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煤炭燃燒知識

信息來源于:東莞騰輝能源有限公司 發(fā)布于:2023-01-10

一、煤炭燃燒 
  煤中可燃成分(碳、氫、硫等)與空氣中的氧進(jìn)行化學(xué)反應(yīng),放出大量的熱并生成煙氣和灰渣的過程。

  煤的燃燒過程必須具備3個條件: 
  (1)供應(yīng)燃燒所需的空氣量,為使煤中的可燃成分完全燃燒,全部轉(zhuǎn)化成CO2、SO2、H2O氣體產(chǎn)物,所需的最低空氣量稱為理論空氣量。由于煤和空氣不可能達(dá)到理論的完善混合,實際上供應(yīng)的空氣量大于理論空氣量。實際空氣量與理論空氣量之比稱為空氣過剩系數(shù)。 
 ?。?span>2)保持高溫環(huán)境,提高煤炭燃燒溫度有利于加速燃燒反應(yīng)和著火的穩(wěn)定性,還可減少化學(xué)和機(jī)械不完全燃燒損失。預(yù)熱鼓風(fēng)鍋爐可改善熱力條件,有利于燃燒高水分、高灰分的劣質(zhì)燃燒;液態(tài)除渣旋風(fēng)爐溫度高達(dá)1760~1800,大大強(qiáng)化燃燒過程;固態(tài)排渣爐爐溫受煤灰熔融性的制約,通常不超過 1200~1350。 
 ?。?span>3)燃料和空氣充分混合與良好接觸,為保證燃料和空氣充分混合與良好接觸,主要措施有減少煤的粒度以增加煤的反應(yīng)表面積、加壓燃燒、調(diào)整氣流運(yùn)動等。 
  煤炭燃燒方式可分層狀燃燒、懸浮燃燒、旋風(fēng)燃燒和流化床燃燒4種,燃燒設(shè)備分別為層燃爐、煤粉爐、旋風(fēng)爐和流化床燃燒爐。 
二、煤炭燃燒主要指標(biāo) 
  燃燒主要是煤的化學(xué)能向熱能的轉(zhuǎn)換過程,故要求煤燃燒時放熱越多越好,即熱效率越高越好。但熱效率的高低受許多因素所控制,主要有燃燒設(shè)備的性能與操作、燃燒方式、煤的成分和質(zhì)量等。對于既定的燃燒設(shè)備來講,其燃燒方式也是確定的,因此,影響熱效率高低的主要因素就是煤質(zhì)問題。燃燒用煤的質(zhì)量要求主要有以下指標(biāo): 
  1.炭的粒度組成:包括粒度的上下限、各粒級所占的比例、粒度的均勻性、限下率及粒級寬窄等指標(biāo)。粒度組成是影響熱效率的重要因素,無論采用哪種燃燒方式的爐窯設(shè)備,均要有比較理想的粒度組成。粒度過大或過小,均會導(dǎo)致物理性不完全燃燒熱損失的增加,且污染環(huán)境。 
  2.燃料比(FR):指單位煤炭中固定碳含量(FC,%)和揮發(fā)分含量(V,%)的比值,即:FP=FC/V。FR的大小直接影響到煤炭的著火點(diǎn)、火焰高度和火力強(qiáng)度,因而是影響煤炭在鍋爐中燃燒性能的重要參數(shù)。當(dāng)燃料比FR值較大時,表明煤的變質(zhì)程度高,燃點(diǎn)高,火焰短,火焰強(qiáng)度大,燃盡困難,物理性不完全燃燒熱損失較大;當(dāng)FR值比較低時,則表明所用煤炭變質(zhì)程度低,燃點(diǎn)低,火焰長,火焰強(qiáng)度小,揮發(fā)分含量高,燃燒時煙氣量大,化學(xué)性不完全燃燒熱損失增加,且對環(huán)境污染嚴(yán)重。因此要根據(jù)燃燒設(shè)備的大小和類型,采用配煤和制造型煤的方法來調(diào)整和確定合理的FR值。對層燃爐一般取FR=1.5~2.0。 
  3.煤的發(fā)熱量:煤的發(fā)熱量是鍋爐設(shè)計的主要依據(jù),不同型號的鍋爐對發(fā)熱量有不同的要求,高的可達(dá)6000~7000kcal/Kg,低的只有800~2500 kcal/Kg(如沸騰爐),差值很大。但對既定的鍋爐,供應(yīng)煤的發(fā)熱量必須符合設(shè)計要求,波動范圍不能過大。所以要保證煤炭發(fā)熱量的穩(wěn)定,就應(yīng)選擇合適的煤種,不能經(jīng)常變動。否則就會降低鍋爐熱效率,甚至影響鍋爐的運(yùn)行安全。 
  4.煤的粘結(jié)性:該指標(biāo)一般以焦渣特征來表示。焦渣特征指數(shù)越大,煤的粘結(jié)性越強(qiáng),就越易熔融粘結(jié)成塊,使?fàn)t內(nèi)煤層孔隙率增加,灰渣中的物理性不完全燃燒熱損失增加;若焦渣特征指數(shù)太小,呈粉末狀,則會堵住空隙妨礙空氣流動,使燃燒不充分,飛灰中物理性不完全燃燒熱損失增加。對層燃爐,選用焦渣特征指數(shù)為3~5的弱粘結(jié)性煤種較為理想。 
  5.灰熔點(diǎn):它對鍋爐的熱效率、運(yùn)行及完全性的有很大的影響。灰熔點(diǎn)的高低,與煤灰的組分有很大關(guān)系。當(dāng)灰熔點(diǎn)低時,燃燒時易結(jié)渣。對層燃爐來說,煤灰結(jié)渣后,通風(fēng)阻力增加,物理性不完全燃燒熱損失上升,熱效率下降,破壞了正常燃燒的工況;對煤粉來說,易使?fàn)t膛內(nèi)壁爬渣,在高溫對流過熱的管子上搭橋,使燃燒狀況惡化,嚴(yán)重時還會引起鍋爐爆炸。因此,為保證鍋爐運(yùn)行安全,應(yīng)采用液態(tài)排渣,若不能液態(tài)排渣,要求其灰熔點(diǎn)ST<1350。當(dāng)灰熔點(diǎn)過高時,在層燃爐中煤灰呈粉末狀,渣塊小,透氣性差,對燃燒不利。 
  6.煤的成份:主要是指煤中的水分、灰分和硫分等指標(biāo)。水份和灰份是煤中的無用雜質(zhì),其含量高低直接影響到煤的發(fā)熱量和燃燒效率。原則來講,二者的值越低越好,具體取值范圍依煤炭燃燒方式、設(shè)備等因素確定。硫為煤中的有害雜質(zhì),在煤燃燒過程中與O2反應(yīng)生成硫的氧化物(SOX),不僅腐蝕設(shè)備,而且污染環(huán)境。對高硫煤在燃燒前需進(jìn)行脫硫處理和回收利用。

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