鍋爐燃料是指各種鍋爐所燃用的燃料,根據(jù)形態(tài)的不同,可以分為固體、液體和氣體三類。
一、固體燃料
固體燃料常用的有煤、煤矸石、頁巖和生物質(zhì)等。其中,煤是最為常見的固體燃料,其特點(diǎn)如下:
1. 煤的組成:煤是一種復(fù)雜的混合物,主要成分是碳、氫、氧和少量的氮、硫或其他元素。氮和硫是煤中最主要的雜質(zhì),這些雜質(zhì)燃燒后會產(chǎn)生大氣污染物。煤中還含有許多放射性和稀有元素,如鈾、鍺、鎵等。
2. 煤的分類:按干燥無灰基揮發(fā)分的含量和膠質(zhì)層最大厚度,我國把煤炭劃分為十大類,即無煙煤、貧煤、瘦煤、焦煤、肥煤、氣煤、弱黏結(jié)煤、不黏結(jié)煤、長焰煤及褐煤。其中,無煙煤、貧煤、弱黏結(jié)煤、不黏結(jié)煤、長焰煤與褐煤的膠質(zhì)層厚度不大或不穩(wěn)定,屬于不焦結(jié)和弱焦結(jié)煤,不適宜作為煉焦煤,但可作為動力用煤供鍋爐燃用。
3. 各類煤的特點(diǎn):
無煙煤:固定碳含量高,揮發(fā)分含量低(干燥無灰基揮發(fā)分Vdaf<10%),不易點(diǎn)燃,燃燒緩慢,燃燒時無煙且火焰很短。發(fā)熱量大致為20930\~25120kJ/kg(或5000\~6000kcal/kg)。
貧煤:性質(zhì)介于無煙煤與煙煤之間,炭化程度比無煙煤稍低,揮發(fā)分含量為10%<Vdar≤20%,也不易點(diǎn)燃,燃燒時火焰短,但稍勝于無煙煤。
煙煤:包括一些灰分、水分含量較高,發(fā)熱量較低(多在18850kJ/kg以下)的品種,稱為劣質(zhì)煙煤。
褐煤:固定碳含量不高,含揮發(fā)分很高(Vdaf>40%),極易點(diǎn)燃,燃燒時火焰長。水分、灰分及氧的含量均較高,發(fā)熱量低,一般為10500\~14700kJ/kg(2500\~3500kcal/kg)。燃燒后焦炭無焦結(jié)性,外表多呈棕褐色,質(zhì)脆易風(fēng)化,儲存時極易發(fā)生自燃。
煤矸石:夾帶有矸石等礦物質(zhì)的煤,含灰量在50%以上,發(fā)熱量很低,一般需要制成細(xì)小的顆粒才能燃燒。發(fā)熱量低,不易燃燒,在鍋爐上較少使用,目前只在沸騰鍋爐和循環(huán)流化床鍋爐中應(yīng)用。
4. 煤的燃燒過程:
著火前的預(yù)熱階段:煤受熱,水分蒸發(fā)出來,此過程是一吸熱階段,進(jìn)行的快慢與溫度和煤的性質(zhì)有關(guān)。
揮發(fā)分著火燃燒階段:揮發(fā)分析出,溫度升高到著火溫度。
固定碳燃燒階段:揮發(fā)分先著火放出大量熱量,使固定碳加熱迅速燃燒,此過程是個強(qiáng)烈的放熱階段,進(jìn)行的快慢主要取決于溫度和混合接觸速度。
碳燃盡階段:未燃盡的少量固定碳繼續(xù)燃燒,直至燃盡,形成渣,此階段一般在氧氣不足、溫度較低、煤風(fēng)混合較弱的情況下進(jìn)行,所需時間較長。
二、液體燃料
液體燃料常用的有柴油、重油和渣油等。液體燃料具有燃燒效率高、熱效率高、啟動和調(diào)節(jié)速度快等特點(diǎn),能夠快速滿足負(fù)荷變化的需求。然而,液體燃料價格較高,運(yùn)行成本也相對較高,且燃燒過程中會產(chǎn)生一定的污染物,對環(huán)境有一定影響。
三、氣體燃料
氣體燃料常用的有天然氣、城市煤氣、高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣和液化石油氣等。氣體燃料的特點(diǎn)如下:
1. 使用性好:易于與空氣混合,排煙損失小,鍋爐效率高;燃料中含硫份和灰分少,受熱面不會出現(xiàn)高溫結(jié)焦和腐蝕現(xiàn)象;煙氣流速高,鍋爐整體體積小,鍋爐金屬耗量低。
2. 調(diào)節(jié)性能靈活:氣體熱值容易調(diào)整,可兩種燃料摻混使用;同一鍋爐可適用于多種燃料;有很強(qiáng)的適應(yīng)熱負(fù)荷變動能力,容易實(shí)現(xiàn)燃燒調(diào)節(jié)。
3. 環(huán)境污染?。夯曳趾土蚝窟h(yuǎn)低于煤和油質(zhì)燃料;燃燒時不會產(chǎn)生燃煤時大量需要處理的灰渣;對土壤的污染??;煙氣中含塵量低,對大氣污染小。主要污染物為燃燒時產(chǎn)生的氮氧化合物。
4. 運(yùn)輸使用方便:主要是管道運(yùn)輸,沒有車輛運(yùn)輸過程中的飛灑、噪聲等污染;直接使用,不需要像燃煤前需要破碎。
然而,氣體燃料也存在一些缺點(diǎn),如許多成分含有毒性(如SO2、NO、CO、H2S等),與空氣在一定比例下混合后會形成爆炸性氣體,遇明火爆炸,燃燒時應(yīng)采取完善的安全措施。
總之,在選擇西安鍋爐燃料時,需要根據(jù)實(shí)際需求、能源供應(yīng)情況、環(huán)保要求和經(jīng)濟(jì)成本等多方面因素進(jìn)行綜合考慮。