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煤炭燃燒知識

信息來源于：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(shù)。
　　（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和著火的穩(wěn)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(tài)除渣旋風爐溫度高達1760~1800，大大強化燃燒過程；固態(tài)排渣爐爐溫受煤灰熔融性的制約，通常不超過 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(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、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(shù)。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(fā)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(huán)境污染嚴重。因此要根據(jù)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(fā)熱量：煤的發(fā)熱量是鍋爐設計的主要依據(jù)，不同型號的鍋爐對發(fā)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(fā)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(fā)熱量的穩(wěn)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(shù)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(shù)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(shù)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(tài)排渣，若不能液態(tài)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(fā)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(huán)境。對高硫煤在燃燒前需進行脫硫處理和回收利用。