信息來源于:東莞騰輝能源有限公司 發布于:2023-01-10
一、煤炭燃燒
煤中可燃成分(碳、氫、硫等)與空氣中的氧進行化學反應,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:
?。?span>1)供應燃燒所需的空氣量,為使煤中的可燃成分完全燃燒,全部轉化成CO2、SO2、H2O氣體產物,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到理論的完善混合,實際上供應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。
?。?span>2)保持高溫環境,提高煤炭燃燒溫度有利于加速燃燒反應和著火的穩定性,還可減少化學和機械不完全燃燒損失。預熱鼓風鍋爐可改善熱力條件,有利于燃燒高水分、高灰分的劣質燃燒;液態除渣旋風爐溫度高達1760~1800,大大強化燃燒過程;固態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表面積、加壓燃燒、調整氣流運動等。
煤炭燃燒方式可分層狀燃燒、懸浮燃燒、旋風燃燒和流化床燃燒4種,燃燒設備分別為層燃爐、煤粉爐、旋風爐和流化床燃燒爐。
二、煤炭燃燒主要指標
燃燒主要是煤的化學能向熱能的轉換過程,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,主要有燃燒設備的性能與操作、燃燒方式、煤的成分和質量等。對于既定的燃燒設備來講,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問題。燃燒用煤的質量要求主要有以下指標:
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。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備,均要有比較理想的粒度組成。粒度過大或過小,均會導致物理性不完全燃燒熱損失的增加,且污染環境。
2.燃料比(FR):指單位煤炭中固定碳含量(FC,%)和揮發分含量(V,%)的比值,即:FP=FC/V。FR的大小直接影響到煤炭的著火點、火焰高度和火力強度,因而是影響煤炭在鍋爐中燃燒性能的重要參數。當燃料比FR值較大時,表明煤的變質程度高,燃點高,火焰短,火焰強度大,燃盡困難,物理性不完全燃燒熱損失較大;當FR值比較低時,則表明所用煤炭變質程度低,燃點低,火焰長,火焰強度小,揮發分含量高,燃燒時煙氣量大,化學性不完全燃燒熱損失增加,且對環境污染嚴重。因此要根據燃燒設備的大小和類型,采用配煤和制造型煤的方法來調整和確定合理的FR值。對層燃爐一般取FR=1.5~2.0。
3.煤的發熱量:煤的發熱量是鍋爐設計的主要依據,不同型號的鍋爐對發熱量有不同的要求,高的可達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,供應煤的發熱量必須符合設計要求,波動范圍不能過大。所以要保證煤炭發熱量的穩定,就應選擇合適的煤種,不能經常變動。否則就會降低鍋爐熱效率,甚至影響鍋爐的運行安全。
4.煤的粘結性:該指標一般以焦渣特征來表示。焦渣特征指數越大,煤的粘結性越強,就越易熔融粘結成塊,使爐內煤層孔隙率增加,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,選用焦渣特征指數為3~5的弱粘結性煤種較為理想。
5.灰熔點:它對鍋爐的熱效率、運行及完全性的有很大的影響?;胰埸c的高低,與煤灰的組分有很大關系。當灰熔點低時,燃燒時易結渣。對層燃爐來說,煤灰結渣后,通風阻力增加,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,易使爐膛內壁爬渣,在高溫對流過熱的管子上搭橋,使燃燒狀況惡化,嚴重時還會引起鍋爐爆炸。因此,為保證鍋爐運行安全,應采用液態排渣,若不能液態排渣,要求其灰熔點ST<1350。當灰熔點過高時,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。水份和灰份是煤中的無用雜質,其含量高低直接影響到煤的發熱量和燃燒效率。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、設備等因素確定。硫為煤中的有害雜質,在煤燃燒過程中與O2反應生成硫的氧化物(SOX),不僅腐蝕設備,而且污染環境。對高硫煤在燃燒前需進行脫硫處理和回收利用。