煤的主要特性

§2-2煤的主要特性

一、发热量发热量：单位量的燃料完全燃烧时所放出的热量，又称为热值，单位：kJ/kg或kJ/Nm3。煤的发热量：1kg煤完全燃烧时所放出的热量，单位kJ/kg煤的发热量常用三种规定值表示。1．弹筒发热量Qb：单位质量的试样在充有过量氧气的氧弹内燃烧，其燃烧产物组成为氧气、氮气、二氧化碳、硝酸和硫酸、液态水以及固态灰时放出的热量称为弹筒发热量。图2-2氧弹式热量计1－外筒；2－内筒；3－外筒搅拌器；4－绝缘支柱；5－氧弹；6－盖子；7－内筒搅拌器；8－温度计；9－电动机；10－贝克曼温度计；11－放大镜；12－震动器；13－计时指示灯；图2-3氧弹1－进气管；2－弹筒；3－盖圈；4－弹簧环；5－进气阀；6－螺帽；7－电极柱；8－圆孔；9－针形阀；10－弹头；11－金属垫圈；12－橡胶垫圈；13－金属导杆；14－防火罩；15－燃烧皿

氧弹热量计的工作原理：

将装好煤样（1±0.1g）并充氧至规定压力的氧弹（2.8~3.0MPa）放入内筒子系统开始进行水循环，稳定水温，然后向内筒子注水，达到预定水量后，开始搅拌，使内筒水温均衡至室温(相差不超过1.5℃)，此时感温控头测定水温并记录到计算机中。当内筒子水温基本稳定后，控制系统指示点火电路导通，点火后，样品在氧气的助燃下迅速燃烧，产生的热量通过氧弹传递给内筒，引起内筒水温上升。当氧弹内所有的热量释放出以后温度开始下降，计算机检测到内筒水温下降信号后判定该产供销试验结束，系统停止搅拌并放出内筒水。计算机对采集到的温度数据进行结果处理。

2．高位发热量Qgr。煤在氧弹内燃烧产生的热量减去硫和氮生成酸的校正值后所得的热量。3．低位发热量Qnet。高位发热量减去煤样中水蒸气凝结成水的汽化潜热。氧弹发热量大于高位发热量，因为硫酸、硝酸的形成都要放出热量。高位发热量：1kg煤完全燃烧、烟气中的水分凝结成水时所放出的热量，单位是kJ/kg。低位发热量：1kg煤完全燃烧、烟气中的水分未凝结成水时所放出的热量，单位是kJ/kg。二、各种发热量之间的换算由弹筒发热量换算成高位发热量的公式，即（2-15）式中Qad,gr－空干基煤样的高位发热量，kJ/kg；

Qad,b－空干基煤样的弹筒发热量，kJ/kg；

Sad,b－由弹筒洗液测得的含硫量，%；

－硝酸生成热的比例系数。由高位发热量换算为低位发热量公式，（2-16）不同基准的高位发热量通过基准换算系数进行换算。如：由空气干燥基高位发热量Qad,gr换算为收到基高位发热量Qar,gr的公式为

（2-17）不同基准的低位发热量之间不能直接换算。三、标准煤和折算成分1.标准煤：标准煤为收到基低位发热量为29270kJ/kg的煤。标准煤消耗量：kg/h或t/h

2.折算成分：规定把相对于每4182kJ/kg（即1000kcal/kg）收到基低位发热量的煤所含的收到基水分、灰分和硫分，分别称为折算水分、折算灰分和折算硫分。四、灰的熔融性1．煤灰的熔融性及其三个特征温度的测定取粒度小于0.2mm的空气干燥煤样，按GB212－91规定将其完全灰化，然后研细至0.1mm以下，制成正三角锥体，锥体高度为20mm，底面的边长为7mm，锥体的一侧面垂直于底面，置于温度可调节并充有适量还原性气体的电炉中逐渐加热，根据灰锥的状态变化记录以下几个温度数值，如图2-4所示：变形温度DT：锥体尖端或棱开始变圆或弯曲时的温度；软化温度ST：灰锥弯曲至锥尖触及托板或灰锥变成球状时的温度；流动温度FT：灰锥熔化展开成高度在1.5mm以下的薄层时的温度。通常用软化温度ST来反映灰的熔融特性，ST一般在1100～1600℃之间。当ST＞1350℃时，炉内结焦的可能性不大。为防止炉膛出口受热面上结焦，必须使炉膛出口烟气温度θ″l＜ST-（50～100）℃。

温度间隔对锅炉的工作有很大的影响。若温度间隔很大，固相和液相共存的温度区间就很宽，煤灰的粘性随温度变化很慢，这样的灰渣称为长渣，长渣在冷却时可以长时间保持一定的粘性，所以在炉内就容易结焦；反之，如果温度间隔很小，那么灰渣的粘性随温度变化剧烈，这样的灰渣称为短渣，短渣在冷却时其粘性降低的很快，很短的时间内就会凝结为固态，在炉内就不容易产生结焦。一般将DT与ST之差在200～400℃的煤称为长渣煤，而温差在100～200℃的煤称为短渣煤。2．影响灰熔融特性的因素影响灰熔融特性的因素很多，主要与灰的化学成分及其含量有关；其次还与灰分所处的周围介质和烟气中灰的浓度有关。（1）成分因素。灰分的化学组成复杂，各组成成分的熔点不同，其熔点低高对灰的熔融特性的就有影响。一般地，灰中难熔成分的含量越高，灰的熔点就越高，如CaO，MgO，SiO2，Al2O3的熔点FT一般在1600～2500℃之间。当灰中易熔成分的含量越高时，灰的软化温度就越低，碱性氧化物的熔点一般比较低，其含量越高、灰分的熔点也越低，如FeO，Na2O，K2O的熔点FT一般在800～1400℃之间。（2）介质因素。实践证明，当灰所处周围的高温介质性质改变时，将使灰熔融性发生变化。若灰处在还原性介质中（如CO，H2），它的软化温度将降低。这是由于还原性气体将使灰中高熔点的Fe2O3被还原成低熔点的FeO所致。所以即便是同一种灰，在还原性介质中所测得的灰熔融性的特性温度就要比在氧化性介质中测得的低100～300℃。（3）浓度因素。当灰分的成分和所处环境一样，但烟气的含灰量（即飞灰浓度）不同时