P02-燃料.ppt

第二章燃料,2007煤炭生产和消费,中国一次能源消费结构,,,地质阶段与成煤1,石炭纪至二叠纪开滦、阳泉等煤田，成煤植物是古代的蕨类植物。,地质阶段与成煤2,大同的武宁煤田，是在中生代的侏罗纪形成的,,,地质阶段与成煤3,抚顺和云南的小龙潭煤田新生代的新近纪，成煤植物是裸子植物中的松柏类和原始的被子植物,,煤的形成1,煤的形成2,,菌解阶段,1.菌解阶段，即泥炭化阶段。当植物堆积在水下被泥砂覆盖起来的时候，便逐渐与氧气隔绝，由嫌气细菌参与作用，促使有机质分解而生成泥炭。通过这种作用，植物遗体中氢、氧成分逐渐减少，而碳的成分逐渐增加。泥炭质地疏松、褐色、无光泽、比重小，可看出有机质的残体，用火柴烧可以引燃，烟浓灰多。,煤的形成3,,煤化作用阶段,2.煤化作用阶段，即褐煤阶段。当泥炭被沉积物覆盖形成顶板后，便成了完全封闭的环境，细菌作用逐渐停止，泥炭开始压缩、脱水而胶结，碳的含量进一步增加，过渡成为褐煤，这称为煤化作用。褐煤颜色为褐色或近于黑色，光泽暗淡，基本上不见有机物残体，质地较泥炭致密，用火柴可以引燃，有烟。,煤的形成4,,变质阶段,3.变质阶段，即烟煤及无烟煤阶段。褐煤是在低温和低压下形成的。如果褐煤埋藏在地下较深位置时，就会受到高温高压的作用，使褐煤的化学成分发生变化，主要是水分和挥发成分减少，含碳量相对增加；在物理性质上也发生改变，主要是密度、比重、光泽和硬度增加，而成为烟煤。这种作用是煤的变质作用。烟煤颜色为黑色，有光泽，致密状，用蜡烛可以引燃，火焰明亮，有烟。烟煤进一步变质，成为无烟煤。无烟煤颜色为黑色，质地坚硬，有光泽，用蜡烛不能引燃，燃烧无烟。,煤的形成5,1.菌解阶段，即泥炭化阶段，。2.煤化作用阶段，即褐煤阶段。3.变质阶段，即烟煤及无烟煤阶段。,中国煤炭资源分布图,世界煤炭分布和贸易路线,2001年世界煤炭储量,2001年世界煤炭储量比例,煤的经典结构1960年前）,怀泽煤的化学结构,煤的元素分析和工业分析,◆元素分析煤有机物无机物有机物中的碳、氢、氧、氮、硫的元素组成无机物中灰分、水分的含量◆工业分析水分挥发分灰分固定碳加热（102105℃）水分（M）加热（隔绝空气80020℃）挥发分（V）灼烧（空气中80025℃）灰分A扣除上述三项固定碳（FC）发热量Q,煤的工业分析分析成分,煤的成分特点C,煤的成分特点H,煤的成分特点O,煤的成分特点N,煤的成分特点S,我国煤种含硫情况,东北、蒙低于1，从北向南逐渐升高，个别高达2以上。华北煤田上部层硫含量0.5-1.5，下部为2-4。西北含硫量普遍较低，陕西煤硫2.84。华东高硫煤比例较大西南硫含量最高，平均含硫量为2.13,硫对锅炉的影响,S→SO2→H2SO4（蒸汽），在低温烟道内当受热面的壁温低于硫酸蒸汽的酸露点温度，硫酸蒸汽凝结，对金属受热面产生腐蚀。在高温烟气区SO2与碱金属氧化物反应产生高温腐蚀。硫化铁的含量较高，煤质坚硬，制粉电耗上升，易磨损磨煤机的部件。SOx→排入大气，对环境造成污染。,全水分W102105℃下干燥至衡重失去的水分外部水分自然干燥至衡重失去的水分内部水分全水分-外部水分,煤的成分特点-水,水分对锅炉的影响,水分增加，燃料着火困难。水分增加，排烟热损失增加。水分增加，排烟体积增大，引风机电耗上升。水分增加，制粉困难。为硫酸蒸汽的形成创造条件。,煤的成分特点-灰,灰分对锅炉的影响,灰分增加，妨碍可燃质与氧的接触，着火和燃尽较为困难，燃烧损失增大。受热面的积灰或结渣，削弱传热效果，排烟温度增加，锅炉效率降低。灰分增加相应于可燃质减少，发热量降低，燃煤量增加。受热面磨损严重。大气污染，除尘设备的效率和费用增加。,挥发分V（隔绝空气加热，析出有机物的气体产物）,煤的成分特点-V,挥发分对锅炉的影响,挥发分的着火温度低，挥发分含量增加，燃料易着火燃烧。挥发分析出后燃料呈多孔状，有利于氧与可燃质的接触。因此，挥发分含量增加，燃料易燃尽。,,煤的成分分析基准,收到基asreceivedCar-------应用基空干基airdryCad-------分析基干燥基dryCd干燥无灰基dryandashfreeCdaf-------可燃基,煤的成分与成分基准,煤的成分基准换算关系,煤的成分基准换算关系,,煤的发热量,高位发热量Qgy煤燃烧产物中的水凝结放热低位发热量Qdy煤燃烧产物中的水蒸汽在锅炉的排烟温度（110-160℃）下不会凝结，故其凝结放热不能利用。高位发热量与低位发热量的数量差煤燃烧产物中的水含量w9HyWy/100QdyQgy–r9HyWy/100r2500kJ/kg,发热量的测定,发热量的计算,kJ/kg,折算成分,,为比较煤中各种有害成分（水、灰、硫）对锅炉工作的影响，更好地鉴别煤的性质，引入折算成分的概念。即相对于每4190kJ/kg低位发热量的煤所含有的成分,Wzs8.0，高水分煤Szs0.2，高硫分煤Azs4.0，高灰分煤,,标准煤的概念,低位发热量为29310kJ/kg即7000kcal/kg的煤为标准煤实际煤的发热量在2000-8000kcal/kg之间发电效率为40时，煤耗为307.1g标准煤/kWh左右,,灰的性质,1.灰的熔融性影响炉内的运行工况结渣2.灰的烧结性影响对流受热面，特别是过热器的积灰性能烧结性积灰,灰的特征温度,将煤灰制成底边为7mm，高为20mm的等边三角锥体放入具有弱还原性气氛的硅碳管高温炉中加热，以规定的速度升温，根据灰锥形态的变化来确定三个特征温度。,1.灰的熔融性,（1）灰熔融特性及其测定（2）影响灰熔融特性的因素灰的组成成分酸性成分SiO2、Al2O3、TiO3→t2↑碱性成分CaO、MgO、Fe2O3、K2O、Na2O→t2↓复合物的共晶体熔化温度比纯净氧化物的熔化温度要低得多。灰所处的环境介质的性质还原性氧化性,1.灰的熔融性,（3）灰的熔融性对锅炉工作的影响ST1400℃难熔固态排渣ST-DT200℃长渣液态排渣ST-DT100℃短渣固态排渣通常炉膛出口烟温低于灰的软化温度ST下50～100℃，也要低于灰的变形温度DT,2.灰的烧结性,,2.灰的烧结性烧结是固态粉末集合物加热后，在低于其熔点（或低于共熔点）的高温下，气孔排除，体积缩小，成为致密的具有一定强度的多晶体。烧结主要是用于生产水泥、陶瓷、耐火材料等方面灰的烧结性是指灰分在高温对流受热面生成高温烧结性积灰的能力。灰分的烧结性越强，过热器越容易积灰影响烧结性的因素灰中含有的碱性成分,烟气中所含有的SO2温度、时间,灰中各成分的熔点,,SiO21716℃Al2O32050℃TiO31837℃CaO2570℃MgO2800℃Fe3O41597℃Fe2O31566℃FeO1377℃K2O\Na2O8001000℃,几种复合化合物熔化温度,,CaOFe2O31249℃2FeOSiO21065℃3Al2O32SiO21800℃CaOFeOSiO21100℃CaOAl2O31605℃CaOAl2O3SiO21170℃Na2SiO2877℃K2SiO2997℃Al2O3Na2O6SiO21099℃,,发电用煤质量标准分类,,动力煤的主要特点,无烟煤有明亮的黑色光泽，硬度大。挥发分含量最低，一般≤10。含碳量很高，灰分、水分等杂质较少，因而发热量高，约在21000～32500kJ/kg。着火和燃烬都很困难。贫煤煤化程度略低于无烟煤，是主要的动力用煤，挥发分一般在10～20。动力用煤中的贫煤，实际上也包括了干燥无灰基挥发分为14％～20％、胶质层厚度比贫煤略大的瘦煤。它的着火和燃烬特性优于无烟煤，但仍属反应性能较差的煤。,动力煤的主要特点,烟煤中等煤化程度的煤。干燥无灰基挥发分含量较高，一般在20％～45％；水分和灰分较少，因而发热量较高，在20000～30000kJ/kg。烟煤容易着火和燃烬，但对于高灰分的烟煤，着火和燃烬都相应比较困难。褐煤形成年代较短的煤，煤质松，略程褐色。挥发分含量很高，约为40％～50％，很容易着火和燃烧。但是褐煤中灰分和水分含量也都相对较高，发热量低，一般仅为10000～20000kJ/kg。,无烟煤,烟煤,褐煤,煤玉,煤玉作品,重油燃料,1、粘度反映油的流动性2、凝固点油中石腊的含量影响油的凝固点3、闪点自由油液面上油蒸汽被点着发出短暂的闪光4、硫分5、灰分,气体燃料,1、天然气主要成分为甲烷，33500-37700kJ/Nm32、高炉煤气主要成分为CO20-30,H25-15,氮（45-55），CO2（5-15），388-4200kJ/Nm33、焦炉煤气H255-60,甲烷（22-25），17000kJ/Nm3,,