中国主要动力煤矿区的灰熔点

1、中国主要动力煤矿区的灰熔点煤炭科学研究总院北京煤化学研究所李瑞陈文敏摘要本文以中国煤种资源数据库为基础 ,型矿区煤的灰熔点及其变化原因 。关键词动力煤矿区灰熔点利用统计分析方法研究了中国 20 个大型和特大中国是世界产煤大国 , 1996 年生产原煤 13174亿 t , 其中约有 80 %85 %作为动力用煤 。评价动 力用煤的主要质量指标除了工业分析 、硫分和发热 量以外 , 煤灰熔点也是不可缺少的重要指标 。这是 由于对固体排渣的工业锅炉和气化炉来说 , 要求熔 点中的软化温度 S T 越高越好 , 而液态排渣的工业 窑炉和气化炉则要求灰熔点的流动温度 F T 越低越 好 , 否则就须添

2、加石灰石等助熔剂以降低其流动温 度 。因此 , 了解我国主要动力煤矿区的灰熔点 , 无论对电力 、建材 、燃料 、机械或化工等部门的工业 锅炉和窑炉选择合适的动力用煤都有十分重要意义 。兹将我国年产 500 万 t 以上的大型和 1 000 万 t 以上的特大型动力煤矿区的灰熔点变化情况综述 于后 。高 , 导致其灰熔点较低 , 且各矿井的灰熔点均相差不大 。据统计结果表明 , 大同局的煤灰变形温度D T 平均 1 149 , 软化温度 S T 1 202 , 流动温 度 F T 1 255 , 属较低熔点煤 。(2) 平朔矿区 。平朔安太堡露天煤矿是国内最 大的露天矿 , 设计年产原煤能力

3、1 500 万 t , 1996年实产原煤 1 200 多万 t , 产煤牌号为气煤 , 由于 灰分较高 , 硫分也在 1 %以上 , 所产原煤洗选后全部作为国内外的发电和工业锅炉 、窑炉等动力用煤 。成 煤 时 代 为 石 炭 、二 叠 纪 , 煤 灰 成 分 中 的Al2 O3 含量较高 , 灰熔点也高 , 其变形温度 D T 平 均在 1 400 以上 , 软化温度 S T 和流动温度 F T均在 1 450 以上 , 最高可达 1 500 以上 , 属难熔性煤灰 。(3) 阳泉矿区 。阳泉是我国年产原煤 1 600 多 万 t 的特大型矿务局 , 产煤类别为年轻无烟煤 , 主要供华北及

4、华东等地区的发电 、工业锅炉和民用燃料 , 部分洗煤供高炉喷吹 , 块煤供小化肥厂造气使 用 。成煤时代亦为石炭 、二叠纪 , 其 煤 灰 成 分 以SiO2 和 Al2 O3 为主 , 故 其 灰 熔 点 较 高 , D T 平均1 242 , S T 和 F T 均大于 1 500 。锅炉中燃烧 时不易结渣 。(4) 西山矿区 。西山局也是华北地区的特大型 矿务局之一 , 除近几年投产的古交煤田各矿井以产炼焦煤为主外 , 官地 、白家庄和杜儿坪等老矿井均 为低 挥 发 分 的 贫 煤 和 贫 瘦 煤 类 , 年 产 原 煤 1 700多万 t 。其中有一半以上作为动力原煤 , 产煤也供华北

5、区1华北区是我国煤炭储量和产量最大的地区 ,到1996 年底止 , 在全国 1 万多亿 t 的煤炭保有储量中 , 华北地区即占 50 %强 , 当年华北地区的原煤 产量亦占全国的 37 %左右 , 其总产量达 5 亿 t 以 上 。因此 , 华北区是我国的主要煤炭生产基地 。(1) 大同矿区 。大同是我国最大的动力煤矿 区 , 产煤类别为弱粘煤 , 全局年产原煤 3 700 多万 t , 产煤远销全国 20 多个省 、市 、自治区及外贸出口 , 主要供发电 、机车 、建材 、造气 、工业锅炉 、窑炉以及民用燃料 , 其低位发热量Q net ,ar 一般 达23 25 MJ / kg ( 5 5

6、00 6 000 kcal/ kg) 以上 , 是S T 和 F T 均在 1 500 以上 , 为高熔点不易结渣的煤灰 。(5) 潞安矿区 。潞安局是年产原煤 1 000 万 t 以上的特大型矿务局 , 除少部分为生产炼焦煤矿井 外 , 王庄和常村等大型矿井均生产低挥发分的贫煤 和贫瘦煤 , 主要供发电 、工业锅炉和窑炉使用 。成 煤时代为石炭 、二叠纪 , 其煤灰成分中的 Al2 O3 含 量高 , 导致其灰熔点也高 , 除 D T 平均为 1 368 以上 , S T 和 F T 均在 1 500 以上 , 是低灰 、低 硫 、高熔点的优质动力用煤 。(6) 平庄矿区 。平庄局位于内蒙古

7、自治区赤峰 市境内 , 是我国最大的褐煤生产矿区 , 年产褐煤 (少数为火成岩 变 质 形 成 的 不 粘 煤 、长 焰 煤) 700 多万 t , 产煤主要供辽宁省及附近的电厂使用 。成 煤时代为晚侏罗纪 。因煤灰中的 Al2 O3 含量较低 , SiO2 高 灰 60 %左 右 , 故 其 灰 熔 点 不 高 , D T 、S T 和 F T 分别为 1 171 、1 252 和 1 380 。是中 等偏低熔点煤 。(7) 霍林河矿区 。霍林河矿务局是内蒙古东部 地区的大型褐煤矿区之一 , 年产原煤 500 多万 t , 产煤大部分供通辽电厂使用 。成煤时代亦为中生代 的晚侏罗纪 , 煤灰

8、成分中的 Al2 O3 含量低 ( 20 %左 右) , SiO2 含 量 高 ( 65 % 左 右 ) , 煤 灰 熔 点 中 的 D T 、S T 和 F T 的温度分别为 1 240 、1 280 和区的主要动力煤矿区 , 且随着新井的不断建成投产 , 年产煤还将增加 。产煤类别为长焰煤 , 但挥发 分平均在 35 %左右 , 即其中有部分为不粘煤 。产 煤大部分供清河电厂及附近电厂使用 , 部分供机 车 、工业锅炉 、窑炉和建材行业使用 。成煤时代为晚侏罗纪 , 其煤灰 成 分 中 也 是 Al2 O3 较 低 而 SiO2 高 , 但平 均 灰 熔 点 高 于 阜 新 矿 区 的 长

9、 焰 煤 , 其 D T 、S T 和 F T 的平均温度分别为 1 307 、1 351和 1 395 , 是较高熔点煤 。(3) 双鸭山矿区 。双鸭山矿务局是黑龙江省产 动力煤为主的特大型矿务局 , 年产原煤 1 000 多 万 t 。产煤牌号有长焰煤 、气煤以及 1/ 3 焦煤等年轻 烟煤 , 除少数作为炼焦煤以外 , 其余绝大部分都作为附近地区的电厂 、机车 、工业锅炉和窑炉用煤 。成煤 时 代 为 晚 侏 罗 纪 , 因 煤 炭 成 分 中 SiO2 高 达56 % , Al2 O3 为 22 % , 故 其 煤 灰 熔 点 相 对 较 高 , D T 、S T 和 F T 温度分别

10、为 1 310 、1 340 和 1390 , 基本能满足电厂 、工业锅炉和窑炉的需要 。(4) 鹤岗矿区 。鹤岗矿是墨龙江省的特大型矿务局之一 , 年产原煤 1 300 多万 t 。全局除部分供 炼焦以外 , 其余大部分都作为附近地区的电力 、机车和工业锅炉 、窑炉用煤 。产煤牌号以气煤 、1/ 3焦煤和长焰煤为主 。成煤时代为晚侏罗纪 , 煤灰成 分中 SiO2 含 量 达 60 %以 上 , Al2 O3 为 20 %左 右 , 煤灰熔点较高 , D T 为 1 291 , S T 和 F T 则分别 高至 1 4000 和 1 451 。1 420 , 属中等灰熔点煤 ,1 350 仍

11、有一定距离 。但与电厂要求的 S T <2东北区东北区是煤炭储量最少 ,3华东区(1) 徐州矿区 。徐州矿务局为年产原煤 1 200但产量较大的地区 ,其保有 储 量 只 占 全 国 的 3 % , 而 产 量 却 占 全 国 的14 % 。全区 1996 年的原煤总产量近 118 亿 t 。产煤 的特点是硫分低 ( 平均低于 0140 %) , 挥发分高 , V daf 平均达 35 %以上 , 且以动力用煤比例较大 。(1) 阜新矿区 。阜新矿务局是辽宁省的主要动 力煤矿区之一 , 年产原煤 1 100 多万 t 左右 , 产煤 类别为长焰煤 , 挥发分高 , 主要 供 附 近 电

12、厂 、机 车 、工业锅炉 、窑炉和气化炉使用 。块煤也供烤烟 及民用 。成煤时代为中生代的晚侏罗纪 。煤灰成分 中 Al2 O3 含量低而 SiO2 含量高 , 其煤灰熔点偏低 , D T 、S T 和 F T 的平均温度分别为 1 136 、1 203和 1 300 , 属较低灰熔点煤 。(2) 铁法矿区 。铁法矿务局是 1960 年后才开 发的新矿区 , 现年产原煤 1 400 多万 t , 是东北地42多万 t 的特大型矿务局 , 产煤牌号以气煤和气肥煤等高挥发分烟煤为主 , 除部分作为炼焦煤以外 , 其余大部分作为动力用煤 , 主要供华东地区的电力 、工业锅炉和窑炉用煤 , 成煤时代为

13、石炭二叠纪 , 煤灰中 Al2 O3 含 量 较 高 , 达 30 % 以 上 , SiO2 接 近50 % , 煤灰熔点中等 , D T 为 1 169 , S T 及 F T分别为 1 289 和 1 318 。(2) 淮南矿区 。淮南矿务局是华东地区的特大 型矿务局 。年产原煤 1 300 多万 t , 产煤牌号以气 煤和 1/ 3 焦煤为主 , 除部分矿井煤经洗选后作炼焦 煤用以外 , 大部分都作为电力 、机车 、建材 、机械等工业锅炉和窑炉等动力用煤 , 炼焦副产品洗混煤 等产品也作为动力用煤使用 。产煤主要供华东地区 各电厂等用煤大户以及燃料公司等单位 。成煤时代的 Al2 O3

14、含量高达 35 %以上 , SiO2 高至 50 %以上 ,故其灰熔点较高 , D T 、S T 和 F T 分别高至 1 440、1 475 和 1 475 , 完全能满足电厂和各种 锅炉 、窑炉的需要 。(3) 淮北矿区 。淮北矿务局是华东地区产煤量 最多的特大型矿务局 。年产原煤 1 700 多万 t , 产 煤牌 号 复 杂 , 气 煤 、1/ 3 焦 煤 、肥 煤 、焦 煤 和 瘦 煤 、贫瘦煤等煤种均有 , 其主要原因是成煤过程中 受火成岩侵入的影响所致 。每年除 450 万 t 左右的精煤供炼焦外 , 其余绝大部分为电力 、机车 、建材 和燃料公司作动力用煤 。成煤时代与淮南矿区

15、相 同 。煤灰成分也是 Al2 O3 和 SiO2 较高 , 两者分别 高至 35 %和 48 %左 右 , 煤 灰 熔 点 也 高 , D T 、S T 和 F T 分别为 1 390 、1 402 和 1 422 , 能满足各种电力 、工业锅炉和窑炉的需要 。(4) 兖州矿区 。兖州矿务局是 70 年代才大规 模开发的特大型矿区 , 年产原煤 1 800 多万 t , 产 煤牌号以气煤为主 , 产煤除部分供炼焦以外 , 大部 分作为发电 、工业锅炉和窑炉的动力用煤 。成煤时代为 石 炭 、二 叠 纪 。煤 灰 成 分 中 以 Al2 O3 和 SiO2 为主 , 前 者 含 量 达 30

16、%以 上 , 后 者 在 45 %以 上 , 故其平均灰熔点较高 , D T 为 1 293 , S T 和 F T成分 中 Al2 O3 和 SiO2 含 量 较 高 , 前 者 在 30 % 35 % 以 上 , 后 者 为 45 % 左 右 , 煤 灰 熔 点 较 高 , D T 为 1 410 , S T 和 F T 分别为 1 432 和 1 445, 为高熔点煤 , 能满足各种工业锅炉和窑炉需 要 。(3) 鹤壁矿区 。鹤壁矿务局是河南省的大型矿务局 , 年产原煤 500 多万 t , 产煤类别为贫瘦煤和 瘦煤 , 因其粘结性不强 , 故产煤全部供给中南及附近的发电 、机车 、工业

17、锅炉 、窑炉和民用 。成煤时 代为 石 炭 、二 叠 纪 , 煤 灰 成 分 中 以 Al2 O3 和 SiO2较多 , 两者分别为 33 %左右和 40 %以上 , 故煤灰 熔点 较 高 , D T 为 1 310 , S T 和 F T 分 别 为 1450 和 1 461 。完全能满足各种工业锅炉 、窑炉的需要 。5西南区西南区为中 、小型矿区 , 其中四川省和重庆市的动力用煤以松藻和芙蓉等无烟煤矿区为主 , 产量不大 , 且 硫 分 较 高 , 如 松 藻 矿 区 为 年 轻 无 烟 煤 , SiO2 含量在 40 %以上 , Al2 O3 在 30 %左右 , 其灰熔点 D T 、S

18、 T 和 F T 温度分别为 1 306 、1 384、1 425 。能满足电力和工业锅炉 、窑炉的要 求 。芙蓉矿区则是高灰 、高硫年轻无烟煤 。煤灰成分以 SiO2 为主 , 其含量达 45 % 50 % , Fe2 O3 高 达 20 %左 右 , 灰 熔 点 较 低 , D T 为 1 111 , S T和 F T 分别为 1 163 和 1 243 , 锅炉中燃烧时 较易结渣 。分别高达 1 435 和 1 447 , 属较高熔点煤 ,全能满足电力和各种工业锅炉及窑炉的需要 。完中南区4中南地区除河南省的义马 、郑州和鹤壁等矿区属大 型 矿 区 以 外 , 其 余 两 湖 、两 广

19、和 海 南 等 省(区) 均为中 、小型矿区 。(1) 义马矿区 。义马矿务局是中南区产煤量最 大的矿务局 , 年产原煤 900 多万 t , 其中以作动力 用的长焰煤为主 , 约占全局产量的 80 % , 焦煤约 占 20 %弱 。长 焰 煤 的 成 煤 时 代 为 早 、中 侏 罗 纪 , 主要供中南地区各省 (区) 的发电 、工业锅炉和窑炉用煤 。煤灰成分中的 Al2 O3 含量较低 , 一般都在20 %以下 , SiO2 则在 45 % 60 %之间 , 其灰熔点 较低 , D T 为 1 120 , S T 和 F T 分别为 1 200 和 1 250 , 属较低熔点煤 。(2)

20、郑州矿区 。郑 州 矿 务 局 是 河 南 省 的大型 矿务局 , 年产原煤 700 多万 t , 以贫煤和无烟煤为6西北区西北区除新兴的神华集团公司的开发规模较大和老矿区铜川矿务局的原煤产量达 500 多万 t 以外 , 其他为中 、小型动力煤矿区 。(1) 神华集团公司 。神华集团公司主要开发陕 西省的神木 、府谷 、榆林等矿区和内蒙古东胜矿 区 。远景规划可年产动力用煤 6 000 多万 t , 目前 已建成的矿井总设计能力为 750 多万 t / 年 , 其中 神府公司已建的大柳塔矿井的设计能力为 600 多万 t / 年 , 东胜公司的马家塔 、乌兰木伦和武家塔 3 个矿井 ( 露 天 矿 ) 的 总 设 计 能 力 为 150 多 万 t / 年 。这些矿井的产煤类别均为不粘煤和弱粘煤 、长焰(上接第 43 页)中的 CaO 含 量 较 高 , 多 在 20 % 以 上 , SiO2 为35 %40 %左右 ,Al2 O3 较低 ,一般在 15 %20 %之 间 , Fe2 O3 也 多 在 10 %左 右 , 故 煤 灰 熔 点 较 低 , D T 在 1 150 左右 , S T 平均 1 200 左右 , F T 约为 1250 左右 ,在锅炉和气化炉中运转时易于结渣 。(2) 铜川矿区 。铜川矿务局是陕西省最大的动 力煤矿区 ,