工程科技配煤技术讲座课件

配煤技术讲座

武建军

中国矿业大学E-mail:jjuw@163.com2006.8销售部门培训配煤技术讲座销售部门培训1中国煤炭资源丰富，煤种齐全，储量占世界第三。据地质勘探部门报导，全国煤炭预测储量达数万亿吨，目前探明的保有储量达10,000亿吨以上。但我国煤炭储量的地区分布很不均匀，其中以华北地区的煤炭储量最多，约占全国已探明保有储量的50%左右，西北地区亦占全国储量的30%，该两地区的煤炭总储量已占全国的80%以上，储量占全国第一位的西南区还不到9%，华东区更少，只占全国的5%左右，储量最少的中南和东北两区均不到全国的3%。一.配煤的意义1.中国煤炭资源分布情况中国煤炭资源丰富，煤种齐全，储量占世界第三。据地质2[工程科技]配煤技术讲座课件3按我国煤炭储量中的煤种来看，以动力用煤的比例较大，占全国的70%以上，炼焦用煤不到30%。在动力用煤中，以不粘煤和长焰煤的储量比较大，两者合占全国煤炭储量的1/4以上，且主要集中在华北和西北地区。在炼焦煤中，以气煤和1/3焦煤的储量比最高，几乎占全国炼焦煤资源的一半；肥煤资源最少，只占全国炼焦煤储量的1/8左右；焦煤储量相对稍多，约占全国炼焦煤的20%以上；瘦煤和贫瘦煤约占全国炼焦煤的15%。中国煤种分布情况中国煤种分布情况42.中国煤炭分配使用情况

据统计，中国约有80%以上的商品煤量直接或间接作为燃料使用，10%以上作为炼焦用煤，化肥和其它工业用煤以及出口煤总计不到10%。

2.中国煤炭分配使用情况据统计，中国约有80%以上的商品煤53.神火煤电涉及的煤种—基本特性及其主要用途

无烟煤

无烟煤的特点是固定碳高，挥发分低，纯煤真密度高达1.35~1.90，无粘结性，燃点高，一般达360~420℃左右。燃烧时冒烟少。这类煤又细分为01号（年老）、02号（典型）和03号（年轻）三个小类。无烟煤主要供民用和作合成氨造气的原料；低灰、低硫，且质软易磨的无烟煤，不仅是理想的高炉喷吹和烧结铁矿石用的还原剂与燃料，而且还可以作制造各种碳素材料如碳电极、炭块，活性炭、滤料等原料；某些无烟煤制成的航空用型煤还可用于飞机发动机和车辆马达的保温。3.神火煤电涉及的煤种—基本特性及其主要用途无烟煤无烟煤6

贫煤

贫煤是烟煤中变质程度最高的一小类煤、不粘结或呈现微弱的粘结在层状焦炉中不结焦。发热量比无烟煤高，燃烧时火焰短，耐烧，但燃点也较高，仅次于无烟煤，一般在350~360℃左右。主要作为电厂燃料，尤其是与高挥发分煤配合燃烧时更能充发挥其热值高又耐烧的优点。一般也可作民用及工业锅炉的燃料。贫煤贫煤是烟煤中变质程度最高的一小类煤、不粘结或7贫瘦煤贫瘦煤是炼焦煤中变质程度最高的一种，其特点是挥发分较低，但其粘结性仅次于典型瘦煤。单独炼焦时，生成的粉焦多；在配煤炼焦时配入较少比例时也能起到瘦煤的瘦化作用，对提高焦炭的块度起到良好的作用。这类煤也是发电、机车、民用及工业炉窑的燃料。贫瘦煤8瘦煤瘦煤是具有中等粘结性的低挥发分炼焦煤。炼焦过程中能产生相当数量的胶质体，Y值一般在6~10mm左右。单独炼焦时能得到块度大、裂纹少、抗碎强度较好的焦炭，但其耐磨强度较差，其作为配煤炼焦使用较好。高硫、高灰的瘦煤一般只用电厂及锅炉燃料。神火煤电涉及的煤种－基本特性及其主要用途

瘦煤神火煤电涉及的煤种－基本特性及其主要用途94.配煤的必要性(1)动力配煤

随着各种高效率工业锅炉的开发和动力用煤数量需求的不断增加，对燃煤的性质要求日益提高，一种工业锅炉往往是以燃用性质合适的煤，才能发挥最大的燃烧效率和显著减少对环境的污染，而煤的性质又十分复杂，从以上的分析看出，某些特定性质的煤又常因受资源和地区的限制，经常不能满足某些按一定煤种而设计的燃煤锅炉的技术要求。对动力用煤可用几种不同性质的煤进行混合而得到一定特性的燃料煤，这种根据工业锅炉对煤质的特定要求，将几种不同性质的单种煤，按一定比例进行配伍而得到一种对锅炉燃烧最有利的燃料煤，就称为动力配煤。4.配煤的必要性(1)动力配煤10目前，我国的工业锅炉数量已达40~50万台，蒸发量约80~100万吨，年耗煤量达3~4亿吨，约占全国煤炭消耗总量的1/3左右，这些锅炉平均运行热效率只为60%~65%，其中占工业锅炉总量的40%小型锅炉有不少热效率还达不到60%，每年浪费煤炭约3000多万吨，造成锅炉热效率不高，煤炭浪费的因素有多种，如锅炉设备陈旧、运行操作不当、燃煤与锅炉设计要求不符等。目前，我国的工业锅炉数量已达40~50万台，蒸发量约80~111过去，一般认为工业锅炉烧什么煤都行，从而形成有什么煤就烧什么煤的概念，而过去许多锅炉的设计和生产企业，有不少是按某些烟煤的质量进行设计和生产，但实行上大量使用锅炉的用户又不可能得到与设计要求质量一致的煤炭，只能是有什么煤就烧什么煤，当发现锅炉结构与燃煤性质不适应时，就得对锅炉进行改造，甚至有新买来的锅炉还未安装使用，就得改造，有的锅炉由于使用的煤炭经常变化，质量很不稳定，使司炉工人无所适从，这就必然造成锅炉燃烧效率低等情况。过去，一般认为工业锅炉烧什么煤都行，从而形成有什么12针对以上问题，从70年代末到80年代初，上海、天津等一些工业锅炉比较集中的大城市就曾采用好煤次煤搭配或不同性质煤炭混合，向用户供应质量相对稳定的煤炭，这种初步的配煤办法，很受用户欢迎。到90年代全国已建成动力配煤生产线200余条，年配煤量已达2000~3000万吨，其中以天津、北京等大城市比较集中，这些大城市年配煤量已近1000万吨。针对以上问题，从70年代末到80年代初，上海、天津等一些工业13(2)炼焦配煤在炼焦时采用配煤技术，一方面由于煤炭分布造成的，更重要的是，要炼出优质的焦炭，必须采用配煤技术。(2)炼焦配煤14各粘结烟煤所得焦炭强度波动情况煤类煤样数焦炭强度粉焦率F10/%M40/%M10/%肥煤1972.788.828.822.993.490.95焦煤42`75.074.9610.931/3焦煤4166.578.4611.523.384.582.36瘦煤1466.369.1618.768.1017.8212.44气煤2050.9714.8614.965.3310.849.21气肥煤441.9520.8818.383.395.951.52贫瘦煤1352.675.2030.71.5670.1521.811/2中粘煤448.852.1930.901.9844.8520.51弱粘煤950.1010.3230.304.1067.8426.22各粘结烟煤所得焦炭强度波动情况煤样数焦炭强度粉焦率M40/%15由焦煤炼制的焦炭有着较高的抗碎强度，M40值平均大于75%，波动范围也较小，标准差仅4.96%；肥煤和1/3焦煤的焦炭强度M40均明显低于焦煤，但由肥煤炼制的焦炭耐磨强度M40值最低，粉焦率也最少，波动范围也最小。在主要炼焦煤中瘦煤的抗醉强度和耐磨强度最差。气肥煤的特点是粉焦率较低，但强度较差。由焦煤炼制的焦炭有着较高的抗碎强度，M40值平均大于75%，16焦煤是一种结焦性较强的炼焦煤，挥发分（Vdaf）一般在16%~28%之间。加热时能产生热稳定性很高胶质体。单独炼焦时能得到块度大、裂纹少，抗碎强度和耐磨强度都很高的焦炭。但单独炼焦时膨胀压力大，有时易产生推焦困难。一般以作为配煤炼焦使用较好。焦煤是一种结焦性较强的炼焦煤，挥发分（Vdaf）一般在16%17肥煤是中等挥发分及中高挥发分的强粘结性炼焦煤，其挥发分多在25%~35%左右。加热时能产生大量的胶质体。单得炼焦时能生成熔融性好、强度高的焦炭，耐磨强度比相同挥发分的焦煤炼出的焦炭还好。它是配煤炼焦中的基础煤。但单煤炼变时炼出的焦炭有较多的裂纹，焦根部分常有蜂焦。

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1/3焦煤是中等偏高挥发分的较强粘结生炼焦煤，相当于原煤分为类中的2号肥气煤及部分2号肥焦煤，也有少量粘性较好的1号肥气煤和1号肥焦煤。它实质上是一种介于焦煤、肥煤和气煤之间的过渡煤。在单煤炼焦时能生成熔融性良好，强度较高的焦炭。焦炭的抗碎强度接近肥煤，耐磨强度则又明显地高于气肥煤和气煤。因此它既能单煤炼焦供中型高炉使用，也是良好的配煤炼焦的基础煤。在炼焦时配入量可在较宽范围内波动而能获得高强度的焦炭。1/3焦煤是中等偏高挥发分的较强粘结生炼焦煤，相当19

气肥煤是一种挥发分和胶质体厚度都很高的强粘结性炼焦煤。有人称之为液肥煤。结焦性高于气煤而低于肥煤，胶质体强多但较稀薄（即胶质体的粘稠度小）。单煤炼焦时能产生大量和煤气和液体化学产品。它最适合于高温干馏制造城市煤气，也可用于配煤炼焦以增加化学产品的收率。这类煤的成因特殊，煤炭成分中以树皮等稳定组分较多，且多形成于晚二叠世乐平统。气肥煤是一种挥发分和胶质体厚度都很高的强粘结性炼焦煤20气煤是一种变质程度较低，挥发分较高的煤焦煤，结焦性较强，加热时能产生较高的煤气和较多的焦油。胶质体的热稳定性较差，也能单独结焦。但焦炭的抗碎强度和耐磨强度多低于其它炼焦用煤牌号。焦炭多呈细长条而易碎，并有较多的纵裂纹。一般在配煤炼焦时多配入气煤后可增多煤气和化学产品的产率。有的气煤也可单独高温干馏来制造城市煤气。气煤是一种变质程度较低，挥发分较高的煤焦煤，结焦性较强，加热21

1/2中粘煤相当于原分类中的一部分1号肥焦煤和1号肥煤以及粘结性较好的一些弱粘煤，因而它也是一种过渡煤。但这类煤的储量和产量不多。它是挥发分变化范围较宽、中等粘结性的炼焦煤。其中有一部分煤在单煤炼焦时能结成一定强度的焦炭，故要作为配煤炼焦的原料。但单煤炼焦时的焦炭强度差，粉焦率高。故主要可作为气化或动力用煤。我国目前尚未发现单独生产1/2中粘煤的矿井。1/2中粘煤相当于原分类中的一部分1号肥焦煤和1号肥22所以配煤炼焦有以下意义：节约优质结焦煤，扩大炼焦煤源充分利用各单种煤的结焦特性，改善焦炭质量在保证焦炭质量的前提下，增加炼焦化学产品的产率和煤气的发生量对延长焦炉的炉龄和对焦炉操作有利

所以配煤炼焦有以下意义：23煤炭作为燃料使用，一般都应按照就地取材，就近使用的方针，充分利用当地的煤炭资源，特别是一些低质煤和小窑煤都要充分利用，但这些煤往往因为质量较差和质量不稳定，造成使用困难，也使锅炉热效率大大降低，采用动力配煤可以使用户得到质量稳定的煤炭，即使煤炭质量差些，如能保证煤质稳定，用户也可通过改造锅炉和提高司炉工人的操作技术，掌握燃用一定质量煤炭的最佳条件，使质量较差的煤也能充分发挥其作用，使煤的利用效率和锅炉热效率得到提高。另外，在进行配煤时还中使煤中块末分开，将块煤以较高价格供给需用块煤的用户以提高经济效益，这样即可实现煤炭的就近使用，节约运力，物尽其用，使煤炭得到合理的利用。二.动力配煤技术煤炭作为燃料使用，一般都应按照就地取材，就近使用的方针，充分24现代工业锅炉燃烧方式各异，设计制造差别甚大，不同的燃烧方式对煤质也有不同的技术要求。锅炉燃烧方式主要分为三大类：层状燃烧、室式悬浮燃烧沸腾燃烧1.工业锅炉对煤质的要求

现代工业锅炉燃烧方式各异，设计制造差别甚大，不同的燃烧方式对25(1)室式悬浮燃烧

室式悬浮燃烧是指燃料在无炉排的火室内悬浮燃烧方式，这种燃烧方式只能燃烧用煤粉或液体和气体燃料，燃烧时，燃料以空气为载体，从喷嘴喷入火室内燃烧，如煤粉炉、油炉、气炉都属这种方式，如电站的大型煤粉炉，要求煤粉磨得很细（20~50m），对煤质要求不太严格，这类锅炉需煤量大，炉型设计针对性强，燃煤多是定点供应，一般不需采用动力配煤。(1)室式悬浮燃烧26(1)室式悬浮燃烧

室式悬浮燃烧是指燃料在无炉排的火室内悬浮燃烧方式，这种燃烧方式只能燃烧用煤粉或液体和气体燃料，燃烧时，燃料以空气为载体，从喷嘴喷入火室内燃烧，如煤粉炉、油炉、气炉都属这种方式，如电站的大型煤粉炉，要求煤粉磨得很细（20~50m），对煤质要求不太严格，这类锅炉需煤量大，炉型设计针对性强，燃煤多是定点供应，一般不需采用动力配煤。(1)室式悬浮燃烧27(2)沸腾燃烧沸腾燃烧是将燃料布置在布风板（即流化床）上，由强风吹到沸腾状态下的燃烧方式。这种燃烧方式主要用于燃用低质煤，它可以单独烧用高灰分、低挥发分、低热值和水分较高的劣质煤和煤矸石，由于这种燃烧方式可在燃煤中加入脱硫剂（如石灰石等）使煤中硫固定在灰渣中起到脱硫的效果，故高硫煤也可使用，这种燃烧方式所用的煤多为低质煤（4500千卡/kg~4800千卡/kg），但要破碎到8mm以下才能使用。(2)沸腾燃烧28(3)层状燃烧层状燃烧是指燃料在炉排上以固定不动或沿炉排表面移动，但不离开炉排，空气通过炉排与燃料接触进行燃烧的方式。这种燃烧方式只能燃用固体燃料如煤、煤矸石等，使用层状燃烧的有手烧炉、链条炉、往复炉等。动力配煤主要是针对这种燃烧方式的锅炉。(3)层状燃烧29现仅就采用层燃方式的工业锅炉对煤质的要求及煤质对锅炉燃烧及运行的影响简述于下：1）水分：煤的水分对于层燃锅炉运行是有利用有弊，适当的外在水分可将煤粉粘合在一起，防止煤粉的飞扬和下漏，减少煤在使用中的损失，在燃烧中水分蒸发后，要使煤层疏松，孔隙增加，使通风均匀，有利于煤的燃烧，但水分过多，煤的发热量降低，而且因吸热带走热量，使炉温降低，同时还要加大排烟热损失，使锅炉效率降低。一般认为，煤的外在水分应根据煤的粉末含量而定，如煤粉过多，外加水量就应多些，当<6mm的煤粉含量在20%~40%时，添加外水量以6%~8%为宜。现仅就采用层燃方式的工业锅炉对煤质的要求及煤质对锅炉302）灰分：由于灰分在煤燃烧时因分解吸热使煤难于着火和使炉温降低，灰分在煤燃烧中还能形成灰壳，使煤难以燃尽，因此燃用高灰分煤，锅炉热效率普遍降低。如对燃用发热量较高的烟煤时，灰分与锅炉热效率相关的经验公式为：=80+0.17Aar-0.017(Aar)2/%式中——锅炉热效率，%；Aar——燃煤收到基灰分，%。当煤中灰分为10%时，其热效率最高可达设计能力的80%；当灰分为20%时，热效率降为76.6%；如灰分为40%，热效率降为59.6%；如灰分为50%，以无相应的强化燃烧措施，热效率就降为46%。但当灰分过低时，在燃烧中又可能因剩下的灰渣难以覆盖炉排，以致烧坏炉排而影响锅炉的正常运行。2）灰分：由于灰分在煤燃烧时因分解吸热使煤难于着火和使炉温降313）挥发分：挥发分是评价动力用煤的重要指标。在层燃锅炉中燃用高挥发分煤时常会看到起火过早而后部断火，有时还会冒出黑烟，当燃用低挥发分煤时，又会推迟着火、燃尽时间长、燃烧不透，造成炉渣含碳量过高的现象，在设计锅炉时就必须根据煤的挥发分高低，对炉拱形状、炉排长短、炉膛容积等采取相应的对策，但工业锅炉一般要求煤的挥发分要高一些，煤的干燥无灰基挥发分以20%~30%较好。3）挥发分：挥发分是评价动力用煤的重要指标。在层燃锅炉中燃用324）发热量：发热量高的煤不一定热能利用率就高，它还必须与锅炉的炉型相适应，才能提高锅炉的热效率以充分利用煤的热能。如锅炉是按高热值煤设计的，而实际是烧用低热值煤，就会因炉温低而燃烧困难，煤的燃烧效率低，锅炉的热效率就不可能提高，相反如锅炉是按低热值煤设计，而使用是高热值煤，使锅炉的冷水系统不能把热迅速带走，就会使炉膛温度过高，甚至造成结焦、结渣或烧坏炉排、炉门而影响锅炉的正常运行。所以煤的发热量高低必须严格适应炉种和炉型的要求。一般工业锅炉使用的煤炭，其发热量以14.63~23.00MJ/kg（3500~5500kcal/kg）较为合适。4）发热量：发热量高的煤不一定热能利用率就高，它还必须与锅炉335）灰熔点：当工业锅炉炉膛温度达到或超过灰渣的软化温度（ST）时，煤炭即会结成渣块，影响通风和排渣，造成局部高温、恶化传热，使灰渣含碳量增高，影响锅炉正常运行。层燃锅炉炉膛温度一般在1350℃左右，通常只要煤炭熔点达到1250℃以上，煤灰就不会结渣。5）灰熔点：当工业锅炉炉膛温度达到或超过灰渣的软化温度（S346）硫分：动力配煤中要求煤的硫分越低越好，一般应控制在1%以下。6）硫分：动力配煤中要求煤的硫分越低越好，一般应控制在1%357）结焦性或粘结性：在动力配煤中，结焦性好的煤在燃烧过程中容易鼓泡，结成焦块，使布风不均，炉渣含碳量提高，热效率降低，但没有结焦性的煤，在燃烧后形成的焦未易被烟气带走或从炉排中漏掉，造成燃料的损失。一般可用煤的焦渣特征（1~8级）来表示煤的粘结性，以焦渣特征为2~5级为宜。7）结焦性或粘结性：在动力配煤中，结焦性好的煤在燃烧过程中容368）粒度：层燃锅炉燃烧未加工的原煤不利，因其大小颗粒紧密结合，不易通风，不易着火，辐射热达不到深处，通风阻力增大，影响锅炉的稳定燃烧和动行。经验证明：入炉煤的最大粒度不宜超过30mm，小于6mm的碎煤不超过30%，小于0.2mm的煤粉不超过2.5%，一般层燃锅炉以烧用<25mm的混未煤即可。8）粒度：层燃锅炉燃烧未加工的原煤不利，因其大小颗粒紧密结合37鉴于不同种类的锅炉对煤质有不同的要求，我国在对工业锅炉设计制造中已作了充分考虑，为使锅炉设计制造规范化、系列化和标准化，机械部于1986年提出了我国工业锅炉设计制造用代表性煤种和我国工业锅炉用煤的分类。动力配煤也可以此为依据，配制出适合各类型号锅炉的工业锅炉用煤。鉴于不同种类的锅炉对煤质有不同的要求，我国在对工业锅炉设计制38工业锅炉用煤种分类煤种Vdaf/%Qper.ar/MJ·kg-1Aar/%Mar/%Ⅰ石煤、矸石ⅡⅢ>15<15<15<5.44>5.44~8.36>8.36~11.29>60>50>50<10<10<10褐煤>37~60>8.36~14.64>30>20Ⅰ无烟煤ⅡⅢ>5~10<5>5~10>14.64~20.91>16.73>20.91>25<25<25<10<10<10贫煤>10~20>18.82<25<10Ⅰ烟煤ⅡⅢ>20>20>20>11.29~15.47>15.47~19.65>19.65>40<40<25>7~15>7~15>7~15工业锅炉用煤种分类Vdaf/%Qper.ar/MJ·kg-1392.动力配煤的优化配制和标准化动力配煤的配制是根据不同煤质对锅炉燃烧运行的影响及不同类型锅炉对煤质有不同的技术要求来设计的，动力配煤就是要发挥各个单种煤的特点，克服单种煤不适应燃烧要求的缺点，扬长避短，将各种与燃烧有关的技术指标统一考虑，使原来不适宜单烧的煤，经过合理配制，制成一种或几种适合工业锅炉燃烧的新品种，以达到合理用煤、提高锅炉热效率和节约煤炭之目的。2.动力配煤的优化配制和标准化40动力配煤的原则：1）生产的配煤必须满足工业锅炉的基本要求使煤质与锅炉特点相适应，并能保证配煤质量有相对的稳定性；2）配煤要有利于提高锅炉热效率，保证锅炉的正常出力，以节约煤炭；3）本着节约优质煤的原则，在配煤中要尽量扩大低质煤的比例，做到物尽其用；4）要注意延长锅炉寿命和保护环境，配煤中的硫分要控制合适的界限；5）要充分考虑尽量缩短煤炭运输距离，就近找煤，以缓解运输紧张局面；6）配煤品种要尽可能地少些，以简化配煤工艺，降低配煤成本。动力配煤的原则：41动力配煤的优化设计动力配煤的优化设计的原则是在一定约束条件下追求目标函数的极值，具体分为四个步骤：确定约束条件确定目标函数建立数学模型解出最优配方动力配煤的优化设计421）确定约束条件：工业锅炉对煤质的各种指标都有特定的技术要求，这就是动力配煤的基本约束条件。假设有n种单煤，要配制具有m个技术指标T的动力配煤，若第j种单煤（j=1，2，3…n）经过化验得出第I个技术指标（I=1，2，3…m）为Tij，又设第j种单煤在配煤中的百分率为Xj，那么用n种单煤配制的第I个技术指标则为：（n种单煤配制的第I个技术指标）1）确定约束条件：工业锅炉对煤质的各种指标都有特定的技术要43如适应某一炉型的第I个技术指标上限为Ai，下限为Bi，则用n种单煤配制的第I个技术指标就必须在Ai~Bi之间，即：≤Ai（即用n种单煤配制的第I个技术指标不能大于配煤技术指标的上限）

≤Bi（即用n种单煤配制的第I个技术指标不能小于配煤技术指标的下限）如适应某一炉型的第I个技术指标上限为Ai，下限为Bi，则用442）追求低质煤配比最大：为了充分利用或就地利用一些质量较差的煤炭，节约好煤、节约运力，降低成本，工业锅炉用煤应立足于多烧低质煤。设有n种单煤相配，其中第j种单煤是低质煤或资源丰富，来源方便，供应有保证的煤，其配比为Xj，为了尽多地掺配，则应追求其配比为最大，即Max=Xj（即n种单煤配合，追求低质煤配比最大）。2）追求低质煤配比最大：为了充分利用或就地利用一些质量较差的453）建立数学模型：根据上述的约束条件和目标函数，可将动力配煤优化配方归纳为的数学模型3）建立数学模型：根据上述的约束条件和目标函数，可将动力配煤464）解出优化配方：优化配方就是使配成的新品种煤的各项技术指标能符合锅炉设计制造的要求，在这基础上再追求配煤的最低成本，以达到配煤的最佳效果。在解出配煤的优化方案时，常用图解法使约束条件和目标函数都在图上表现出来，对于两种煤配合图解法是最方便易懂的。如有两种煤（A煤和B煤），经化验得到一套煤质分析结果，与一套符合工业锅炉技术要求的煤质数据相对照，可通过图解法及配煤的数学模型，求出A煤和B煤的最佳配煤方案。4）解出优化配方：优化配方就是使配成的新品种煤的各项技术指标47动力配煤的质量标准为了保证动力配煤质量，在一些工业锅炉相对比较集中的地区如北京、天津、上海和江苏等开展动力配煤较早的地区都先后根据本地区能够得到的煤炭资源特点，制定了一系列的地区动力配煤质量标准，这些地区的动力配煤质量标准对保证本地区动力配煤的质量稳定起了很好的作用。动力配煤的质量标准48从各地区已制定的地区性动力配煤质量标准来看，目前采用的煤质标准，基本上都以挥发分（干燥无灰基）和发热量（应用基低位）为主要指标，有的指标多些，有的少些。从以上各地区制定的动力配煤标准看，大体一致，略有差别，这主要是各地区煤炭资源的差异造成，为使动力配煤的水平进一步提高研究制定全国统一的动力配煤质量标准并使之系列化，将是一件有重要意义的工作。经过多年实践，物资供应部门在总结各地区动力配煤标准的基础上已初步提出推荐性的动力配煤质量标准。该项标准虽然尚未经有关标准化管理部门审查批准，但在指导各地区进行动力配煤时是有一定指导意义的。从各地区已制定的地区性动力配煤质量标准来看，目前采49动力配煤加工工艺流程

动力配煤的加工是将两种或两种以上不同性质的煤，按照工业锅炉对煤质的基本要求，经过筛分、破碎和均匀混合而制成一种新的品种煤的过程，为了实现这一目的，需要建设动力用煤生产线。

动力配煤加工工艺流程50建设动力配煤生产线应具备的条件1）必须有可靠的可供加工配制的优质和低质煤或不同质量的煤炭资源，并有相应的供煤数量，以满足市场的需要；2）有进煤的铁路专用线或水运、公路的进煤条件，交通方便；3）有满足配煤生产能力所必须的场地及水源、电源；4）气候等自然条件要保证年工作日达到200天以上，以保证全年供煤；5）用户的年需要量及动力配煤的年生产能力应在5万吨以上，并且需求比较稳定均衡。建设动力配煤生产线应具备的条件51

动力配煤生产线工艺流程一般包括原料煤收卸、按品种堆放、分品种化验并计算合理配比、原料煤取料输送、筛分、破碎、混合掺配、抽样检验、仓储和外运等。根据资金投入情况、生产线规模大小、机械化程度高低等情况，动力配煤的生产线工艺流程也不尽相同。如较简单的机械化配煤生产线为：用装载机（或胶带输送机）将不同品种煤，装入不同的贮煤斗（或仓），通过圆盘给料机或箱式给煤机闸门的调节，控制不同品种煤出煤量的大小，不同品种煤经滚筒筛或振动筛分混配，筛下物即为动力配煤，筛上块煤如质量较好可取出销售而增值，质量差的块煤可再粉碎后，经过混合也掺入动力配煤中，然后贮存或外运。动力配煤生产线工艺流程一般包括原料煤收卸、按品种堆放、分品52北京、上海、天津等大城市因工业锅炉用煤量很大，动力配煤生产线的规模都在年产40万吨以上，这些地区的动力配煤生产线的机械化、自动化水平也比较高。这些机械化水平较高的生产线取料基本上是专用设备，配比计量是靠电子胶带称或核子秤进行自动秤量，再按一定比例调节输送胶带速度，混配是靠专门的搅拌机来完成等，这些地区由于配煤加工量大，筛出的优质块煤量也多，在生产工艺上就增加了先筛后混的过程，筛出块煤单独存放或直销，既增加块煤资源，满足部分需用优质块煤用户的需要，也增加了配煤生产单位的经济效益。北京、上海、天津等大城市因工业锅炉用煤量很大，动力配煤生产线53动力配煤的生产线工艺流程，各配煤单位可根据本地区的具体情况，灵活地选择采用。但在进行动力配煤中应注意以下事项：（1）要尽可能地准确控制配比，一般应按重量配料并混合均匀；（2）生产线的选址和布置要便于煤场储存运输和配煤作业，并有利于节约场地和保管；（3）生产设备要紧凑、互相配套、操作方便、安全可靠、动力消耗小、调整控制灵活、节省投资、便于维修；（4）要配备必要的质量检测设备和生产设备的维修设备，以保证配煤质量和生产线的正常运转。动力配煤的生产线工艺流程，各配煤单位可根据本地区的具体情况，54洁净改性动力配煤据1994年统计，全国烟尘排放量中燃煤约占90%；全国SO2总排放量中燃煤约占90%；全国CO2排放量中燃煤约占85%。因此，大气污染的烟尘、酸雨和温室效应，主要来自燃煤。中国发展洁净技术已经刻不容缓。洁净煤技术是指煤炭在开发和利用过程旨在减少污染与提高利用效率的加工。燃烧及污染控制等技术，是使煤作为一种能源达到最大限度潜能的利用，而释放的污染控制在最低水平，达到煤的高效、清洁利用的技术。洁净改性动力配煤55洁净改性动力配煤是理想的动力配煤动力配煤是煤炭应用技术的一大进步，但是距环保要求和实现洁净燃烧乃存在很大差距；SO2的排放和烟尘的排放得不到有效的控制。洁净改性动力配煤，在动力配煤的基础上进行科学深加工的一种新煤炭；是杭州本兴节能环保科技有限公司研究开发的新型洁净动力配煤技术。在洁净改性动力配煤的加工过程中，加入改性剂、燃煤固硫消烟剂与选择好的二个以上的单煤种进行配伍。洁净改性动力配煤是理想的动力配煤56洁净改性动力配煤具有如下特点和性能：①扩大煤炭资源的有效利用②提高锅炉热效率③减少烟尘、SO2排放量④降低配煤成本⑤提高灰熔点，降低焦渣特征

洁净改性动力配煤具有如下特点和性能：57洁净改性动力配煤技术指标①减少烟尘排放量：≥50%；②减少SO2排放量：≥45%；③减少灰渣含炭量：≥45%；④提高锅炉热效率：≥8，节煤≥15%；⑤灰熔点ST：≥1250℃；⑥焦渣特征：≤4级；⑦低位发热值：≥1881okJ/kg⑧灰分：≤20%，≤25%，≤35%；⑨挥发分：≤10%，≤20%，≥20%。

洁净改性动力配煤技术指标58三.炼焦配煤将各种经过洗选的炼焦煤按一定比例配合后，在炼焦炉内进行高温干馏，可以得到焦炭和荒煤气。将荒煤气进行加工处理，可以得到多种化工产品和焦炉煤气。焦炭是炼铁的燃料和还原剂，它能将氧化铁（铁矿）还原为生铁。焦炉煤气发热值高，是钢铁厂及民用的优质燃料，又因其含氢量多，也是生产合成氨的原料。焦炭主要用于高炉冶炼，其次供铸造、气化、有色金属生产和制电石，它们对焦炭有着不同的要求，其中高炉炼铁对其用焦（冶金焦）的质量要求是相当高的。三.炼焦配煤将各种经过洗选的炼焦煤按一定比例配59冶金焦在高炉冶练过程中起着热源、还原剂、支承物三大作用。高炉炼铁过程发生一系列复杂的物理、化学变化。最主要是铁矿石（氧化铁）转化为金属铁。高炉状况的顺行、焦比、冶炼强度的高低，生铁含硫、磷、硅成分的多少等等，冶金焦都起着很重要的作用，冶金焦是高炉生产不可缺少的主要原料之一。要生产优质冶金焦，必须合理地选择和准备炼焦用煤，正确地掌握炼焦操作。冶金焦在高炉冶练过程中起着热源、还原剂、支承物三大601.炼焦原理炼焦生产，基本原料是炼焦煤。将炼焦煤在密闭的焦炉内隔绝空气高温加热放出水分和吸附气体，随后分解产生煤气和焦油等，剩下以碳为主体的焦炭。这种煤热解过程通常称为煤的干馏。煤的干馏分为低温干馏、中温干馏和高温干馏三种。它们的主要区别在于干馏的最终温度不同，低温干馏在500℃－600℃，中温干馏在700℃－800℃，高温干馏在900℃－1000℃。目前的炼焦炉绝大多数属于高温炼焦炉，主要生产冶金焦、炼焦煤气和炼焦化学产品。这种高温炼焦过程，就是高温干馏。1.炼焦原理61炼焦煤的热解过程炼焦煤在隔绝空气高温加热过程中生成焦炭，它具有下列特性：当被加热到400℃左右，就开始形成熔融的胶质体，并不断地自身裂解产生出油气，这类油气经过冷凝、冷却及回收工艺，得到各种化工产品和净化的焦炉煤气。当温度不断升高，油气不断放出，胶质体进一步分解，部分气体析出，而胶质体逐渐固化成半焦，同时产生出一些小气泡，成为固定的疏孔。温度再升高，半焦继续收缩，放出一些油气，最后生成焦炭。炼焦煤的热解过程62机械化焦炉生产煤料从炉顶部的装煤孔或机侧（捣固焦）装入炭化室，由两侧燃烧室传来的热量，将煤料在隔绝空气的条件下加热至高温。加热过程中，煤料熔融分解，所生成的气态产物由炭化室顶端部的上升管逸出，导入煤气净化处理系统，可得到化学产品及煤气；残留在炭化室内的固化成焦炭。煤料分解固化过程完成后，将炭化室两侧的炉门打开，用推焦机将焦炭推出，落入熄焦车（或干法熄焦装置）。赤热的焦炭可用水熄灭，或用惰性气体将余热导走，冷却后即得到可使用的焦炭。机械化焦炉（顶装）目前国内采用炉型主要有JN型、JNX型、以及58型、66型、70型。机械化焦炉生产63型焦型焦是由煤粉等型焦用料加压成型煤，再经炭化处理制成的，也有把型煤经氧化热处理或型焦炭化炉氧化处理或自热硬化处理制成型块称为型焦。根据处理的工艺方式，可分为冷压型焦和热压型焦。型焦64炼焦用煤的选择焦炭的物理性能和它的化学成分，主要取决于所用的煤种和炼焦方法。洗煤（或精煤）。从原料煤带到焦炭中的灰分、硫和磷等杂质，对于炼铁是极为有害的。为了除去这些杂质，就需要对原煤进行洗选，洗选后所得净煤称为洗煤或精煤。配煤。焦煤能够单独炼成很好的焦炭，有的煤种本身虽不能单独炼成焦炭，但能与其它煤种配合炼成焦炭，这样，将不同煤种按适当比例配合、混匀成配煤。目前世界各国焦化厂几乎都用配煤方法炼焦，即以焦煤配合其它煤种（一至五、六种）进行炼焦。炼焦用煤的选择65配煤的作用：1)焦煤资源缺乏，用配煤方法可以大量节约主焦煤。2)焦煤的结焦性虽好，但有的主焦煤在炼焦时膨胀压力较大，损害炉体，有的含杂质较多，用配合煤的方法可以解决上述问题。3)焦煤的价格较高，用配合煤炼焦可以降低焦炭成本。究竟哪些煤种能单独炼焦，什么样的配合煤比例能炼成优质焦炭，都要通过试验确定。（200Kg小焦炉或者铁箱实验）配煤的作用：66化学产品的回收炼焦煤在焦炉炭化室内进行干馏时，在高温作用下，煤质发生了一系列的物理化学变化，同时也析出了水蒸气和煤气（即荒煤气）。煤气由炭化室出来经上升管到集气管，以循环氨水喷淋使煤气降温、冷却，而分离出焦油和氨水；经吸气管到回收车间的初冷器到鼓风机，煤气经过冷却和用各种吸收剂处理，可提取出焦油、氨、粗苯等化工产品，并得到净化的焦炉煤气，通常被送回焦炉加热或其它冶金炉作燃料。另外还可以作合成氨的原料气和民用城市煤气。化学产品的回收67炼焦化学产品具有极为广泛的用途，是塑料工业、合成纤维、合成橡胶、耐辐射材料、耐高温材料、染料、医药、农药、冶金、化工、轻纺及国防工业的极为宝贵的原料。如：轻工方面的塑料、合成洗涤剂、油墨、电池、皮革加工；化工方面的橡胶、尼龙、染料、油漆、电木粉；农药方面的杀螟松、速灭威、１６０５等；医药方面的合霉素、麻黄素、咖啡因、巴必痛、阿司匹林、消炎片、来苏儿、食品防腐剂等炼焦化学产品具有极为广泛的用途，是塑料工业、合成纤维、合成68炼焦配煤指标：水分小于10％灰分小于10％硫份小于1％挥发分24～30％细度80～85％胶质层厚度y15～20mm膨胀压力小于30Kpa炼焦配煤指标：69[工程科技]配煤技术讲座课件70炼焦配煤计算基本类似动力配煤（略）

炼焦配煤计算基本类似动力配煤（略） 71谢谢提出宝贵意见！谢谢提出宝贵意见！72配煤技术讲座

武建军

中国矿业大学E-mail:jjuw@163.com2006.8销售部门培训配煤技术讲座销售部门培训73中国煤炭资源丰富，煤种齐全，储量占世界第三。据地质勘探部门报导，全国煤炭预测储量达数万亿吨，目前探明的保有储量达10,000亿吨以上。但我国煤炭储量的地区分布很不均匀，其中以华北地区的煤炭储量最多，约占全国已探明保有储量的50%左右，西北地区亦占全国储量的30%，该两地区的煤炭总储量已占全国的80%以上，储量占全国第一位的西南区还不到9%，华东区更少，只占全国的5%左右，储量最少的中南和东北两区均不到全国的3%。一.配煤的意义1.中国煤炭资源分布情况中国煤炭资源丰富，煤种齐全，储量占世界第三。据地质74[工程科技]配煤技术讲座课件75按我国煤炭储量中的煤种来看，以动力用煤的比例较大，占全国的70%以上，炼焦用煤不到30%。在动力用煤中，以不粘煤和长焰煤的储量比较大，两者合占全国煤炭储量的1/4以上，且主要集中在华北和西北地区。在炼焦煤中，以气煤和1/3焦煤的储量比最高，几乎占全国炼焦煤资源的一半；肥煤资源最少，只占全国炼焦煤储量的1/8左右；焦煤储量相对稍多，约占全国炼焦煤的20%以上；瘦煤和贫瘦煤约占全国炼焦煤的15%。中国煤种分布情况中国煤种分布情况762.中国煤炭分配使用情况

据统计，中国约有80%以上的商品煤量直接或间接作为燃料使用，10%以上作为炼焦用煤，化肥和其它工业用煤以及出口煤总计不到10%。

2.中国煤炭分配使用情况据统计，中国约有80%以上的商品煤773.神火煤电涉及的煤种—基本特性及其主要用途

无烟煤

无烟煤的特点是固定碳高，挥发分低，纯煤真密度高达1.35~1.90，无粘结性，燃点高，一般达360~420℃左右。燃烧时冒烟少。这类煤又细分为01号（年老）、02号（典型）和03号（年轻）三个小类。无烟煤主要供民用和作合成氨造气的原料；低灰、低硫，且质软易磨的无烟煤，不仅是理想的高炉喷吹和烧结铁矿石用的还原剂与燃料，而且还可以作制造各种碳素材料如碳电极、炭块，活性炭、滤料等原料；某些无烟煤制成的航空用型煤还可用于飞机发动机和车辆马达的保温。3.神火煤电涉及的煤种—基本特性及其主要用途无烟煤无烟煤78

贫煤

贫煤是烟煤中变质程度最高的一小类煤、不粘结或呈现微弱的粘结在层状焦炉中不结焦。发热量比无烟煤高，燃烧时火焰短，耐烧，但燃点也较高，仅次于无烟煤，一般在350~360℃左右。主要作为电厂燃料，尤其是与高挥发分煤配合燃烧时更能充发挥其热值高又耐烧的优点。一般也可作民用及工业锅炉的燃料。贫煤贫煤是烟煤中变质程度最高的一小类煤、不粘结或79贫瘦煤贫瘦煤是炼焦煤中变质程度最高的一种，其特点是挥发分较低，但其粘结性仅次于典型瘦煤。单独炼焦时，生成的粉焦多；在配煤炼焦时配入较少比例时也能起到瘦煤的瘦化作用，对提高焦炭的块度起到良好的作用。这类煤也是发电、机车、民用及工业炉窑的燃料。贫瘦煤80瘦煤瘦煤是具有中等粘结性的低挥发分炼焦煤。炼焦过程中能产生相当数量的胶质体，Y值一般在6~10mm左右。单独炼焦时能得到块度大、裂纹少、抗碎强度较好的焦炭，但其耐磨强度较差，其作为配煤炼焦使用较好。高硫、高灰的瘦煤一般只用电厂及锅炉燃料。神火煤电涉及的煤种－基本特性及其主要用途

瘦煤神火煤电涉及的煤种－基本特性及其主要用途814.配煤的必要性(1)动力配煤

随着各种高效率工业锅炉的开发和动力用煤数量需求的不断增加，对燃煤的性质要求日益提高，一种工业锅炉往往是以燃用性质合适的煤，才能发挥最大的燃烧效率和显著减少对环境的污染，而煤的性质又十分复杂，从以上的分析看出，某些特定性质的煤又常因受资源和地区的限制，经常不能满足某些按一定煤种而设计的燃煤锅炉的技术要求。对动力用煤可用几种不同性质的煤进行混合而得到一定特性的燃料煤，这种根据工业锅炉对煤质的特定要求，将几种不同性质的单种煤，按一定比例进行配伍而得到一种对锅炉燃烧最有利的燃料煤，就称为动力配煤。4.配煤的必要性(1)动力配煤82目前，我国的工业锅炉数量已达40~50万台，蒸发量约80~100万吨，年耗煤量达3~4亿吨，约占全国煤炭消耗总量的1/3左右，这些锅炉平均运行热效率只为60%~65%，其中占工业锅炉总量的40%小型锅炉有不少热效率还达不到60%，每年浪费煤炭约3000多万吨，造成锅炉热效率不高，煤炭浪费的因素有多种，如锅炉设备陈旧、运行操作不当、燃煤与锅炉设计要求不符等。目前，我国的工业锅炉数量已达40~50万台，蒸发量约80~183过去，一般认为工业锅炉烧什么煤都行，从而形成有什么煤就烧什么煤的概念，而过去许多锅炉的设计和生产企业，有不少是按某些烟煤的质量进行设计和生产，但实行上大量使用锅炉的用户又不可能得到与设计要求质量一致的煤炭，只能是有什么煤就烧什么煤，当发现锅炉结构与燃煤性质不适应时，就得对锅炉进行改造，甚至有新买来的锅炉还未安装使用，就得改造，有的锅炉由于使用的煤炭经常变化，质量很不稳定，使司炉工人无所适从，这就必然造成锅炉燃烧效率低等情况。过去，一般认为工业锅炉烧什么煤都行，从而形成有什么84针对以上问题，从70年代末到80年代初，上海、天津等一些工业锅炉比较集中的大城市就曾采用好煤次煤搭配或不同性质煤炭混合，向用户供应质量相对稳定的煤炭，这种初步的配煤办法，很受用户欢迎。到90年代全国已建成动力配煤生产线200余条，年配煤量已达2000~3000万吨，其中以天津、北京等大城市比较集中，这些大城市年配煤量已近1000万吨。针对以上问题，从70年代末到80年代初，上海、天津等一些工业85(2)炼焦配煤在炼焦时采用配煤技术，一方面由于煤炭分布造成的，更重要的是，要炼出优质的焦炭，必须采用配煤技术。(2)炼焦配煤86各粘结烟煤所得焦炭强度波动情况煤类煤样数焦炭强度粉焦率F10/%M40/%M10/%肥煤1972.788.828.822.993.490.95焦煤42`75.074.9610.931/3焦煤4166.578.4611.523.384.582.36瘦煤1466.369.1618.768.1017.8212.44气煤2050.9714.8614.965.3310.849.21气肥煤441.9520.8818.383.395.951.52贫瘦煤1352.675.2030.71.5670.1521.811/2中粘煤448.852.1930.901.9844.8520.51弱粘煤950.1010.3230.304.1067.8426.22各粘结烟煤所得焦炭强度波动情况煤样数焦炭强度粉焦率M40/%87由焦煤炼制的焦炭有着较高的抗碎强度，M40值平均大于75%，波动范围也较小，标准差仅4.96%；肥煤和1/3焦煤的焦炭强度M40均明显低于焦煤，但由肥煤炼制的焦炭耐磨强度M40值最低，粉焦率也最少，波动范围也最小。在主要炼焦煤中瘦煤的抗醉强度和耐磨强度最差。气肥煤的特点是粉焦率较低，但强度较差。由焦煤炼制的焦炭有着较高的抗碎强度，M40值平均大于75%，88焦煤是一种结焦性较强的炼焦煤，挥发分（Vdaf）一般在16%~28%之间。加热时能产生热稳定性很高胶质体。单独炼焦时能得到块度大、裂纹少，抗碎强度和耐磨强度都很高的焦炭。但单独炼焦时膨胀压力大，有时易产生推焦困难。一般以作为配煤炼焦使用较好。焦煤是一种结焦性较强的炼焦煤，挥发分（Vdaf）一般在16%89肥煤是中等挥发分及中高挥发分的强粘结性炼焦煤，其挥发分多在25%~35%左右。加热时能产生大量的胶质体。单得炼焦时能生成熔融性好、强度高的焦炭，耐磨强度比相同挥发分的焦煤炼出的焦炭还好。它是配煤炼焦中的基础煤。但单煤炼变时炼出的焦炭有较多的裂纹，焦根部分常有蜂焦。

[工程科技]配煤技术讲座课件90

1/3焦煤是中等偏高挥发分的较强粘结生炼焦煤，相当于原煤分为类中的2号肥气煤及部分2号肥焦煤，也有少量粘性较好的1号肥气煤和1号肥焦煤。它实质上是一种介于焦煤、肥煤和气煤之间的过渡煤。在单煤炼焦时能生成熔融性良好，强度较高的焦炭。焦炭的抗碎强度接近肥煤，耐磨强度则又明显地高于气肥煤和气煤。因此它既能单煤炼焦供中型高炉使用，也是良好的配煤炼焦的基础煤。在炼焦时配入量可在较宽范围内波动而能获得高强度的焦炭。1/3焦煤是中等偏高挥发分的较强粘结生炼焦煤，相当91

气肥煤是一种挥发分和胶质体厚度都很高的强粘结性炼焦煤。有人称之为液肥煤。结焦性高于气煤而低于肥煤，胶质体强多但较稀薄（即胶质体的粘稠度小）。单煤炼焦时能产生大量和煤气和液体化学产品。它最适合于高温干馏制造城市煤气，也可用于配煤炼焦以增加化学产品的收率。这类煤的成因特殊，煤炭成分中以树皮等稳定组分较多，且多形成于晚二叠世乐平统。气肥煤是一种挥发分和胶质体厚度都很高的强粘结性炼焦煤92气煤是一种变质程度较低，挥发分较高的煤焦煤，结焦性较强，加热时能产生较高的煤气和较多的焦油。胶质体的热稳定性较差，也能单独结焦。但焦炭的抗碎强度和耐磨强度多低于其它炼焦用煤牌号。焦炭多呈细长条而易碎，并有较多的纵裂纹。一般在配煤炼焦时多配入气煤后可增多煤气和化学产品的产率。有的气煤也可单独高温干馏来制造城市煤气。气煤是一种变质程度较低，挥发分较高的煤焦煤，结焦性较强，加热93

1/2中粘煤相当于原分类中的一部分1号肥焦煤和1号肥煤以及粘结性较好的一些弱粘煤，因而它也是一种过渡煤。但这类煤的储量和产量不多。它是挥发分变化范围较宽、中等粘结性的炼焦煤。其中有一部分煤在单煤炼焦时能结成一定强度的焦炭，故要作为配煤炼焦的原料。但单煤炼焦时的焦炭强度差，粉焦率高。故主要可作为气化或动力用煤。我国目前尚未发现单独生产1/2中粘煤的矿井。1/2中粘煤相当于原分类中的一部分1号肥焦煤和1号肥94所以配煤炼焦有以下意义：节约优质结焦煤，扩大炼焦煤源充分利用各单种煤的结焦特性，改善焦炭质量在保证焦炭质量的前提下，增加炼焦化学产品的产率和煤气的发生量对延长焦炉的炉龄和对焦炉操作有利

所以配煤炼焦有以下意义：95煤炭作为燃料使用，一般都应按照就地取材，就近使用的方针，充分利用当地的煤炭资源，特别是一些低质煤和小窑煤都要充分利用，但这些煤往往因为质量较差和质量不稳定，造成使用困难，也使锅炉热效率大大降低，采用动力配煤可以使用户得到质量稳定的煤炭，即使煤炭质量差些，如能保证煤质稳定，用户也可通过改造锅炉和提高司炉工人的操作技术，掌握燃用一定质量煤炭的最佳条件，使质量较差的煤也能充分发挥其作用，使煤的利用效率和锅炉热效率得到提高。另外，在进行配煤时还中使煤中块末分开，将块煤以较高价格供给需用块煤的用户以提高经济效益，这样即可实现煤炭的就近使用，节约运力，物尽其用，使煤炭得到合理的利用。二.动力配煤技术煤炭作为燃料使用，一般都应按照就地取材，就近使用的方针，充分96现代工业锅炉燃烧方式各异，设计制造差别甚大，不同的燃烧方式对煤质也有不同的技术要求。锅炉燃烧方式主要分为三大类：层状燃烧、室式悬浮燃烧沸腾燃烧1.工业锅炉对煤质的要求

现代工业锅炉燃烧方式各异，设计制造差别甚大，不同的燃烧方式对97(1)室式悬浮燃烧

室式悬浮燃烧是指燃料在无炉排的火室内悬浮燃烧方式，这种燃烧方式只能燃烧用煤粉或液体和气体燃料，燃烧时，燃料以空气为载体，从喷嘴喷入火室内燃烧，如煤粉炉、油炉、气炉都属这种方式，如电站的大型煤粉炉，要求煤粉磨得很细（20~50m），对煤质要求不太严格，这类锅炉需煤量大，炉型设计针对性强，燃煤多是定点供应，一般不需采用动力配煤。(1)室式悬浮燃烧98(1)室式悬浮燃烧

室式悬浮燃烧是指燃料在无炉排的火室内悬浮燃烧方式，这种燃烧方式只能燃烧用煤粉或液体和气体燃料，燃烧时，燃料以空气为载体，从喷嘴喷入火室内燃烧，如煤粉炉、油炉、气炉都属这种方式，如电站的大型煤粉炉，要求煤粉磨得很细（20~50m），对煤质要求不太严格，这类锅炉需煤量大，炉型设计针对性强，燃煤多是定点供应，一般不需采用动力配煤。(1)室式悬浮燃烧99(2)沸腾燃烧沸腾燃烧是将燃料布置在布风板（即流化床）上，由强风吹到沸腾状态下的燃烧方式。这种燃烧方式主要用于燃用低质煤，它可以单独烧用高灰分、低挥发分、低热值和水分较高的劣质煤和煤矸石，由于这种燃烧方式可在燃煤中加入脱硫剂（如石灰石等）使煤中硫固定在灰渣中起到脱硫的效果，故高硫煤也可使用，这种燃烧方式所用的煤多为低质煤（4500千卡/kg~4800千卡/kg），但要破碎到8mm以下才能使用。(2)沸腾燃烧100(3)层状燃烧层状燃烧是指燃料在炉排上以固定不动或沿炉排表面移动，但不离开炉排，空气通过炉排与燃料接触进行燃烧的方式。这种燃烧方式只能燃用固体燃料如煤、煤矸石等，使用层状燃烧的有手烧炉、链条炉、往复炉等。动力配煤主要是针对这种燃烧方式的锅炉。(3)层状燃烧101现仅就采用层燃方式的工业锅炉对煤质的要求及煤质对锅炉燃烧及运行的影响简述于下：1）水分：煤的水分对于层燃锅炉运行是有利用有弊，适当的外在水分可将煤粉粘合在一起，防止煤粉的飞扬和下漏，减少煤在使用中的损失，在燃烧中水分蒸发后，要使煤层疏松，孔隙增加，使通风均匀，有利于煤的燃烧，但水分过多，煤的发热量降低，而且因吸热带走热量，使炉温降低，同时还要加大排烟热损失，使锅炉效率降低。一般认为，煤的外在水分应根据煤的粉末含量而定，如煤粉过多，外加水量就应多些，当<6mm的煤粉含量在20%~40%时，添加外水量以6%~8%为宜。现仅就采用层燃方式的工业锅炉对煤质的要求及煤质对锅炉1022）灰分：由于灰分在煤燃烧时因分解吸热使煤难于着火和使炉温降低，灰分在煤燃烧中还能形成灰壳，使煤难以燃尽，因此燃用高灰分煤，锅炉热效率普遍降低。如对燃用发热量较高的烟煤时，灰分与锅炉热效率相关的经验公式为：=80+0.17Aar-0.017(Aar)2/%式中——锅炉热效率，%；Aar——燃煤收到基灰分，%。当煤中灰分为10%时，其热效率最高可达设计能力的80%；当灰分为20%时，热效率降为76.6%；如灰分为40%，热效率降为59.6%；如灰分为50%，以无相应的强化燃烧措施，热效率就降为46%。但当灰分过低时，在燃烧中又可能因剩下的灰渣难以覆盖炉排，以致烧坏炉排而影响锅炉的正常运行。2）灰分：由于灰分在煤燃烧时因分解吸热使煤难于着火和使炉温降1033）挥发分：挥发分是评价动力用煤的重要指标。在层燃锅炉中燃用高挥发分煤时常会看到起火过早而后部断火，有时还会冒出黑烟，当燃用低挥发分煤时，又会推迟着火、燃尽时间长、燃烧不透，造成炉渣含碳量过高的现象，在设计锅炉时就必须根据煤的挥发分高低，对炉拱形状、炉排长短、炉膛容积等采取相应的对策，但工业锅炉一般要求煤的挥发分要高一些，煤的干燥无灰基挥发分以20%~30%较好。3）挥发分：挥发分是评价动力用煤的重要指标。在层燃锅炉中燃用1044）发热量：发热量高的煤不一定热能利用率就高，它还必须与锅炉的炉型相适应，才能提高锅炉的热效率以充分利用煤的热能。如锅炉是按高热值煤设计的，而实际是烧用低热值煤，就会因炉温低而燃烧困难，煤的燃烧效率低，锅炉的热效率就不可能提高，相反如锅炉是按低热值煤设计，而使用是高热值煤，使锅炉的冷水系统不能把热迅速带走，就会使炉膛温度过高，甚至造成结焦、结渣或烧坏炉排、炉门而影响锅炉的正常运行。所以煤的发热量高低必须严格适应炉种和炉型的要求。一般工业锅炉使用的煤炭，其发热量以14.63~23.00MJ/kg（3500~5500kcal/kg）较为合适。4）发热量：发热量高的煤不一定热能利用率就高，它还必须与锅炉1055）灰熔点：当工业锅炉炉膛温度达到或超过灰渣的软化温度（ST）时，煤炭即会结成渣块，影响通风和排渣，造成局部高温、恶化传热，使灰渣含碳量增高，影响锅炉正常运行。层燃锅炉炉膛温度一般在1350℃左右，通常只要煤炭熔点达到1250℃以上，煤灰就不会结渣。5）灰熔点：当工业锅炉炉膛温度达到或超过灰渣的软化温度（S1066）硫分：动力配煤中要求煤的硫分越低越好，一般应控制在1%以下。6）硫分：动力配煤中要求煤的硫分越低越好，一般应控制在1%1077）结焦性或粘结性：在动力配煤中，结焦性好的煤在燃烧过程中容易鼓泡，结成焦块，使布风不均，炉渣含碳量提高，热效率降低，但没有结焦性的煤，在燃烧后形成的焦未易被烟气带走或从炉排中漏掉，造成燃料的损失。一般可用煤的焦渣特征（1~8级）来表示煤的粘结性，以焦渣特征为2~5级为宜。7）结焦性或粘结性：在动力配煤中，结焦性好的煤在燃烧过程中容1088）粒度：层燃锅炉燃烧未加工的原煤不利，因其大小颗粒紧密结合，不易通风，不易着火，辐射热达不到深处，通风阻力增大，影响锅炉的稳定燃烧和动行。经验证明：入炉煤的最大粒度不宜超过30mm，小于6mm的碎煤不超过30%，小于0.2mm的煤粉不超过2.5%，一般层燃锅炉以烧用<25mm的混未煤即可。8）粒度：层燃锅炉燃烧未加工的原煤不利，因其大小颗粒紧密结合109鉴于不同种类的锅炉对煤质有不同的要求，我国在对工业锅炉设计制造中已作了充分考虑，为使锅炉设计制造规范化、系列化和标准化，机械部于1986年提出了我国工业锅炉设计制造用代表性煤种和我国工业锅炉用煤的分类。动力配煤也可以此为依据，配制出适合各类型号锅炉的工业锅炉用煤。鉴于不同种类的锅炉对煤质有不同的要求，我国在对工业锅炉设计制110工业锅炉用煤种分类煤种Vdaf/%Qper.ar/MJ·kg-1Aar/%Mar/%Ⅰ石煤、矸石ⅡⅢ>15<15<15<5.44>5.44~8.36>8.36~11.29>60>50>50<10<10<10褐煤>37~60>8.36~14.64>30>20Ⅰ无烟煤ⅡⅢ>5~10<5>5~10>14.64~20.91>16.73>20.91>25<25<25<10<10<10贫煤>10~20>18.82<25<10Ⅰ烟煤ⅡⅢ>20>20>20>11.29~15.47>15.47~19.65>19.65>40<40<25>7~15>7~15>7~15工业锅炉用煤种分类Vdaf/%Qper.ar/MJ·kg-11112.动力配煤的优化配制和标准化动力配煤的配制是根据不同煤质对锅炉燃烧运行的影响及不同类型锅炉对煤质有不同的技术要求来设计的，动力配煤就是要发挥各个单种煤的特点，克服单种煤不适应燃烧要求的缺点，扬长避短，将各种与燃烧有关的技术指标统一考虑，使原来不适宜单烧的煤，经过合理配制，制成一种或几种适合工业锅炉燃烧的新品种，以达到合理用煤、提高锅炉热效率和节约煤炭之目的。2.动力配煤的优化配制和标准化112动力配煤的原则：1）生产的配煤必须满足工业锅炉的基本要求使煤质与锅炉特点相适应，并能保证配煤质量有相对的稳定性；2）配煤要有利于提高锅炉热效率，保证锅炉的正常出力，以节约煤炭；3）本着节约优质煤的原则，在配煤中要尽量扩大低质煤的比例，做到物尽其用；4）要注意延长锅炉寿命和保护环境，配煤中的硫分要控制合适的界限；5）要充分考虑尽量缩短煤炭运输距离，就近找煤，以缓解运输紧张局面；6）配煤品种要尽可能地少些，以简化配煤工艺，降低配煤成本。动力配煤的原则：113动力配煤的优化设计动力配煤的优化设计的原则是在一定约束条件下追求目标函数的极值，具体分为四个步骤：确定约束条件确定目标函数建立数学模型解出最优配方动力配煤的优化设计1141）确定约束条件：工业锅炉对煤质的各种指标都有特定的技术要求，这就是动力配煤的基本约束条件。假设有n种单煤，要配制具有m个技术指标T的动力配煤，若第j种单煤（j=1，2，3…n）经过化验得出第I个技术指标（I=1，2，3…m）为Tij，又设第j种单煤在配煤中的百分率为Xj，那么用n种单煤配制的第I个技术指标则为：（n种单煤配制的第I个技术指标）1）确定约束条件：工业锅炉对煤质的各种指标都有特定的技术要115如适应某一炉型的第I个技术指标上限为Ai，下限为Bi，则用n种单煤配制的第I个技术指标就必须在Ai~Bi之间，即：≤Ai（即用n种单煤配制的第I个技术指标不能大于配煤技术指标的上限）

≤Bi（即用n种单煤配制的第I个技术指标不能小于配煤技术指标的下限）如适应某一炉型的第I个技术指标上限为Ai，下限为Bi，则用1162）追求低质煤配比最大：为了充分利用或就地利用一些质量较差的煤炭，节约好煤、节约运力，降低成本，工业锅炉用煤应立足于多烧低质煤。设有n种单煤相配，其中第j种单煤是低质煤或资源丰富，来源方便，供应有保证的煤，其配比为Xj，为了尽多地掺配，则应追求其配比为最大，即Max=Xj（即n种单煤配合，追求低质煤配比最大）。2）追求低质煤配比最大：为了充分利用或就地利用一些质量较差的1173）建立数学模型：根据上述的约束条件和目标函数，可将动力配煤优化配方归纳为的数学模型3）建立数学模型：根据上述的约束条件和目标函数，可将动力配煤1184）解出优化配方：优化配方就是使配成的新品种煤的各项技术指标能符合锅炉设计制造的要求，在这基础上再追求配煤的最低成本，以达到配煤的最佳效果。在解出配煤的优化方案时，常用图解法使约束条件和目标函数都在图上表现出来，对于两种煤配合图解法是最方便易懂的。如有两种煤（A煤和B煤），经化验得到一套煤质分析结果，与一套符合工业锅炉技术要求的煤质数据相对照，可通过图解法及配煤的数学模型，求出A煤和B煤的最佳配煤方案。4）解出优化配方：优化配方就是使配成的新品种煤的各项技术指标119动力配煤的质量标准为了保证动力配煤质量，在一些工业锅炉相对比较集中的地区如北京、天津、上海和江苏等开展动力配煤较早的地区都先后根据本地区能够得到的煤炭资源特点，制定了一系列的地区动力配煤质量标准，这些地区的动力配煤质量标准对保证本地区动力配煤的质量稳定起了很好的作用。动力配煤的质量标准120从各地区已制定的地区性动力配煤质量标准来看，目前采用的煤质标准，基本上都以挥发分（干燥无灰基）和发热量（应用基低位）为主要指标，有的指标多些，有的少些。从以上各地区制定的动力配煤标准看，大体一致，略有差别，这主要是各地区煤炭资源的差异造成，为使动力配煤的水平进一步提高研究制定全国统一的动力配煤质量标准并使之系列化，将是一件有重要意义的工作。经过多年实践，物资供应部门在总结各地区动力配煤标准的基础上已初步提出推荐性的动力配煤质量标准。该项标准虽然尚未经有关标准化管理部门审查批准，但在指导各地区进行动力配煤时是有一定指导意义的。从各地区已制定的地区性动力配煤质量标准来看，目前采121动力配煤加工工艺流程

动力配煤的加工是将两种或两种以上不同性质的煤，按照工业锅炉对煤质的基本要求，经过筛分、破碎和均匀混合而制成一种新的品种煤的过程，为了实现这一目的，需要建设动力用煤生产线。

动力配煤加工工艺流程122建设动力配煤生产线应具备的条件1）必须有可靠的可供加工配制的优质和低质煤或不同质量的煤炭资源，并有相应的供煤数量，以满足市场的需要；2）有进煤的铁路专用线或水运、公路的进煤条件，交通方便；3）有满足配煤生产能力所必须的场地及水源、电源；4）气候等自然条件要保证年工作日达到200天以上，以保证全年供煤；5）用户的年需要量及动力配煤的年生产能力应在5万吨以上，并且需求比较稳定均衡。建设动力配煤生产线应具备的条件123

动力配煤生产线工艺流程一般包括原料煤收卸、按品种堆放、分品种化验并计算合理配比、原料煤取料输送、筛分、破碎、混合掺配、抽样检验、仓储和外运等。根据资金投入情况、生产线规模大小、机械化程度高低等情况，动力配煤的生产线工艺流程也不尽相同。如较简单的机械化配煤生产线为：用装载机（或胶带输送机）将不同品种煤，装入不同的贮煤斗（或仓），通过圆盘给料机或箱式给煤机闸门的调节，控制不同品种煤出煤量的大小，不同品种煤经滚筒筛或振动筛分混配，筛下物即为动力配煤，筛上块煤如质量较好可取出销售而增值，质量差的块煤可再粉碎后，经过混合也掺入动力配煤中，然后贮存或外运。动力配煤生产线工艺流程一般包括原料煤收卸、按品种堆放、分品124北京、上海、天津等大城市因工业锅炉用煤量很大，动力配煤生产线的规模都在年产40万吨以上，这些地区的动力配煤生产线的机械化、自动化水平也比较高。这些机械化水平较高的生产线取料基本上是专用设备，配比计量是靠电子胶带称或核子秤进行自动秤量，再按一定比例调节输送胶带速度，混配是靠专门的搅拌机来完成等，这些地区由于配煤加工量大，筛出的优质块煤量也多，在生产工艺上就增加了先筛后混的过程，筛出块煤单独存放或直销，既增加块煤资源，满足部分需用优质块煤用户的需要，也增加了配煤生产单位的经济效益。北京、上海、天津等大城市因工业锅炉用煤量很大，动力配煤生产线125动力配煤的生产线工艺流程，各配煤单位可根据本地区的具体情况，灵活地选择采用。但在进行动力配煤中应注意以下事项：（1）要尽可能地准确控制配比，一般应按重量配料并混合均匀；（2）生产线的选址和布置要便于煤场储存运输和配煤作业，并有利于节约场地和保管；（3）生产设备要紧凑、互相配套、操作方便、安全可靠、动力消耗小、调整控制灵活、节省投资、便于维修；（4）要配备必要的质量检测设备和生产设备的维修设备，以保证配煤质量和生产线的正常运转。动力配煤的生产线工艺流程，各配煤单位可根据本地区的具体情况，126洁净改性动力配煤据1994年统计，全国烟尘排放量中燃煤约占90%；全国SO2总排放量中燃煤约占90%；全国CO2排放量中燃煤约占85%。因此，大气污染的烟尘、酸雨和温室效应，主要来自燃煤。中国发展洁净技术已经刻不容缓。洁净煤技术是指煤炭在开发和利用过程旨在减少污染与提高利用效率的加工。燃烧及污染控制等技术，是使煤作为一种能源达到最大限度潜能的利用，而释放的污染控制在最低水平，达到煤的高效、清洁利用的技术。洁净改性动力配煤127洁净改性动力配煤是理想的动力配煤动力配煤是煤炭应用技术的一大进步，但是距环保要求和实现洁净燃烧乃存在很大差距；SO2的排放和烟尘的排放得不