第一章煤炭基础知识要点解析.ppt

* * 当然，也不是说水分越少越好，若….，在燃烧时，火焰中有一定量的水蒸汽，则有利于残炭的汽化，即C+H2O=CO+H2,有利于燃烧。同时还可以提高火焰的黑度，加强辐射传热作用；提高火焰的热传导。 * * 1.煤中灰分含量增加，可燃成分相对减少，发热量相对降低。当煤燃烧时，矿物质转化为灰分并熔融，它要吸收热量，并由排灰带走大量物理热；灰分多的煤，使煤不易燃尽，还会使炉膛温度下降，燃烧不稳定，造成不完全燃烧热损失，严重时导致灭火。此外，灰分增高，电厂的用煤量和排灰量都要增加，导致输煤系统、制粉系统和除灰系统电耗增加，锅炉事故停炉次数增多，设备磨损加剧，临检频率增加，检修费用增高。 2.煤燃尽后形成灰粒随烟气流动，当烟气流速过高时，灰粒将磨损受热面；流速低时，灰粒将沉积在受热面，降低传热效果，使排烟温度升高，锅炉热效率随之降低。若沉积在受热面上的灰粒受热熔化，不仅消耗热量，还会粘附在水冷壁管上易造成结渣现象，破坏锅炉正常运行。 3.灰分越多，受热面的玷污和磨损越严重。炉膛水冷壁受热面的玷污常造成过热器超温爆管，过热器和再热器的玷污常引起高温粘结和高温腐蚀，而尾部受热面的玷污会导致排烟温度的显著上升降低经济性。灰分增多还会加剧尾部受热面磨损，引起尾部受热面的积灰和低温腐蚀。 另外，煤中的碱金属氧化物（Na2O、K2O）对锅炉的结焦和侵蚀也起着重要的作用。这是由于碱金属氧化物在高温火焰中挥发成气体，这些气体和烟气中的SO3生成易熔的Na2SO4和K2SO4，并在冷的受热面上凝结，形成易熔的表面层。这种表面层易粘附灰粒而形成灰层，它在高温下熔化而结成渣层。 4.煤中硫化物和微量汞，在燃烧时生成SO2、H2S等有毒气体和汞蒸气，随烟气排入大气；还有一些有害成分，如：As、Cd、Cu、Mo、Sb、Zn，都会随同飞灰呈颗粒状带出；另外，煤燃烧后产生大量的灰渣，需要排放和堆积，将侵占大量的田地，堵塞河道，污染水体。所以灰分是火电厂中污染环境，妨害动植物生长和影响人体健康的污染源。 * * 煤中挥发分随煤化程度的加深而减少，两者有明显的规律，它基本上能反映煤的变质程度，因此世界各国的煤碳分类方案都是以挥发分作为分类指标。 2.当煤受热时，挥发分首先析出，并着火燃烧，一般挥发分高的煤着火点低，容易着火，燃烧速度快而稳定，但火焰温度较低；煤中挥发分太少时，不易点燃，延迟着火，燃烧速度慢而不稳定，甚至会造成爆燃、熄火等事故；同时由于燃烧温度低，还会造成燃烧不完全热损失，影响锅炉的经济性。 对于一台已经运行的的锅炉，若煤种改变，将会引起运行工况的许多问题，例如原设计为烧中高挥发分的煤（Vd=29%),现供应的煤种为中挥发分（Vd18%）的煤，则着火延迟，火焰中心上移，从而造成炉膛上部结渣，过热蒸汽温度偏高，不完全燃烧热损失增大，严重时锅炉灭火。若供应的是高挥发分的煤（Vd40%）的煤，则又会造成过早着火，有可能发生烧坏喷燃气，或造成喷燃器周围结渣；也可能使火焰中心位置偏斜，造成炉内温度不均匀，破坏正常的水循环，引起炉管局部过热、胀粗或爆破等。所以在进煤时，应尽可能根据原设计煤种的挥发分进行选择。 挥发分开始逸出的温度随变质程度的加深而增高，因为各种煤的挥发分产率及其组成和特性是不相同的。变质程度深的煤，挥发分少，其组成以烃类为主，含氧化合物少，所以发热量高，开始逸出的温度也较高，如无烟煤、贫煤；变质程度浅的煤，挥发分高，含氧化合物较多，所以发热量也低，开始逸出的温度也较低，如长焰煤、褐煤等。挥发分的这种特性对锅炉设计有着重要的价值，如：喷燃气结构、布置、炉膛形状的大小，燃烧带的敷设或辅助系统防爆措施的设计等。 * * 1.碳、氢、氮、氧、硫五种元素组成了煤的有机成分。其中以碳、氢、氧为主，其总和占有机质的95%以上；氮含量较少，约占0.5%～3.0%；硫含量除了与原始植物有关外，主要和成煤时的地质条件有关，其含量变化范围为0.1%～10%，多数情况下为0.5%～3%。 2.煤的元素组成在燃烧过程中，其中碳氧化为CO2；氢燃烧形成水；硫大部分形成SO2，少量形成SO3，约占SO2的1%～3%；氮主要形成氮气释放。 3.煤燃烧所释放的热量主要来自C和H的燃烧，尽管氢所释放出的热量几乎是碳所释放热量的4倍，但因碳元素是构成煤的主体，而氢是随着煤变质程度的加深而减少，所以煤中碳含量远远大于氢的含量，通常可相差15～20倍以上，因此决定煤炭发热量高低的是碳而不是氢。 4.硫是煤中的有害元素，其含量分布不均，而且多呈区域性特征，虽然硫燃烧时也能释放出少部分热量，但燃烧产物中的SO2和少量的SO3容易与烟气中的水蒸汽形成H2SO3和H2SO4,因此，燃烧产物SO2是电厂排放的主要污染物。 ⑴ 电厂锅炉烧高硫煤时，由于硫的氧化作