锅炉燃料-煤的特性及分类（锅炉设备运行）

锅炉燃料认知任务2.2煤的工业分析成分及性质煤的工业分析定义01煤的工业分析各成分02煤粉的焦结性03元素分析和工业分析的区别和联系0403煤粉的焦结性COKINGPROPERTYOFPULVERIZEDCOAL焦炭煤的焦结性对层燃炉的影响在层燃炉中，烧不焦结性煤时焦碳成粉末，易被风吹走或从炉落下，使燃烧损失增加；烧强结焦性煤时，焦碳成块状，使空气阻力增加，影响煤的燃烧，使燃烧损失增加。对煤粉炉工作也有影响。在煤粉炉中，烧强结焦性煤时，易引起炉内结渣。煤粉的焦结性Cokingpropertyofpulverizedcoal焦碳的物理性质差别很大，变得疏松，有的比较松软，有的结成不同硬度的焦块。焦碳的这种不同粘结性程度称为煤的焦结性。锅炉燃料认知主要内容01煤灰的组成02煤灰的熔融性的测定03熔融特性对锅炉的影响04影响煤灰熔融性的因素任务2.5煤灰的熔融特性2.5煤灰的熔融特性01煤灰的组成Thecompositionofcoalash煤灰的组成Thecompositionofcoalash1.煤灰的组成是由各种矿物成分组成的混合物，主要有氧化硅（SiO2）、氧化铝（Al2O3）、各种氧化铁（FeO、Fe2O、Fe3O4）、钙镁氧化物（CaO、MgO）及碱金属氧化物（K2O、Na2O）等。“酸性氧化物：SiO2、Al2O3、TiO3碱性氧化物：Fe2O3、CaO、MgO、Na2O和K2O02煤灰的熔融性的测定Determinationofthemeltingpropertyofcoalash煤灰的熔融性的测定Determinationofthemeltingpropertyofcoalash“2.灰的熔融性的测定7mm20mm用角锥法测定加热到一定程度后，灰锥在自重的作用下，开始发生变形，随后软化和出现液态。角锥法就是根据目测灰锥在受热过程中形态的变化，用三种形态对应的特征温度来表示煤灰的熔融特性。煤灰的熔融性的测定Determinationofthemeltingpropertyofcoalash灰锥熔融特征示意图灰锥顶端开始变圆或弯曲时的温度DT-变形温度锥顶变至锥底或变成球形或高度等于或小于底长时对应的温度ST-软化温度锥体熔化成液体或厚度在1.5mm以下时对应的温度FT-熔化温度由于煤灰中含有多种成分，这些成分的熔化温度各不相同，所以煤灰没有固定的由固相转为液相的熔融温度。一般用软化温度ST作为灰熔融性的指标锅炉燃料认知主要内容01煤灰的组成02煤灰的熔融性的测定03熔融特性对锅炉的影响04影响煤灰熔融性的因素任务2.5煤灰的熔融特性03煤灰的熔融特性对排渣方式的影响Theinfluenceofthemeltingcharacteristicsofcoal煤灰的熔融特性对排渣方式的影响Theinfluenceofthemeltingcharacteristicsofcoalashonslagdischarge“3.灰的熔融特性对排渣方式的影响当温度间隔值在200～400℃时，意味着固相和液相共存的温度区间较宽，煤灰的粘度随温度变化慢，煤灰的粘结随温度变化缓慢，在炉膛中易于结渣，属于易融灰，这样的灰渣称为长渣，可用于液态排渣炉。当温度间隔值在100～200℃时为短渣，此灰渣粘度随温度增加很快，凝固快，三个状态变化很大，三个温度间隔很小，属于难融灰，适用于固态排渣炉。对固态排渣，为减轻炉内结渣，应燃用具有短渣性质的煤。ST和DT差值的大小反应了灰渣从固态向液态转变的温度区间煤灰的熔融特性对排渣方式的影响Theinfluenceofthemeltingcharacteristicsofcoalashonslagdischarge2.灰的熔融特性对锅炉结渣的影响煤粉中的灰分经燃烧后有下列三种形式01保持固体状态，以飞灰形态通过锅炉各受热面，引起磨损。0203融化成液态，形成结渣。挥发成气态，在较冷受热面形成沾污。结渣的危害熔融特性是判断锅炉运行中是否会结渣的主要因素锅炉结渣对锅炉安全运行有非常重要的影响如果炉膛内大面积结渣就会导致炉膛传热效率大大下降，从而影响电厂热效率。按煤的灰熔点大小，可以对其结渣的可能性进行预报:一般，ST>1400℃时不易结渣；ST=1200℃~1400℃时有可能结渣；ST<1200℃时容易结渣。04影响煤灰熔融性的因素Factorsaffectingthemeltingofcoalash“4.影响灰熔融性的因素影响煤灰熔融性的因素Factorsaffectingthemeltingofcoalash（1）灰的成分灰的成分按其化学性质，可分为酸性氧化物和碱性氧化物。碱性氧化物增多时，使灰熔点降低，容易发生结渣。一般灰中高熔点成分（SiO2、Al2O3、MgO等）越多时，灰的熔点也越高；相反，含熔点低的成分（FeO、Na2O、K2O）越多时，灰的熔点也越低。影响煤灰熔融性的因素Factorsaffectingthemeltingofcoalash（2）灰所处环境介质的性质介质中存在CO、H2等还原性气体时，会使灰中的高价氧化铁（熔点1500℃左右）还原成低熔点的氧化亚铁，后者又与氧化硅结合成共晶体并进一步形成共晶体混合物（熔点1000℃左右），使灰熔点大大降低。（3）煤中灰分含量一般，燃烧含灰多的煤时容易结渣，但不如前两个因素的影响明显。灰的成分和其所处周围高温介质性质相同而煤中灰分含量不同时，灰的熔点也会发生变化。灰量越多时灰中各种成分相互接触频繁，从而在高温下产生化合、分解、助熔作用的机会增多，使灰的熔点降低。锅炉燃料认知任务2.6煤的分类主要内容01煤的分类标准02煤的可磨性01煤的分类标准Classificationstandardofcoal煤的分类标准Classificationstandardofcoal煤是由多种有机物质和无机物质混合组成的复杂的固体碳氢燃料。煤是远古植物遗体随地壳的变动被埋入地下，长期处在地下环境中，植物中的纤维素，木质素经脱水腐蚀，含氧量不断减少，碳质不断增加，逐渐形成化学稳定性强，含碳量高的固体化合物，埋入地下的深度和时间不同，就会形成不同的煤种。煤的分类标准Classificationstandardofcoal1.无烟煤（Vdaf<10%）2.贫煤（Vdaf=10%

20%）一般按干燥无灰基挥发分分类3.烟煤（Vdaf=20%

40%）4.褐煤（Vdaf>40%）煤的分类标准Classificationstandardofcoal无烟煤是煤化程度最深的煤；含碳量最多，一般Car大于50%，最高可达95%；灰分不多，Aar=6%-25%；水分较少，Mar=1%-5%；发热量很高，可达25000-32500KJ/Kg；挥发分含量少，Vdaf小于10%，而且挥发分释放温度较高，其焦炭没有粘结性，着火和燃尽较困难；燃烧时无烟，火焰呈青蓝色；无烟煤的表面有明亮的黑色光泽，机械强度高。储存时稳定，不易自燃。无烟煤煤的分类标准Classificationstandardofcoal烟煤的煤化程度低于无烟煤；含碳量一般为Car=40%-60%，个别可达75%;灰分不多，Aar=7%-30%；水分也较少，Mar=3%-18%；发热量一般为20000-30000KJ/Kg；除贫煤因挥发分较少外，其余烟煤挥发分都较高，着火，燃烧容易；烟煤的焦结性各不相同，贫煤焦炭呈粉状，优质烟煤则呈强焦结性，多用于冶金行业。烟煤煤的分类标准Classificationstandardofcoal其性质介于无烟煤与烟煤之间;其碳化程度比无烟煤稍低;挥发分含量Vdaf仅为10%～20%;不易点燃;燃烧时火焰短，但稍胜于无烟煤；焦碳无焦结性;贫煤煤的分类标准Classificationstandardofcoal褐煤含碳量为Car=40%-50%；水分和灰分含量较高，Mar=20%-50%，Aar=6%-50%；因而发热量较低，Qar，net=10000-21000KJ/kg；因它含有较高的挥发分，Vdaf=40-50%，所以容易着火燃烧；褐煤外表面多呈褐色或黑褐色，机械强度高，化学反应性强，空气中容易风化，不易储存和运达。褐煤煤的分类标准Classificationstandardofcoal无烟煤贫煤烟煤褐煤挥发份含量%长短年代从该图可以看出，随着年代的增长，挥发份含量逐渐降低，挥发分含量由高到底依次是褐煤，烟煤，贫煤，无烟煤。含碳量由高到底依次是无烟煤，贫煤，烟煤，褐煤。我国主要动力用煤有:平顶山烟煤大同烟煤义马烟煤阳泉无烟煤焦作无烟煤萍乡无烟煤淄博贫煤西山贫煤芙蓉贫煤元宝山褐煤丰广褐煤……锅炉燃料认知任务2.6煤的分类主要内容01煤的分类标准02煤的可磨性02煤的可磨性Grindabilityofcoal煤的可磨性Grindabilityofcoal由于煤的机械性质不同，有的煤较难破碎，有的却容易破碎，煤被磨制成一定细度的煤粉的难易程度成为煤的可磨性系数。煤磨煤能耗与煤粉细度值成反比，即对于同一燃料，磨得越细，消耗的能量就越大。试验指出，煤在磨煤机中磨制成煤粉所消耗的能量与新产生的表面积成正比，即 E=EA(A2-A1)试验和理论表明，磨制后的煤粉表面积A2与煤粉细度R90有关1.磨制煤粉消耗的能量煤的可磨性Grindabilityofcoal标准煤取用极难磨制的无烟煤。显然，标准煤的可磨性系数Kkm=1。Kkm<1.2的煤是难磨的煤种，Kkm>1.5的煤是易磨的煤种。该方法是将风干的、相同相同和磨煤能耗相同的条件下所得质量的标准煤和试验煤，在初始粒度到的两个煤粉细度来确定可磨性系数，即2.可磨性系数的两种测定方法（1）前苏联全苏热工所得测定方法煤的可磨性Grindabilityofcoal图为哈氏可磨仪

一些国家常采用一种哈氏可磨性系数：2.可磨性系数的两种测定方法（2）哈得罗夫法与Kkm只是测定的方法不同，两者的关系可用下式换算：哈氏法是以一小型中速球磨机作测试机，当主轴运转60转后，测定50g一定粒度的煤样中通过孔径为74μm筛子的煤粉量。煤的可磨性GrindabilityofcoalG透过孔径为74um的筛子的煤粉量。（1）制粉系统运行时，用来预计磨煤出力和电能消耗；测定可磨性系数的目的

（2）制粉系统设计时，用来指导磨煤机型选型，计算磨煤出力和电能消耗。锅炉燃料认知0101发热量02各种基准的发热量之间的换算03折算成分04标准煤和标准煤耗率任务2.4煤的发热量01发热量CALORIFICVALUE发热量Calorificvalue煤的发热量是煤的重要特性之一。它是指单位质量的煤在完全燃烧时所放出的热量，用符号表示Q，实际应用中有高位发热量和低位发热量之分。发热量的定义当发热量包括煤燃烧后所产生的水蒸气凝结放出的汽化潜热时，称为高位发热量。当发热量不包括水蒸气凝结放出的汽化潜热时，称为低位发热量。表示方法：Qgr,QnetQgr－Qnet＝水分质量

汽化潜热锅炉的排烟温度一般在120~160℃之间，烟气中水分以蒸汽存在。低位发热量是锅炉中的有效利用热量高位发热量、低位发热量及其关系01040203发热量Calorificvalue高位发热量、低位发热量的换算

干燥无灰基高位发热量与低位发热量之间的关系如下式：

04空气干燥基高位发热量与低位发热量之间的关系如下式：

02

干燥基高位发热量与低位发热量之间的关系如下式：

0301收到基高位发热量与低位发热量之间的关系：02各种基准的发热量之间的换算Conversionbetweenthecalorificvaluesofvariousdatum各种基准的发热量之间的换算Conversionbetweenthecalorificvaluesofvariousdatum发布会商业路演工作汇报44各种基准的发热量之间的换算已知收到基高位发热量各种基准的高位发热量之间可以用换算系数换算各种基准的低位发热量之间不能用换算系数换算

通过查换算系数K等于100-Mad/100-Mar，直接乘以该系数就可求出空气干燥基高位发热量。先将已知的低位发热量换算成同基准的高位发热量然后查出相应的换算系数k，进行不同基准的高位发热量的换算，求出所求基准的高位发热量最后，进行所求基准高、低位发热量换算即得出所求的低位发热量。03折算成分Normalizedcomponent折算成分Normalizedcomponent折算成分的定义用来衡量水分、灰分和硫分对锅炉工作的有害程度规定把相对于每4190kj/kg（1000kcal/kg）收到基低位发热量的煤所含收到基水分、灰分和硫分，分别称为折算水分、折算灰分、折算硫分。折算成分用下标zs表示。折算成分normalizedcomponent折算成分公式区分标准：Mar,ZS8%高水分煤，Aar,ZS4%，高灰分煤Sar,ZS0.2%高硫分煤01折算水分02折算灰分03折算硫分锅炉燃料认知0101发热量02各种基准的发热量之间的换算03折算成分04标准煤和标准煤耗率任务2.4煤的发热量04标准煤和标准煤耗率Standardcoalandcoalconsumptionratestandard标准煤和标准煤耗率Standardcoalandcoalconsumptionratestandard330g/KW.h338g/KW.h哪台机组的经济性更好呢？标准煤和标准煤耗率Standardcoalandcoalconsumptionratestandard标准煤的概念定义收到基低位发热量为29310KJ/Kg(7000kcal/kg)的煤为标准煤。