火电厂用的煤炭质量对锅炉设计和生产过程都是重要的基本依据。燃料煤的特性包括两个方面:一是煤特性,二是灰特性。煤特性指煤的水分、灰分、挥发分、固定碳、元素含量(碳、氢、氧、氮、硫)、发热量、着火温度、可磨性、粒度等。这些指标与燃烧、加工(例如磨成煤粉)、输送和储存有直接关系。
分类
根据煤化程度的深浅(即含碳量的多少,成煤地质年代长短),可将煤大致分为泥炭、褐煤、烟煤和无烟煤四大类。
煤的性能指标
1
发热量,是指单位质量的煤完全燃烧时所释放出的热量。符号为Q,单位为kJ/g或MJ/kg。
2
灰分,是衡量煤质的重要指标之一,符号为A。 煤中灰分含量越高,其可燃成分相对减少,发热量降低,燃烧温度下降,燃烧不稳定,不利于煤粉的着火与燃尽,使锅炉燃烧效率下降。
3
水分,煤中全水分(Mt)可分为外在水分(Mf)和内在水分(Minh)两部分。
4
挥发分,对煤的着火和燃烧都有较大的影响,是电厂用煤的主要指标。挥发分高的煤,着火点低、易于着火、燃烧速度快而稳定,但火焰温度较低。
5
煤粉细度是表征煤粉中各种大小粒度煤的质量百分数。通常煤粉颗粒的大小在1μm到300~500μm之间,其中以20~50μm的颗粒最多。
a——筛子上剩余的煤粉质量,g;
b——通过筛子的煤粉质量,g。
Rx的数值称为该煤粉的细度。
6
可磨性,用以表征煤磨制成粉的难易程度。
不同煤种磨到相同细度所消耗的能量是不一样的,可利用哈氏可磨性指数HGI来表示煤的这种性质。
7
熔融性,就是表征煤灰在受热时转化为塑胶状态时,其粘塑性变化的一种性质。
动力煤通常有以下四种基准:
(1)收到基准(ar):含全水分的原煤。
(2)空气干燥基准(ad):除去外在水分的煤。
(3)干燥基准(d):除去全水分的煤。
(4)干燥无灰基准(daf):除去水分和灰分的煤。
四种基准工业分析结果的组成百分含量表示如下:
收到基
空气干燥基
干燥基
干燥无灰基
煤的元素分析是指组成煤中有机质的碳、氢、氧、氮、硫五种元素的含量。
工业分析的可燃成分恰好等于元素分析碳、氢、氧、氮、硫五个元素含量的总和。
发热量的三种表示法
1弹筒发热量
弹筒发热量(Qb)是实验室内用“氧弹式量热计”测定的实测值。
将约1g煤样置于氧弹中,在有充足氧的条件下燃烧,然后使燃烧产物冷却到煤样的原始温度,在此条件下单位质量的煤所放出的热量,即为弹筒发热量。
2高位发热量
煤在燃烧炉的常压空气流中燃烧时,煤中硫生成二氧化碳,氮变为游离氮,若使燃烧产物冷却到煤的原始温度20~25℃,则水呈液态。这时所放出的热量成为高位发热量(Qgr)。
3低位发热量
由高位发热量减去水的汽化热,即得到低位发热量(Qnet)。
低位发热量是表示燃煤真正可利用的有效发热量。
标准煤耗
在工业热力计算中,由于供燃烧的煤含有全水分,所以必须用收到基低位发热量作为计算的依据。
为了衡量电厂对能源的消耗,便于比较和管理,规定以收到基低位发热量29.27MJ/kg为统一的换算单位,即每29.27MJ/kg的热量可换算成1kg标准煤。
本系列下期推送电力用油
to be continued
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