煤炭燃燒知識(shí)

信息來(lái)源于：東莞騰輝能源有限公司發(fā)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(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，放出大量的熱并生成煙氣和灰渣的過(guò)程。

　　煤的燃燒過(guò)程必須具備3個(gè)條件：
　?。?span>1）供應(yīng)燃燒所需的空氣量，為使煤中的可燃成分完全燃燒，全部轉(zhuǎn)化成CO2、SO2、H2O氣體產(chǎn)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(dá)到理論的完善混合，實(shí)際上供應(yīng)的空氣量大于理論空氣量。實(shí)際空氣量與理論空氣量之比稱為空氣過(guò)剩系數(shù)。
　?。?span>2）保持高溫環(huán)境，提高煤炭燃燒溫度有利于加速燃燒反應(yīng)和著火的穩(wěn)定性，還可減少化學(xué)和機(jī)械不完全燃燒損失。預(yù)熱鼓風(fēng)鍋爐可改善熱力條件，有利于燃燒高水分、高灰分的劣質(zhì)燃燒；液態(tài)除渣旋風(fēng)爐溫度高達(dá)1760~1800，大大強(qiáng)化燃燒過(guò)程；固態(tài)排渣爐爐溫受煤灰熔融性的制約，通常不超過(guò) 1200~1350。
　　（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(yīng)表面積、加壓燃燒、調(diào)整氣流運(yùn)動(dòng)等。
　　煤炭燃燒方式可分層狀燃燒、懸浮燃燒、旋風(fēng)燃燒和流化床燃燒4種，燃燒設(shè)備分別為層燃爐、煤粉爐、旋風(fēng)爐和流化床燃燒爐。
二、煤炭燃燒主要指標(biāo)
　　燃燒主要是煤的化學(xué)能向熱能的轉(zhuǎn)換過(guò)程，故要求煤燃燒時(shí)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(shè)備的性能與操作、燃燒方式、煤的成分和質(zhì)量等。對(duì)于既定的燃燒設(shè)備來(lái)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(zhì)問(wèn)題。燃燒用煤的質(zhì)量要求主要有以下指標(biāo)：
　　1．炭的粒度組成：包括粒度的上下限、各粒級(jí)所占的比例、粒度的均勻性、限下率及粒級(jí)寬窄等指標(biāo)。粒度組成是影響熱效率的重要因素，無(wú)論采用哪種燃燒方式的爐窯設(shè)備，均要有比較理想的粒度組成。粒度過(guò)大或過(guò)小，均會(huì)導(dǎo)致物理性不完全燃燒熱損失的增加，且污染環(huán)境。
　　2．燃料比（FR）：指單位煤炭中固定碳含量（FC，%）和揮發(fā)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(diǎn)、火焰高度和火力強(qiáng)度，因而是影響煤炭在鍋爐中燃燒性能的重要參數(shù)。當(dāng)燃料比FR值較大時(shí)，表明煤的變質(zhì)程度高，燃點(diǎn)高，火焰短，火焰強(qiáng)度大，燃盡困難，物理性不完全燃燒熱損失較大；當(dāng)FR值比較低時(shí)，則表明所用煤炭變質(zhì)程度低，燃點(diǎn)低，火焰長(zhǎng)，火焰強(qiáng)度小，揮發(fā)分含量高，燃燒時(shí)煙氣量大，化學(xué)性不完全燃燒熱損失增加，且對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重。因此要根據(jù)燃燒設(shè)備的大小和類型，采用配煤和制造型煤的方法來(lái)調(diào)整和確定合理的FR值。對(duì)層燃爐一般取FR=1.5~2.0。
　　3．煤的發(fā)熱量：煤的發(fā)熱量是鍋爐設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，不同型號(hào)的鍋爐對(duì)發(fā)熱量有不同的要求，高的可達(dá)6000~7000kcal/Kg，低的只有800~2500 kcal/Kg（如沸騰爐），差值很大。但對(duì)既定的鍋爐，供應(yīng)煤的發(fā)熱量必須符合設(shè)計(jì)要求，波動(dòng)范圍不能過(guò)大。所以要保證煤炭發(fā)熱量的穩(wěn)定，就應(yīng)選擇合適的煤種，不能經(jīng)常變動(dòng)。否則就會(huì)降低鍋爐熱效率，甚至影響鍋爐的運(yùn)行安全。
　　4．煤的粘結(jié)性：該指標(biāo)一般以焦渣特征來(lái)表示。焦渣特征指數(shù)越大，煤的粘結(jié)性越強(qiáng)，就越易熔融粘結(jié)成塊，使?fàn)t內(nèi)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(shù)太小，呈粉末狀，則會(huì)堵住空隙妨礙空氣流動(dòng)，使燃燒不充分，飛灰中物理性不完全燃燒熱損失增加。對(duì)層燃爐，選用焦渣特征指數(shù)為3~5的弱粘結(jié)性煤種較為理想。
　　5．灰熔點(diǎn)：它對(duì)鍋爐的熱效率、運(yùn)行及完全性的有很大的影響?；胰埸c(diǎn)的高低，與煤灰的組分有很大關(guān)系。當(dāng)灰熔點(diǎn)低時(shí)，燃燒時(shí)易結(jié)渣。對(duì)層燃爐來(lái)說(shuō)，煤灰結(jié)渣后，通風(fēng)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(duì)煤粉來(lái)說(shuō)，易使?fàn)t膛內(nèi)壁爬渣，在高溫對(duì)流過(guò)熱的管子上搭橋，使燃燒狀況惡化，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)引起鍋爐爆炸。因此，為保證鍋爐運(yùn)行安全，應(yīng)采用液態(tài)排渣，若不能液態(tài)排渣，要求其灰熔點(diǎn)ST<1350。當(dāng)灰熔點(diǎn)過(guò)高時(shí)，在層燃爐中煤灰呈粉末狀，渣塊小，透氣性差，對(duì)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(biāo)。水份和灰份是煤中的無(wú)用雜質(zhì)，其含量高低直接影響到煤的發(fā)熱量和燃燒效率。原則來(lái)講，二者的值越低越好，具體取值范圍依煤炭燃燒方式、設(shè)備等因素確定。硫?yàn)槊褐械挠泻﹄s質(zhì)，在煤燃燒過(guò)程中與O2反應(yīng)生成硫的氧化物（SOX），不僅腐蝕設(shè)備，而且污染環(huán)境。對(duì)高硫煤在燃燒前需進(jìn)行脫硫處理和回收利用。