常见锅炉燃料介绍

  (一)煤的成分

  自然界里煤是多种物质组成的混合物，它的主要成分有碳、氢、氧、氮、硫、灰分和水分等。

  1.碳：用符号C表示，是煤的主要成份，煤的含碳量愈多，发热量越高。不过含碳量较高的煤较难着火，这是因为碳在比较高的温度下才能燃烧。一般碳约占燃料成份的50∽90%。

  2.氢：用符号H表示，是煤中最活波的成份，煤中含量越多，燃料越容易着火，煤中氢量约为2%∽5%。

  3.硫：用符号S表示，是煤中的一种有害元素。硫燃烧生成二氧化硫(SO2)或三氧化硫(SO3)气体，污染大气，对人体有害，这些气体又与烟气中水蒸汽凝结在受热面上的水珠结合，生成亚硫酸(H2SO3)或硫酸(H2SO4)腐蚀金属。不仅如此，含硫烟气排入大气还会造成环境污染。含硫多的煤易自燃。我国煤的含量为0.5∽5%。

  4.氧：用符号O表示，是不可燃成份，煤中含氧为1%∽10%。

  5.氮：用符号N表示，是不可燃成份，但在高温下可与氧反应生成氮氧化物(NOx),它是有害物质。在阳光紫外线照射下，可与碳氢化合物作用而形成光学氧化剂，引起大气污染。

  6.灰分：用符号A表示，是煤中不能燃烧的固体灰渣，由多种化合物构成。熔化温度低的灰，易软化结焦，影响正常燃烧，所以，灰份多，煤质差。煤中灰份约占5∽35%。

  7.水分：用符号W表示，煤中水份过多会直接降低煤燃烧所发生的热量，使燃烧温度降低。

  (二)煤的发热量

  1Kg煤完全燃烧时所放出的热量，称为煤的发热量。

  1.高位发热量(Qgw)指煤的最大可能发热量。

  2.低位发热量(Qdw)指煤在正常燃烧条件下的实际发热量。

  我国目前的锅炉燃烧设备都是按实际应用煤的低位发热量来进行计算的。煤的品种不同，其发热量往往差别很大。在锅炉出力不变的情况下，燃用发热量高的煤时，耗煤量就小，燃用发热量低的煤时，其耗煤量必然增加。因此，笼统地讲燃料消耗量的大小而不考虑煤种，则不能正确反映锅炉设备运行的经济性。为了能正确地考核锅炉设备运行的经济性，通常将Qdw=7000Kcal/Kg(约合29300KJ/Kg)的煤定义为标准煤，这样便于计算和考核。

  (三)煤的燃烧

  1、煤完全燃烧的条件

  (1)适量的空气

  (2)一定的燃烧温度

  (3)燃料与空气的混合均匀性

  (4)充分的燃烧时间

  2、煤的燃烧过程

  (1)预热干燥

  (2)挥发分析出并开始着火燃烧

  (3)固定碳着火燃烧

  (4)固定碳的燃烧和灰渣的形成。

  二、燃油

  (一)燃料油的物理特性

  1.重度(比重)

  单位体积内物质的重量称为“重度”(γ)。油的重度在0.78∽0.98吨/米3之间，所以油比水轻，通常能浮在水面上。通常将20℃时比重作为油品的标准比重，用符号“d420”表示。

  2.发热量(Q)

  油的重度愈小，则发热量愈高。由于油中的碳、氢含量比煤高，因此其发热量约为39800∽44000千焦/公斤。

  3.比热(C)

  将1公斤物质加热，温度每升高1℃所需的热量称之为该物质的比热。单位是KJ/Kg•℃。4.凝固点

  油的凝固点表示油在低温下的流动特性。

  5.粘度

  油的流动速度，不仅决定于使油流动的外力，而且也取决于油层间在受外力作相对运动的内部阻力，这个内部阻力就称为粘度。

  油的粘度随温度升高而降低，随温度下降而增大。

  对于压力物化喷嘴的炉前燃油粘度以2∽4度为最好，对转杯式喷嘴以3∽6度为好。

  6.沸点

  液体发生沸腾时温度称为沸点。油品没有一个恒定的沸点，而只有一个沸点范围。

  7.闪点

  燃油表面上的蒸汽和周围空气的混合物与火接触，初次出现黄色火焰的闪光的温度称为闪点或闪光点。

  闪点表示油品的着火和爆炸的危险性，关系到油品储存、输送和使用的安全。闪点≤45℃的油品称为易燃品。在燃油运行管理中，除根据油种闪点确定允许的最高加热温度外，更须注意油种的变化及闪点的变化。

  8.燃点(着火点)

  在常压下，油品着火连续燃烧(时间不少于5秒)时的最低温度称为燃点或着火点。无外界明火，油品自行着火燃烧时最低温度称为自然点。

  9.爆炸浓度界限

  油蒸汽与空气混合物的浓度在某个范围内，遇明火或温度升高就会发生爆炸，这个浓度范围就称为该油品的爆炸浓度界限。

  10.油品很容易在磨察时升成静电，在静电作用下，油层被击穿，会导致放电，而产生火花，此火花可将油蒸汽引燃。因此，静电是使用油品发生燃烧和爆炸的原因之一。

  (二) 常用燃油特点

  1.重油

  (1)油的比重和粘度较大，脱水困难，流动性差。

  (2)油的沸点和闪点较高，不易挥发。

  (3)其特性与原油产地，配制原料的调和比有关。

  2.渣油

  (1)硫份含量较高。

  (2)比重较大。

  (3)粘度和凝固点都比较高。

  (4)作为锅炉燃油时必须注意防止低温腐蚀。

  3. 柴油，分为轻柴油和重柴油，工业锅炉上常用轻柴油作为燃料。

  轻柴油的特点：

  (1)粘度小，流动性好，在运输和物化过程中，一般不需要加热。

  (2)含硫量较小，对环境污染也小。

  (3)易挥发，火灾危险性大，运输和使用中应特别注意。

  三、气体燃料

  (一)气体燃料的化学组成

  气体燃料的化学成份由可燃部分和不可燃部分组成。

  1.可燃部分有氢，一氧化碳，甲烷，乙烯，乙烷，丙烯，丙烷，苯，硫化氢等。

  2.不可燃成分有氮，氧，二氧化碳，氧化硫和水蒸气。

  (二)分类

  1.天然气，目前西安，北京等城市使用的气体燃料就是天然气。发热量为 36533KJ/m3，爆炸极限的上限为15.0%，.下限为5.0%。

  2.人工燃气，是指以煤或石油产品为原料，经过各种加工方法而产生的燃气。

  3.油制气，是指以石油产品为原料，经过各种加工方法而产生的燃气。

  4.液化石油气，是指在开采和炼制石油过程中，作为副产品而获得的一种碳氢化合物。

  (三) 特点：

  1.具有基本无公害燃烧的综合特性。

  2.容易进行燃烧调节。

  3.作业性好，即燃气系统简单，操作管理方便，容易实现自动化。

  4.容易调整发热量，比如城市煤气可以通过煤制气和油制气的混合比例来调整和维持发热量。

  5.易燃易爆且有毒

  气体燃料与空气在一定比例下混合会形成爆炸性气体。另外气体燃料大多数成分对人体和动物是窒息性的或有毒的。