燃料采制化基础知识

褐煤：它是煤化程度最低的煤，多为块状，呈黑褐色，光泽暗，质地疏松；其特点是水分高、比重小、挥发分高（含挥发分40%左右）、不粘结、化学反应性强、热稳定性差、发热量低，燃点低，容易着火，燃烧时上火快，火焰大，冒黑烟，含碳量和发热量较低，燃烧时间短，需经常加煤。烟煤：一般为粒状、小块状，也有粉状，多呈黑色而有光泽，质地细致，含挥发分30%以上，燃点不太高，较易点燃；含碳量与发热量较高，燃烧时上火快，火焰长，有大量黑烟，燃烧时时间教长，大多数烟煤有粘性，燃烧时易结渣。无烟煤：成煤年代悠久、埋藏时间最长，是煤化程度最高的煤。有粉状和小块状两种，呈黑色有金属光泽而发亮，杂质少，质地紧密，固定碳含量高，可达80%以上；容重比其他煤大，机械强度高、质地坚硬、不易研磨；挥发分含量低，在10%以下，燃点高，不易着火；但发热量高，刚燃烧时上火慢，火上来后比较大，火力强，火焰短，冒烟少，燃烧时间长，粘结性弱，燃烧时不易结渣。应掺入适量煤土烧用，以减轻火力强度。化学反应性弱，贮存时不发生自燃。 成分 煤种 挥发份 （vdaf） 含碳量 水分 （Mar） 灰分 （Aar） 低位发热值 无烟煤 ≤10 ≥60 5-10 15-20 21-25.1 烟煤 10-45 40-60 3-18 7-18 19.2-20.9 褐煤 40 30-50 20-40 15-30 10.4-12.5 泥煤 70 - 50 30-50 8.3-10.4 商业上，将商品煤分为原煤、筛选煤和洗选煤等。原煤是指煤矿生产出来的毛煤经过人工或机械拣出规定粒度的矸石（包括黄铁矿等杂物）以后的煤炭产品。精煤是指经过洗选加工后供炼焦用洗选煤产品筛选煤是原煤经过筛选加工分级，去除部分煤矿石，并根据煤的粒径大小分大块煤、中块煤、小块煤和粉煤。洗选煤是原煤经过水洗加工，除去煤中大部分矿物杂质的产品。至于说的粉煤、块煤和蜂窝煤等都是按形状叫的。煤除去水分和挥发分剩余的叫焦碳。根据洗选后的煤中灰分的不同，分为洗精煤、洗中煤、煤泥和尾矿（也称洗矸）。其中洗精煤灰分最低，是质量较好的煤，一般用做炼焦原料；洗中煤灰分较高，都作为电厂燃料；煤泥因粒径很细，含水分和灰分又较高，只能作为民用或一般锅炉燃料；尾矿则废弃不作商品。煤矸石，煤伴生废石。在掘进、开采和洗煤过程中排出的固体废物，是碳质、泥质和沙质页岩的混合物，是一种在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量较低，比煤坚硬的黑灰色岩石。具有低发热值，发热量一般为800-1500卡/克。煤化程度越高，光泽越强；矿物质含量越多，光泽越暗；风化、氧化程度越深，光泽越暗，直到完全消失。煤化程度越深，碳的含量越高，氢和氧的含量越低，氮的含量也略有降低。褐煤的容重一般为1.05-1.2t/每立方米,烟煤为12-1.4t/每立方米,无烟煤变化范围较大,可由1.35-1.8t/每立方米。煤岩组成、煤化程度、煤中矿物质的成分和含量是影响比重和容重的主要因素。在矿物质含量相同的情况下，煤的比重随煤化程度的加深而增大。 含硫多的煤在燃烧时生成硫化物气体，不仅腐蚀金属设备，与空气中的水反应形成酸雨，污染环境，危害植物生产。碳和氢是煤燃烧过程中产生热量的重要元素，氧是助燃元素，三者构成了有机质的主体。发热量是指单位重量的煤在完全燃烧时所产生的热量，亦称热值，常用106J/kg表示。它是评价煤炭质量，尤其是评价动力用煤的重要指标。国际市场上动力用煤以热值计价。煤的发热量是煤按热值计价的基础指标。煤作为动力燃料，主要利用煤的发热量，发热量越高，其经济价值越大。同时发热量也是计算热平衡、热效率和煤耗的依据，以及锅炉设计的参数。煤的工业分析包括对水分、灰分、挥发分的测定和固定碳的计算四项内容。 1.水分 指单位重量的煤中水的含量。煤中的水分有外在水分、内在水分和结晶水三种存在状态。一般以煤的内在水分作为评定煤质的指标。煤化程度越低，煤的内部表面积越大，水分含量越高。水分对煤的加工利用是有害物质。在煤的贮存过程中，它能加速风化、破裂，甚至自燃；在运输时，会增加运量，浪费运力，增加运费；炼焦时，消耗热量，降低炉温，延长炼焦时间，降低生产效率；燃烧时，降低有效发热量；在高寒地区的冬季，还会使煤冻结，造成装卸困难。只有在压制煤砖和煤球时，需要适量的水分才能成型。 电煤以水分较低为好，水分宜控制在5%-8%，如煤的外在水分在8%-10%，就可能导致输煤、给煤系统运行故障。2.灰分 是指煤在规定条件下完全燃烧后剩下的固体残渣。它是煤中的矿物质经过氧化、分解而来。灰分对煤的加工利用极为不利。灰分越高，热效率越低；燃烧时，熔化的灰分还会在炉内结成炉渣，影响煤的气化和燃烧，同时造成排渣困难。煤灰成分十分复杂，成分不同直接影响到灰分的熔点。灰熔点低的煤，燃烧和气化时，会给生产操作带来许多困难。为此，在评价煤的工业用途时，必须分析灰成分，测定灰熔点。 3.挥发分 指煤中的有机物质受热分解产生的可燃性气体。它是对煤进行分类的主要指标，并被用来初步确定煤的加工利用性质。煤的挥发分产率与煤化程度有密切关系，煤化程度越低，挥发分越高，随着煤化程度加深，挥发分逐渐降低。 4.固定碳 测定煤的挥发分时，剩下的不挥发物称为焦渣。焦渣减去灰分称为固定碳。它是煤中不挥发的固体可燃物，可以用计算方法算出。焦渣的外观与煤中有机质的性质有密切关系，因此，根据焦渣的外观特征，可以定性地判断煤的粘结性和工业用途。 入厂煤与入炉煤热量差是指入厂煤收到基低位发热量（加权平均值）与入炉煤收到基低位发热量（加权平均值）之差。在燃料完全燃烧时，燃料中的可燃硫将首先全部转化为二氧化硫，通常使用的脱硫剂是石灰石（碳酸钙）。把破碎后的石灰石粒子投入流化层，石灰石受热分解产生氧化钙，氧化钙与烟气中的二氧化硫结合生成硫酸钙，硫酸钙可以随灰分排掉。随着石灰石粒度的减小，脱硫率提高，因为粒度小，可以增加石灰石粒子的反应比表面积。火电厂燃煤验收工作的内容主要是指进厂煤的计质和计量。采样的意义和目的:1.检验入厂煤质,提供依质计价的依据。2.检验入炉煤质,及时提供锅炉燃炉工况，确保运行安全，同时为准确计算煤耗提供数据。采样样本虽然是从总体煤样中采出，但用样本推断整体，其结果必然会有偏差存在，偏差有三项组成：采样偏差、制样偏差和分析偏差，其中采样偏差最大，约占80%，制样偏差次之，约占4%。因此。分析结果的可靠程度在很大程度上取决于样本的代表性，采样是一切分析化验的基础。采样要求符合以下三个基本要求：1.要有足够的子样数目，且这些子样数目要依据待采燃煤特点，合理地分布在整批的燃煤中。2.采样工具或采样器要根据粒度大小选择，却确认无系统偏差。3.对煤流采样不少于5KG。煤化程度：在成煤过程中煤化作用的程度。燃料：能广泛用于工农业生产和人民生活以提供热能或动力的原料。动力燃料：用作产生热能以提供动力的有机燃料及核能燃料。标准煤：用作比较热能装置间利用效率的一种假想煤炭，规定其应用基低位发热量为29271.2kj/kg（7000kcal/kg）。煤：主要由古代植物经泥炭化和煤化作用生成的固体可燃矿产。硬煤：烟煤和无烟煤的总称。商品煤：作为商品在市场上销售的煤。入厂煤：由煤矿或煤炭转运站用运输工具运到火电厂的煤。入炉煤：进入锅炉燃烧的符合细度要求的煤粉。标准煤耗：每生产1KW*h的电能所消耗的标准煤量，单位为g/（kw*h）或kg/（kw*h）。 煤中水分、挥发分、灰分和固定碳四项组成，通常称为工业分析，而碳、氢、氮、硫和氧五项元素，通常又称为元素分析。根据现代检测技术，采样、制样和化验是取得准确煤质数据的三个环节。燃料作为一种“破坏性”试验不可能把待检验的煤炭全部进行化验，只能取少量的样品进行化验，用化验结果去推断全部煤炭的质量。这少量的样品必须能代表全部煤炭的特征。煤的自燃：煤在常温下会发生缓慢氧化的一种物料。它与空气接触氧化的同时产生热量，并聚集在煤堆内，随着时间的延长，煤堆内的蓄热就增多，温度也会越来越高；温度升高又会加速煤的氧化作用，当温度达到60度后，煤堆温度会急剧上升，若不及时处理便会着火。这种煤无需外火源时，因受自身氧化作用蓄热而引起着火称为自燃。影响煤自燃的因素主要有煤的性质、组堆的工艺过程及气候条件三个方面。其中煤本身的性质是最主要的，实践证明，无烟煤、贫瘦煤等煤化程度高的煤，即便是长期存放无需特殊组堆，也不会发生自燃现象。而年轻的烟煤特别是褐煤一般只存放数日，就会发生自燃、甚至导致着火。为减少或防止煤堆自燃，可采取分层压实煤堆、建立定期检温制度、及时消除自然祸源等预防措施。长期贮存的煤其碳和氢的含量一般会降低，氧的含量会迅速增高，而硫酸盐硫也有所增高，特别是含黄铁矿硫多的煤，因为煤中黄铁矿易被氧化而变成硫酸盐。在工业上常将煤的组成划分为工业分析组成和元素分析组成两种。工业分析组成是用工业分析法测出的煤的不可燃成分和可燃成分，前者为水分和灰分；后者为挥发分和固定碳。工业分析组成和元素分析组成如下所列：file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image001.gif中国煤炭分类法是采用表征煤化程度的参数，即干燥无灰基挥发分Vdaf作为分类指标将煤划分为三大类：褐煤、烟煤和无烟煤。凡Vdaf≤10%的无烟煤，Vdaf10%的煤为烟煤,Vdaf37%的煤为褐煤。在工业上通常使用以下四种基准：1．收到基计算煤中全部成分的组合称收到基。对进厂煤或炉前煤都应按收到基计算其各项成分。2．空气干燥基不计算外在水分的煤，其余的成分组合（内在水分、灰分、挥发分和固定碳）称空气干燥基。供分析化验用的煤样是在实验室温度（50度）的条件下，由自然干燥而失去外在水分的，其分析化验的结果应按空气干燥基计算。3．干燥基不计算水分的煤，其余的成分组合（灰分、挥发分和固定碳）称为干燥基。4．干燥无灰基不计算不可燃成分（水分和灰分）的煤，其余成分的组合（挥发分和固定碳）称为干燥无灰基。全水分中的外在水分变易性较大，由煤矿发出的煤到火电厂收到的煤或进锅炉燃烧的煤都是用收到基表示其成分组合。外在水分又称之为表面水分或游离水分，它是指煤在开采、运输、贮存及洗煤时，在煤的表面上和大毛细孔中的水分。外在水分与外界条件（如温度、湿度）密切相关，与煤质并无直接关系。失去外在水分的煤称为风干煤（即是空气干燥基煤）。工业分析中所测定的水分不包括结晶水，只包括外在水分和内在水分，这两种水分合称为全水分。煤的贮备过多或过少都是不恰当的。贮备过多会影响电厂资金周转，且因长期贮存的煤会发生低温氧化，导致煤质下降，严重时还会引起煤的自然；贮备过少则难以应付以外发生情况，如因运输事故而延长煤的到厂时间，或煤矿因故不能按时发运煤等造成的锅炉燃料中断，影响正常发电。煤炭是我国火电厂的主燃料，其质量好坏直接影响锅炉运行的安全，也涉及火电厂的经济效益，特别是当前燃料费用占发电成本的70%左右。因此，要求火电厂对燃煤质量进行例行监督-采、制、化，而采样是第一道工序，也是后续两道工序的基础。1．验收入厂煤质量，可防止不合格和煤炭进入电厂，同时，也可以提供按煤质分开存放以及依质计价的依据。2．检验入炉煤质量。及时提供煤质信息，确保锅炉安全经济运行，也可为正平衡准确计算煤耗提供数据。3．检验贮煤场煤质量。可准确计算入厂和入炉煤的热值差和确定最终发电成本提供依据。煤质检验均离不开采样，由此可见，燃煤采样是火电厂生产中必不可少的一种作业，也是燃煤质量监督的基础。对长期贮存易氧化的煤应怎样组堆？对需长期贮存且易受氧化的煤，最好采用煤堆压实且其表面覆盖一层适宜的覆盖物质的方法防止自燃，因为空气和水是露天贮存煤堆引起氧化和自燃的主要原因。煤堆内若有空隙，乃至空洞，空气便可自由透入堆内，使煤氧化放热，同时，煤堆内水分会被受热蒸发并在煤堆高处凝结释放大量热量；再者，煤中的黄铁矿也会因此被氧化而放出热量。这些都会产生或加剧煤的氧化作用和自燃倾向。相应的防止办法是在煤堆表面覆盖一层无烟煤粉、炉灰、粘土浆等。此外，还可喷洒阻燃剂溶液，既可减缓煤的自燃倾向，又可减少因煤被风吹走而造成的损失。全水分煤样：用于测定煤中全水分而专门采取的。煤样水分具有双重意义，既影响煤炭质量，又影响煤炭数量。全水分包括外在水分和空气干燥基水分。煤炭是一种极不均匀的散状物料，不仅颗粒大小不均匀，而且不同的颗粒有不同的煤质特性，甚至同样大小的颗粒也尽不相同。对于不均匀性大的散状煤炭物料，机械采样是能采到有代表性煤样的最好采样手段。采样必须是随机的，不要施加如何人为意志。不要往“祸源”区域煤中加水，这样加速煤的氧化和自燃。消除自燃“祸源”的方法是将“祸源”区域内的煤挖出暴露在空气中散热降温或立即供应锅炉燃烧。选煤是提高商品煤质量的主要手段，煤炭经过洗选后可提高燃烧效率，减少污物排放。储备量过多，不仅影响电厂资金周转。而且增加贮存损耗；储备量过少，又很难保证正常发电。三访：访贤问计 访民问愿 访困问难三查：查廉洁自律 查工作意识 查工作落实三了解：了解职工工作能力 了解职工心愿 了解职工困难三改进：改进工作方式 改进工作作风 改进工作质量枯水期（11月至次年4月）最大库存量7万吨，库存量最低4万吨。丰水期（5月至10月）最大库存量为5万，最低2万吨。全年入场煤与入炉煤热值差应小于0.84MJ/KG。全年入厂煤平均低位发热量不低于15.84MJ/KG。