煤对燃烧及设备的影响

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1、煤对燃烧及设备的影响火电厂煤质检测主讲：李春艳9/3/20211吉林省电力科学研究院一、火力发电厂生产过程9/3/20212吉林省电力科学研究院1、火力发电厂的生产过程9/3/20213吉林省电力科学研究院2、火力发电厂生产流程9/3/20214吉林省电力科学研究院二、锅炉的工作过程9/3/20215吉林省电力科学研究院1、锅炉9/3/20216吉林省电力科学研究院2、锅炉的组成9/3/20217吉林省电力科学研究院3、锅炉的工作系统3、锅炉的工作系统9/3/20218吉林省电力科学研究院4、锅炉的工作过程锅炉是重要的热能供应设备，也是一种能量转换设备。在锅炉中燃料

2、的化学能通过燃烧转化为热能，又通过传热过程将热能传递给中间载热体（水和蒸汽），依靠过热蒸汽将热能输送出去。9/3/20219吉林省电力科学研究院三、燃料的燃烧9/3/202110吉林省电力科学研究院燃料中的可燃物质是由多种碳、氢、氧化合物和氮、硫化合物组成的具有胶态特性的有机复合体。工业分析组成：挥发分和固定碳元素分析组成：碳、氢、氧、氮、硫燃料的燃烧过程是燃料中的可燃物质同空气中的氧燃烧发生化学反应放出热量的过程。研究燃烧的目的就是尽可能地使燃料在锅炉的炉膛内迅速而又良好地燃烧，将化学能最迅速而又最大限度地转化为热能。燃烧必备三个条件：可燃物质、氧化剂、热源燃烧过

3、程：煤炭在炉内燃烧一般要经过四个阶段：（1）干燥阶段。煤从炉膛内吸收热量，温度升高，水分被蒸发。9/3/202111吉林省电力科学研究院（2）挥发分析出及其燃烧阶段。煤中水分蒸发完后，煤继续升温，挥发分随之不断析出，当温度达到着火温度时，逸出的挥发分在煤颗粒表面开始燃烧。（3）焦炭燃烧阶段。煤中挥发分析出后形成焦炭，焦炭表面温度进一步上升，便开始燃烧并放出大量热量。（4）燃尽阶段。当焦炭燃烧到一定时间后，大部分含碳物质已燃烧完，只有少量焦炭继续燃烧直到燃尽。9/3/202112吉林省电力科学研究院煤的燃烧过程：（1）干燥阶段（2）挥发分析出及其燃烧阶段（3）焦炭燃烧

4、阶段（4）燃尽阶段碳CO2COO2空气冲刷灰壳9/3/202113吉林省电力科学研究院四、煤对燃烧及设备的影响9/3/202114吉林省电力科学研究院综上所述，煤是锅炉燃烧的必要条件，没有煤中的可燃物质无从谈及燃烧，电力用煤的诸多特性对燃烧及设备产生不同程度的影响，在电力锅炉设计时，要求提供以下煤质特性指标：(1)煤的工业分析即水分、灰分、挥发分、固定碳；(2)煤的元素分析即碳、氢、氧、氮、硫；(3)煤的发热量；(4)煤的哈氏可磨性指数；(5)煤灰熔融性；(6)煤灰成分，包括二氧化硅、氧化铝、氧化铁、氧化钙、氧化镁、三氧化硫、氧化钠、氧化钾、二氧化钛等。

5、除上述各特性指标值外，有时还需要提供煤的磨损指数、灰的比电阻、游离二氧化硅等。煤在锅炉中燃烧的特性可以根据其元素分析、工业分析结果及其他有关数据来判断，如水份、挥发份、灰份、硫和氮的含量、煤灰熔融性、煤的焦结性等，现将这些因素对煤燃烧特性及设备的影响分述于下：1.水分水是煤中的不可燃成分，煤中水分有内在与外在之分。在一定条件9/3/202115吉林省电力科学研究院下，煤样与周围空气湿度达到平衡的所失去的水分，称为外在水分。煤的外在与内在水分的总和，则称为全水分。煤的内在水分随煤的变质程度加深而减少，褐煤内在水分最大，无烟煤最小，煤的外在水分随煤的开采、加工及环境

6、条件不同而变化，例如洗选煤、置于多雨水的环境条件下，煤的外在水分就大。煤中水分越大，也就意味着将更多的不可燃成分运进电厂，从而增大运输量及经济负担。水份较多的煤因水份占去了原来的可燃质可以占据的份额的一部分，发热量会相应地低些，在燃烧中水份多时，经过较长的时间才能蒸发完，因此着火慢，比较难于燃烧。此外，以发一定的热量来说，水份多时，烟气体积较大，因此烧这种煤的锅炉的烟道尺寸须设计得较大。此外，烟气体积大也增大了9/3/202116吉林省电力科学研究院通风设备的规模及能耗。煤中含水多，则锅炉烟气量大，由烟气带走的热量也越多，从而加大了排烟热损失。在燃用水份过高的煤时

7、，有时在锅炉中很难燃烧，必须在燃烧前预先如以干燥才行。电厂通常燃用原煤、洗混煤等，它们要经过输煤、给煤、碎煤、制粉一系列工艺流程将煤加工成粉供锅炉燃用。如煤中外在水分过大，则极易造成电厂输煤、给煤系统的运行障碍。另一方面，煤中水分含量过低也有不足，一是锅炉火焰中含有水汽对煤粉的悬浮燃烧能起催化作用；二是煤中含有适量的水，有助于降低煤尘的污染。水分还是露天存煤引起氧化的主要原因，特别是对于黄铁矿含量高的煤，加剧了其氧化自燃的倾向。9/3/202117吉林省电力科学研究院总之，电力用煤的全水分宜控制在5%～8%，当煤的外在水分达到10%左右时，则对电厂煤系统的