烧时火焰短,但稍胜于(yú)无烟煤。
烟(yān)煤:包括一些灰分、水分(fèn)含量较高,发热量较低(dī)(多在18850kJ/kg以(yǐ)下(xià))的品种,称为劣质烟煤。
褐(hè)煤:固定碳(tàn)含(hán)量不高,含挥(huī)发(fā)分很高(Vdaf>40%),极(jí)易点(diǎn)燃,燃烧时火焰长。水分、灰分(fèn)及氧(yǎng)的含量均较高,发热(rè)量低,一般为10500\~14700kJ/kg(2500\~3500kcal/kg)。燃烧(shāo)后焦炭无焦(jiāo)结性,外表多呈(chéng)棕(zōng)褐色,质脆易风化,储(chǔ)存时极易发生(shēng)自燃。
煤矸石:夹带(dài)有矸石(shí)等矿(kuàng)物质的煤,含灰(huī)量在50%以上,发(fā)热量(liàng)很低,一般需要制成细小的颗粒(lì)才能燃烧。发热量低,不易燃烧,在锅炉上较少使用,目前只(zhī)在沸(fèi)腾(téng)锅(guō)炉(lú)和循环流化床锅炉中(zhōng)应(yīng)用。
4. 煤(méi)的燃烧过程:
着火(huǒ)前的预热(rè)阶段:煤受热,水分(fèn)蒸发出来(lái),此过程是一吸热阶段,进行的快慢与温度和煤的性质有(yǒu)关。
挥发(fā)分着火燃烧阶段:挥发分(fèn)析出(chū),温度升高到着火温(wēn)度。
固定碳燃(rán)烧阶段:挥(huī)发分先着火放出大(dà)量热(rè)量,使(shǐ)固定(dìng)碳加热迅速燃烧,此过程(chéng)是个强烈的(de)放热阶段,进行的快慢主要取决于温度和(hé)混合接触速度。
碳燃尽阶段:未燃尽的(de)少量固定碳继续燃烧,直至(zhì)燃尽,形成渣,此阶段一般(bān)在氧气不足、温(wēn)度(dù)较低、煤风混合较弱的(de)情况下进行,所(suǒ)需时(shí)间较长。
二(èr)、液体(tǐ)燃料
液体燃料常用的有柴油、重油和渣油等。液体燃(rán)料具有燃烧效率高、热效率高、启动和(hé)调节速度快等特点(diǎn),能(néng)够快速满足负荷(hé)变化的(de)需(xū)求。然而,液体燃料价格(gé)较(jiào)高,运行成本也相(xiàng)对较(jiào)高,且燃烧过程(chéng)中会产生一定的污染物,对环境有一定影响。
三、气体(tǐ)燃料(liào)
气(qì)体燃料常(cháng)用的有天然气、城市煤气、高炉煤气、焦炉(lú)煤气和液化石油气(qì)等。气体(tǐ)燃料的(de)特(tè)点如下:
1. 使用性好:易于与空(kōng)气混(hún)合,排(pái)烟损失小,锅炉效率高(gāo);燃料中含硫份和灰分少,受热面不会(huì)出现高温结焦和腐蚀现(xiàn)象;烟气流速高(gāo),锅炉整体体积小,锅炉金属耗量低。
2. 调节性能(néng)灵活(huó):气体热值容易调整,可两种燃(rán)料掺混(hún)使用;同一锅炉可适用于多种燃料;有很强的适应热负荷变动能力,容易实(shí)现燃烧(shāo)调(diào)节。
3. 环境(jìng)污染小(xiǎo):灰分和硫含(hán)量远低于煤和油(yóu)质燃料;燃烧时(shí)不会产生燃煤时(shí)大量(liàng)需(xū)要(yào)处(chù)理的(de)灰渣;对(duì)土壤的污染小;烟气中(zhōng)含尘量低,对(duì)大气污染小。主要污染物为燃(rán)烧时产生(shēng)的(de)氮氧化合物。
4. 运输使用方便:主要是管道运输,没有(yǒu)车辆运(yùn)输过程(chéng)中的飞洒、噪(zào)声等污染;直接使用,不需要像燃煤前需要破碎。
然而,气体燃料也存在一些缺点(diǎn),如(rú)许多成(chéng)分含有毒性(xìng)(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,遇明火爆炸,燃(rán)烧时(shí)应(yīng)采取完善的(de)安(ān)全(quán)措施。
总之,在选(xuǎn)择西(xī)安锅炉(lú)燃料时,需(xū)要根据实(shí)际需求、能源(yuán)供应情(qíng)况、环保要求和经济成本(běn)等多方(fāng)面因素进行综合考(kǎo)虑(lǜ)。