煤炭按照发热量怎么划分
这个问题提的不专业,煤的发热量分为弹筒发热量(即煤在充足氧气下燃烧的热量)、高位发热量(弹筒发热量去除硝酸生成热和硫酸校正后的热值)、低位发热量(由高位发热量减去水的气化热后的热值)
在煤种分类里,使用恒温无灰基高位发热量来区分长焰煤和褐煤。
煤的发热量又称煤炭大卡,是煤炭在氧弹中燃烧时产生的热量(热值、大卡),根据输入硫、氢、全水分、分析水仪器自动计算出煤的高位发热量、低位发热量及收到基低位发热量。 煤的高位发热量,即煤在空气中大气压条件下燃烧后所产生的热量。实际上是由实验室中测得的煤的弹筒发热量减去硫酸和硝酸生成热后得到的热量。 煤的弹筒发热量是在恒容(弹筒内煤样燃烧室容积不变)条件下测得的,所以又叫恒容弹筒发热量。由恒容弹筒发热量折算出来的高位发热量又称为恒容高位发热量。而煤在空气中大气压下燃烧的条件湿恒压的(大气压不变),其高位发热量湿恒压高位发热量。恒容高位发热量和恒压高位发热量两者之间是有差别的。一般恒容高位发热量比恒压高位发热量低8.4~20.9J/g,实际中当要求精度不高时,一般不予校正。煤炭发热量作为煤炭质量分析的重要指标,因此做好煤炭指标中发热量的测定结果的准确性分析工作具有非常重要的理论和实际意义。
煤炭的发热量是检验煤炭质量的主要因素也是煤炭计价的重要环节,所以煤炭发热量的测定与煤炭发热量的计算不容忽视。
煤的高位发热量计算公式为:
Qgr,ad=Qb,ad-95Sb,ad-aQb,ad
式中:
Qgr——分析煤样的高位发热量,J/g
Qb,ad——分析煤样的弹筒发热量,J/g
Sb,ad——由弹筒洗液测得的煤的硫含量,%
95——煤中每1%(0.01g)硫的校正值,J/g
a——硝酸校正系数 煤的低位发热量,是指煤在空气中大气压条件下燃烧后产生的热量,扣除煤中水分(煤中有机质中的氢燃烧后生成的氧化水,以及煤中的游离水和化合水)的汽化热(蒸发热),剩下的实际可以使用的热量。同样,实际上由恒容高位发热量算出的低位发热量,也叫恒容低位发热量,它与在空气中大气压条件下燃烧时的恒压低位热量之间也有较小的差别。
煤的低位发热量计算公式为:
Qnet,ad=Qgr,ad-0.206Had-0.023Mad
式中:
Qnet,ad——分析煤样的低位发热量,J/g
Qgr,ad——分析煤样的高位发热量,J/g
Had——分析煤样氢含量,%
Mad——分析煤样水分,%
在烟煤类中,对G>85的煤需再测定胶质层最大厚度Y值或奥亚膨胀度B值来区分肥煤、气肥煤与其它烟煤类的界限。当Y值大于25mm时,如Vdaf>37%,则划分为气肥煤。如Vdaf<37%,则划分为肥煤。如Y值<25mm,则按其Vdaf值的大小而划分为相应的其它煤类。如Vdaf>37%,则应划分为气煤类,如Vdaf>28%-37%,则应划分为1/3焦煤,如Vdaf在于8%以下,则应划分为焦煤类。
这里需要指出的是,对G值大于100的煤来说,尤其是矿井或煤层若干样品的平均G值在100以上时,则一般可不测Y值而确定为肥煤或气肥煤类。
在我国的煤类分类国标中还规定,对G值大于85的烟煤,如果不测Y值,也可用奥亚膨胀度B值(%)来确定肥煤、气煤与其它煤类的界限,即对Vdaf<28%的煤,暂定b值>150%的为肥煤;对Vdaf>28%的煤,暂定b值>220%的为肥煤(当Vdaf值<37%时)或气肥煤(当Vdaf值>37%时)。当按b值划分的煤类与按Y值划分的煤类有矛盾时,则以Y值确定的煤类为准。因而在确定新分类的强粘结性煤的牌号时,可只测Y值而暂不测b值。
(中国煤煤分类国家标准表)
类别 缩写 分类指标
Vdaf% G Ymm b% PM% Qgr,maf
无烟煤 WY <=10 - - - - -
贫煤 PM >10.0-20.O <=5 - - - -
贫瘦煤 PS >10.O-20.O >5-20 - - - -
瘦煤 SM >10.0-20.0 >20-65 - - - -
焦煤 JM >20.0-28.0
>10.0-20.0 >50-60
>65a <=25.0 (<=150) - -
肥煤 FM >10.0-37.0 (>85a) >25 a - -
1/3焦煤 1/3JM >28.0-37.0 >65a <25.0 (<220) - -
气肥煤 QF >37.0 (>85) >25.0 >220 - -
气煤 QM >28.0-37.0
>37.0 >50-65
>35 <=25.0 (<=220) - -
1/2中粘煤 1/2ZN >20.0-37.0 >30-50 - - - -
弱粘煤 RN >20.0-37.0 >5-30 - - - -
不粘煤 BN >20.0-37.0 <=5 - - - -
长焰煤 CY >37.0 <=35 - - >50 -
褐煤 HM >37.0
>37.0 - - - <=30
>30-50 <=24
注:a、G>85,再用Y值或b值来区分肥煤、气肥煤与其它煤炭,当Y>25.0mm时,应划分为肥煤或气肥煤,如Y<=25mm,则根据其Vdaf的大小而划分为相应的其它煤类。
按b值分类时,Vdaf<=28%,暂定b>150%的为肥煤,Vdaf>28%,暂定b>220%的为肥煤或气肥煤,如按b值和Y值划分的类别有矛盾时,以Y值划分的为准。
b、Vdaf>37%,G<=5的煤,再以透光率PM来区分其为长焰煤或褐煤。
c、Vdaf>37%,PM>30%-50%的煤,再测Qgr,maf,如其值>24MJ/kg(5739cal/g),应划分为长焰煤。
煤炭分类总表
类别 符号 分类指标
Vdaf% PM%
无烟煤 WY <=10.0 -
烟煤 YM >10.0 -
褐煤 HM >37.O <=50
无烟煤分类表
类别 符号 分类指标
Vdaf% H*%
无烟煤一号 MY1 0-3.5 0-2.0
无烟煤二号 MY2 >3.5-6.5 >2.0-3.0
无烟煤三号 MY3 >6.5-10.0 >3.0
烟煤的分类表
类别 缩写 分类指标
Vdaf% G Ymm b%
贫煤 PM >10.0-20.0 <=5 - -
贫瘦煤 PS >10.0-20.0 5-20 - -
瘦煤 SM >10.0-20.0
>10.0-20.0 >20-50
>50-65 - -
焦煤 JM >10.0-20.0
>20.0-28.0
>20.0-28.0 >65
>50-65
>65 <=25.0
<=25.0 (<=150)
(<=150)
肥煤 FM >10.0-20.0
>20.0-28.0
>28.0-37.0 (>85)
(>85)
(>85) >25
>25
>25 (>150)
(>150)
(>220)
1/3焦煤 1/3JM >28.0-37.0 >65 <=25.0 (<=220)
气肥煤 QF >37.0 (>85) >25.0 >220
气煤 QM >28.0-37.0
>37.0
>37.0 >50-65
>35-50
>50-65
>65 <=25.0 (<=220)
1/2中粘煤 1/2ZN >20.0-28.0
>28.0-37.0 >30-50
>30-50 - -
弱粘煤 RN >20.0-28.0
>28.0-37.0 >5-30
>5-30 - -
不粘煤 BN >20.0-28.0
>28.0-37.0 <=5
<=5 - -
长焰煤 CY >37.0
>37.0 <=5
>5-35 - -
褐煤的分类表
类别 符号 分类指标
PM% Qgr,maf*(MJ/kg)
褐煤一号 HM1 >0-30 -
褐煤二号 HM2 >30-50 <=24
注:*凡Vdaf>37.0%、PM>30%-50%的为煤,如Qgr,maf大于MJ/kg(5739cal/g),则划分为长焰煤。
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依据煤的工业用途、工艺性质和质量要求进行的分类,又称煤的工业分类。同一类煤有近似的特性,不同类煤的性质则有显著差异。工业分类是为了合理地使用煤炭资源以及统一使用规格。理想的分类方法应当既有充分的科学依据,又有实用意义。
煤的分类方案简介 由于研究内容和使用的不同,分类方法也有多种。早期,多根据煤的元素组成分类,这种分类方法称科学分类法,以1924年英国煤化学家C.A.赛勒提出的分类法比较著名。以后又有根据煤的生成条件提出的成因分类法,将煤分为腐殖煤、腐泥煤和残殖煤,这种分类法在地质上用的较多。而最有实用意义的是将煤的成因与工业利用结合起来,以煤的变质程度和工艺性质为依据的技术分类法。
各种以煤为燃料或原料的工业对煤都有其特定的技术要求,只有恰当地使用煤种才能保证产品质量,合理地利用煤炭资源。近代以煤的变质程度和工艺性质为参数的分类法发展较快,使煤分类具有更严格的科学性和广泛的实用性。但由于各国煤炭资源特点不同,以及工业技术发展水平的差异,各主要产煤国或以煤为主要能源的国家都根据本国情况,采用不同的分类方法。1956年,联合国欧洲经济委员会(ECE)煤炭委员会在国际煤分类会议上提出了国际硬煤分类表,其分类方法是以挥发分为划分类别的指标,将硬煤(烟煤和无烟煤)分成10个级别;以粘结性指标(自由膨胀序数或罗加指数)将硬煤分成4个类别又以结焦性指标(奥亚膨胀度或葛金焦型)将硬煤分成6个亚类型,表中每个煤种均以3位阿拉伯数字表示,将硬煤分为62个煤类。为便于贸易上的交往,表中又将62个煤类归为Ⅰ~Ⅶ共11个统计组。对于褐煤,1974年国际标准化组织 (ISO)第27技术委员会(TC27)以ISO2950号标准颁布实施,该标准以水分和焦油产率为指标,将褐煤分为30个小类,每一小类用两位阿拉伯数字表示。但这两个分类方案并未在国际上得到全面推广。1985年2月,联合国欧洲经济委员会的国际煤分类会议上确定,以高位发热量小于24×106焦耳/千克、镜质组平均随机反射率小于0.6%作为区分褐煤和硬煤的分界线。对中等煤化程度和高煤化程度的硬煤则选用镜质组随机反射率、自由膨胀序数、挥发分产率、惰性组含量、高位发热量和反射率分布特征等6个指标和8位阿拉伯数字编号,将所有硬煤进行编码分类。但因划分太细,不便于使用,难以推广。
中国煤炭分类 20世纪50年代以来,中国煤产量和消耗量迅速增加,为了合理利用煤炭资源,1952~1953年提出东北区和华北区两个炼焦煤分类方案。1956年又制订了统一的中国煤(以炼焦煤为主)分类方案,以大致代表煤的变质程度的挥发分(%)和表征煤的结焦性的胶质层最大厚度Y(mm)两个指标为参数,将中国煤分为10大类24小类。该方案于1958年经国家技术委员会向全国推荐试行,起了统一中国煤分类的作用。
煤炭的用途十分广泛,可以根据其使用目的总结为两大主要用途:(1)动力煤,(2)炼焦煤。
我国动力煤的主要用途有:
1) 发电用煤:我国约1/3 以上的煤用来发电,目前平均发电耗煤为标准煤370g/(kW·h)左右。电厂利用煤的热值,把热能转变为电能。
2) 蒸汽机车用煤:占动力用煤2%左右,蒸汽机车锅炉平均耗煤指标为100kg/(万吨·km)左右。
3) 建材用煤:约占动力用煤的l0%以上,以水泥用煤量最大,其次为玻璃、砖、瓦等。
4) 一般工业锅炉用煤:除热电厂及大型供热锅炉外,一般企业及取暖用的工业锅炉型号繁多,数量大且分散,用煤量约占动力煤的30%。
5) 生活用煤:生活用煤的数量也较大,约占燃料用煤的20%。
6) 冶金用动力煤:冶金用动力煤主要为烧结和高炉喷吹用无烟煤,其用量不到动力用煤量的1%。
(2)炼焦煤
我国虽然煤炭资源比较丰富,但炼焦煤资源还相对较少,炼焦煤储量仅占我国煤炭总储量27.65%。
炼焦煤类包括气煤(占13.75%),肥煤(占3.53%),主焦煤(占 5.81%),瘦煤(占4.01%),其它为未分牌号的煤(占 0.55%);非炼焦煤类包括无烟煤(占10.93%),贫煤(占5.55 % ), 弱碱煤(占1.74%),不缴煤(占13.8%),长焰煤(占12.52%),褐煤(占12.76%),天然焦(占0.19%),未分牌号的煤(占13.80%)和牌号不清的煤(占1.06%)。
炼焦煤的主要用途是炼焦炭,焦炭由焦煤或混合煤高温冶炼而成,一般1.3 吨左右的焦煤才能炼一吨焦炭。焦炭多用于炼钢,是目前钢铁等行业的主要生产原料,被喻为钢铁工业的“基本食粮”。
一,水分
煤中水分分为内在水分、外在水分、结晶水和分解水。 煤中水分过大不利于加工、运输等,燃烧时会影响热稳定性和热传导,炼焦时会降低焦产率和延长焦化周期。 现在我们常报的水份指标有: 1、全水份(Mt),是煤中所有内在水份和外在水份的总和,也常用Mar表示。通常规定在8%以下。 2、空气干燥基水份(Mad),指煤炭在空气干燥状态下所含的水分。也可以认为是内在水份,老的国家标准上有称之为“分析基水份”的。
二,灰分
指煤在燃烧的后留下的残渣,不是煤中矿物质总和,而是这些矿物质在化学和分解后的残余物。 灰分高,说明煤中可燃成份较低,发热量就低。 同时在精煤炼焦中,灰分高低决定焦炭的灰分。 通常的灰分指标有空气干燥基灰分(Aad)、干燥基灰分(Ad)等。
三,挥发份
指煤中有机物和部分矿物质加热分解后的产物,不全是煤中固有成分,还有部分是热解产物,所以称挥发份产率。 挥发份大小与煤的变质程度有关,煤炭变质程度越高,挥发份产率就越低。 在燃烧中,用来确定锅炉的型号在炼焦中,用来确定配煤的比例同时更是汽化和液化的重要指标。 常使用的有空气干燥基挥发份(Vad)、干燥基挥发份(Vd)、干燥无灰基挥发份(Vdaf)和收到基挥发份(Var)。 其中Vdaf是煤炭分类的重要指标之一。
四,全硫St
是煤中的有害元素,包括有机硫、无机硫。1%以下才可用于燃料。部分地区要求在0.6和0.8以下,现在常说的环保煤、绿色能源均指硫份较低的煤。 常用指标有:空气干燥基全硫(St,ad)、干燥基全硫(St.d)及收到基全硫(St,ar)。
Classification for quality of coalClassification for calorific value of coal
中华人民共和国国家标准
GB/T 15224.3—94
国家技术监督局1994-09-24发布;1995-08-01实施。
1 主题内容与适用范围
本标准规定了煤炭按收到基低位发热量(Qnet,ar)范围分级及其命名。
本标准适用于动力用煤和民用煤。
2 煤炭发热量分级
煤炭发热量按下表进行分级:
固体矿产地质勘查、资源储量报告编制文件及规范解读
注:煤田地质勘探系统在按发热量分级时,可采用全水分(Mt)进行计算。
附加说明
本标准由中华人民共和国煤炭工业部提出。
本标准由全国煤炭标准化技术委员会归口。
本标准由煤炭科学研究总院北京煤化学研究所起草和负责解释。
本标准主要起草人陈文敏、刘淑芸、王智玲。
烟煤 贫煤 中挥发分烟煤 高挥发分烟煤 褐煤(按照挥发分含量多少
亦称煤炭。是古代植物埋藏在地下经历了复杂的生物化学和物理化学变化逐渐形成的固体可燃性矿物。煤除了主要含有碳元素外,还含有少量的硫、磷、氢、氮、氧等元素,以及无机矿物质(主要含硅、铝、钙、铁等元素。煤是由多种结构的有机物和少量种类不同的矿物质组成的复杂混合物。煤除了直接用做燃料外,还可以进行化学加工使煤得到综合作用。中国的煤炭资源在世界居于前列,仅次于美国和原苏联。
锅炉的发展与工作原理
锅炉是利用燃料或其他能源的热能,把水加热成为热水或蒸汽的机械设备。锅炉包括锅和炉两大部分,锅的原义是指在火上加热的盛水容器,炉是指燃烧燃料的场所。
锅炉中产生的热水或蒸汽可直接为生产和生活提供所需要的热能,也可通过蒸汽动力装置转换为机械能,或再通过发电机将机械能转换为电能。提供热水的锅炉称为热水锅炉,主要用于生活,工业生产中也有少量应用。产生蒸汽的锅炉称为蒸汽锅炉,又叫蒸汽发生器,常简称为锅炉,是蒸汽动力装置的重要组成部分,多用于火电站、船舶、机车和工矿企业。
锅炉承受高温高压,安全问题十分重要。即使是小型锅炉,一旦发生爆炸,后果也十分严重。因此,对锅炉的材料选用、设计计算、制造和检验等都制订有严格的法规。
锅炉的发展
锅炉的发展分锅和炉两个方面。
18世纪上半叶,英国煤矿使用的蒸汽机,包括瓦特的初期蒸汽机在内,所用的蒸汽压力等于大气压力。18世纪后半叶改用高于大气压力的蒸汽。19世纪,常用的蒸汽压力提高到0.8兆帕左右。与此相适应,最早的蒸汽锅炉是一个盛水的大直径圆筒形立式锅壳,后来改用卧式锅壳,在锅壳下方砖砌炉体中烧火。
随着锅炉越做越大,为了增加受热面积,在锅壳中加装火筒,在火筒前端烧火,烟气从火筒后面出来,通过砖砌的烟道排向烟囱并对锅壳的外部加热,称为火筒锅炉。开始只装一只火筒,称为单火筒锅炉或康尼许锅炉,后来加到两个火筒,称为双火筒锅炉或兰开夏锅炉。
1830年左右,在掌握了优质钢管的生产和胀管技术之后出现了火管锅炉。一些火管装在锅壳中,构成锅炉的主要受热面,火(烟气)在管内流过。在锅壳的存水线以下装上尽量多的火管,称为卧式外燃回火管锅炉。它的金属耗量较低,但需要很大的砌体。
19世纪中叶,出现了水管锅炉。锅炉受热面是锅壳外的水管,取代了锅壳本身和锅壳内的火筒、火管。锅炉的受热面积和蒸汽压力的增加不再受到锅壳直径的限制,有利于提高锅炉蒸发量和蒸汽压力。这种锅炉中的圆筒形锅壳遂改名为锅筒,或称为汽包。初期的水管锅炉只用直水管,直水管锅炉的压力和容量都受到限制。
二十世纪初期,汽轮机开始发展,它要求配以容量和蒸汽参数较高的锅炉。直水管锅炉已不能满足要求。随着制造工艺和水处理技术的发展,出现了弯水管式锅炉。开始是采用多锅筒式。随着水冷壁、过热器和省煤器的应用,以及锅筒内部汽、水分离元件的改进,锅筒数目逐渐减少,既节约了金属,又有利于提高锅炉的压力、温度、容量和效率。
以前的火筒锅炉、火管锅炉和水管锅炉都属于自然循环锅炉,水汽在上升、下降管路中因受热情况不同,造成密度差而产生自然流动。在发展自然循环锅炉的同时,从30年代开始应用直流锅炉,40年代开始应用辅助循环锅炉。
辅助循环锅炉又称强制循环锅炉,它是在自然循环锅炉的基础上发展起来的。在下降管系统内加装循环泵,以加强蒸发受热面的水循环。直流锅炉中没有锅筒,给水由给水泵送入省煤器,经水冷壁和过热器等蒸发受热面,变成过热蒸汽送往汽轮机,各部分流动阻力全由给水泵来克服。
第二次世界大战以后,这两种型式的锅炉得到较快发展,因为当时发电机组要求高温高压和大容量。发展这两种锅炉的目的是缩小或不用锅筒,可以采用小直径管子作受热面,可以比较自由地布置受热面。随着自动控制和水处理技术的进步,它们渐趋成熟。在超临界压力时,直流锅炉是唯一可以采用的一种锅炉,70年代最大的单台容量是27兆帕压力配1300兆瓦发电机组。后来又发展了由辅助循环锅炉和直流锅炉复合而成的复合循环锅炉。
在锅炉的发展过程中,燃料种类对炉膛和燃烧设备有很大的影响。因此,不但要求发展各种炉型来适应不同燃料的燃烧特点,而且还要提高燃烧效率以节约能源。此外,炉膛和燃烧设备的技术改进还要求尽量减少锅炉排烟中的污染物(硫氧化物和氮氧化物)
早年的锅壳锅炉采用固定炉排,多燃用优质煤和木柴,加煤和除渣均用手工操作。直水管锅炉出现后开始采用机械化炉排,其中链条炉排得到了广泛的应用。炉排下送风从不分段的“统仓风”发展成分段送风。
早期炉膛低矮,燃烧效率低。后来人们认识到炉膛容积和结构在燃烧中的作用,将炉膛造高,并采用炉拱和二次风,从而提高了燃烧效率。
发电机组功率超过6兆瓦时,以上这些层燃炉的炉排尺寸太大,结构复杂,不易布置,所以20年代开始使用室燃炉,室燃炉燃烧煤粉和油。煤由磨煤机磨成煤粉后用燃烧器喷入炉膛燃烧,发电机组的容量遂不再受燃烧设备的限制。自第二次世界大战初起,电站锅炉几乎全部采用室燃炉。
早年制造的煤粉炉采用了U形火焰。燃烧器喷出的煤粉气流在炉膛中先下降,再转弯上升。后来又出现了前墙布置的旋流式燃烧器,火焰在炉膛中形成L形火炬。随着锅炉容量增大,旋流式燃烧器的数目也开始增加,可以布置在两侧墙,也可以布置在前后墙。1930年左右出现了布置在炉膛四角且大多成切圆燃烧方式的直流燃烧器。
第二次世界大战后,石油价廉,许多国家开始广泛采用燃油锅炉。燃油锅炉的自动化程度容易提高。70年代石油提价后,许多国家又重新转向利用煤炭资源。这时电站锅炉的容量也越来越大,要求燃烧设备不仅能燃烧完全,着火稳定,运行可靠,低负荷性能好,还必须减少排烟中的污染物质。
在燃煤(特别是燃褐煤)的电站锅炉中采用分级燃烧或低温燃烧技术,即延迟煤粉与空气的混合或在空气中掺烟气以减慢燃烧,或把燃烧器分散开来抑制炉温,不但可抑制氮氧化物生成,还能减少结渣。沸腾燃烧方式属于一种低温燃烧,除可燃用灰分十分高的固体燃料外,还可在沸腾床中掺入石灰石用以脱硫。
锅炉的工作
锅炉参数是表示锅炉性能的主要指标,包括锅炉容量、蒸汽压力、蒸汽温度、给水温度等。
锅炉容量可用额定蒸发量或最大连续蒸发量来表示。额定蒸发量是在规定的出口压力、温度和效率下,单位时间内连续生产的蒸汽量。最大连续蒸发量是在规定的出口压力、温度下,单位时间内能最大连续生产的蒸汽量。
蒸汽参数包括锅炉的蒸汽压力和温度,通常是指过热器、再热器出口处的过热蒸汽压力和温度如没有过热器和再热器,即指锅炉出口处的饱和蒸汽压力和温度。给水温度是指省煤器的进水温度,无省煤器时即指锅筒进水温度。
锅炉可按照不同的方法进行分类。锅炉按用途可分为工业锅炉、电站锅炉、船用锅炉和机车锅炉等;按锅炉出口压力可分为低压、中压、高压、超高压、亚临界压力、超临界压力等锅炉;锅炉按水和烟气的流动路径可分为火筒锅炉、火管锅炉和水管锅炉,其中火筒锅炉和火管锅炉又合称为锅壳锅炉;按循环方式可分为自然循环锅炉、辅助循环锅炉(即强制循环锅炉)、直流锅炉和复合循环锅炉;按燃烧方式,锅炉分为室燃炉、层燃炉和沸腾炉等。
在水汽系统方面,给水在加热器中加热到一定温度后,经给水管道进入省煤器,进一步加热以后送入锅筒,与锅水混合后沿下降管下行至水冷壁进口集箱。水在水冷壁管内吸收炉膛辐射热形成汽水混合物经上升管到达锅筒中,由汽水分离装置使水、汽分离。分离出来的饱和蒸汽由锅筒上部流往过热器,继续吸热成为450℃的过热蒸汽,然后送往汽轮机。
在燃烧和烟风系统方面,送风机将空气送入空气预热器加热到一定温度。在磨煤机中被磨成一定细度的煤粉,由来自空气预热器的一部分热空气携带经燃烧器喷入炉膛。燃烧器喷出的煤粉与空气混合物在炉膛中与其余的热空气混合燃烧,放出大量热量。燃烧后的热烟气顺序流经炉膛、凝渣管束、过热器、省煤器和空气预热器后,再经过除尘装置,除去其中的飞灰,最后由引风机送往烟囱排向大气。
锅炉的结构
锅炉整体的结构包括锅炉本体和辅助设备两大部分。锅炉中的炉膛、锅筒、燃烧器、水冷壁过热器、省煤器、空气预热器、构架和炉墙等主要部件构成生产蒸汽的核心部分,称为锅炉本体。锅炉本体中两个最主要的部件是炉膛和锅筒。
炉膛又称燃烧室,是供燃料燃烧的空间。将固体燃料放在炉排上,进行火床燃烧的炉膛称为层燃炉,又称火床炉;将液体、气体或磨成粉状的固体燃料,喷入火室燃烧的炉膛称为室燃炉,又称火室炉;空气将煤粒托起使其呈沸腾状态燃烧,并适于燃烧劣质燃料的炉膛称为沸腾炉,又称流化床炉;利用空气流使煤粒高速旋转,并强烈火烧的圆筒形炉膛称为旋风炉。
炉膛的横截面一般为正方形或矩形。燃料在炉膛内燃烧形成火焰和高温烟气,所以炉膛四周的炉墙由耐高温材料和保温材料构成。在炉墙的内表面上常敷设水冷壁管,它既保护炉墙不致烧坏,又吸收火焰和高温烟气的大量辐射热。
炉膛设计需要充分考虑使用燃料的特性。每台锅炉应尽量燃用原设计的燃料。燃用特性差别较大的燃料时锅炉运行的经济性和可靠性都可能降低。
锅筒是自然循环和多次强制循环锅炉中,接受省煤器来的给水、联接循环回路,并向过热器输送饱和蒸汽的圆筒形容器。锅筒简体由优质厚钢板制成,是锅炉中最重的部件之一。
锅筒的主要功能是储水,进行汽水分离,在运行中排除锅水中的盐水和泥渣,避免含有高浓度盐分和杂质的锅水随蒸汽进入过热器和汽轮机中。
锅筒内部装置包括汽水分离和蒸汽清洗装置、给水分配管、排污和加药设备等。其中汽水分离装置的作用是将从水冷壁来的饱和蒸汽与水分离开来,并尽量减少蒸汽中携带的细小水滴。中、低压锅炉常用挡板和缝隙挡板作为粗分离元件;中压以上的锅炉除广泛采用多种型式的旋风分离器进行粗分离外,还用百页窗、钢丝网或均汽板等进行进一步分离。锅筒上还装有水位表、安全阀等监测和保护设施。
为了考核性能和改进设计,锅炉常要经过热平衡试验。直接从有效利用能量来计算锅炉热效率的方法叫正平衡,从各种热损失来反算效率的方法叫反平衡。考虑锅炉房的实际效益时,不仅要看锅炉热效率,还要计及锅炉辅机所消耗的能量。
单位质量或单位容积的燃料完全燃烧时,按化学反应计算出的空气需求量称为理论空气量。为了使燃料在炉膛内有更多的机会与氧气接触而燃烧,实际送入炉内的空气量总要大于理论空气量。虽然多送入空气可以减少不完全燃烧热损失,但排烟热损失会增大,还会加剧硫氧化物腐蚀和氮氧化物生成。因此应设法改进燃烧技术,争取以尽量小的过量空气系数使炉膛内燃烧完全。
锅炉烟气中所含粉尘(包括飞灰和炭黑)、硫和氮的氧化物都是污染大气的物质,未经净化时其排放指标可达到环境保护规定指标的几倍到数十倍。控制这些物质排放的措施有燃烧前处理、改进燃烧技术、除尘、脱硫和脱硝等。借助高烟囱只能降低烟囱附近地区大气中污染物的浓度。
烟气除尘所使用的作用力有重力、离心力、惯性力附着力以及声波、静电等。对粗颗粒一般采用重力沉降和惯性力的分离,在较高容量下常采用离心力分离除尘静电除尘器和布袋过滤器具有较高的除尘效率。湿式和文氏—水膜除尘器中水滴水膜能粘附飞灰,除尘效率很高还能吸收气态污染物。
二十世纪50年代以来,人们努力发展灰渣综合利用,化害为利。如用灰渣制造水泥、砖和混凝土骨料等建筑材料。70年代起又从粉煤灰中提取空心微珠,作为耐火保温等材料。
锅炉未来的发展将进一步提高锅炉和电站热效率;降低锅炉和电站的单位功率的设备造价;提高锅炉机组的运行灵活性和自动化水平;发展更多锅炉品种以适应不同的燃料;提高锅炉机组及其辅助设备的运行可靠性;减少对环境的污染。
希望能对你有所帮助~
(1)褐煤:多为块状,呈黑褐色,光泽暗,质地疏松;含挥发分40%左右,燃点低,容易着火,燃烧时上火快,火焰大,冒黑烟;含碳量与发热量较低(因产地煤级不同,发热量差异很大),燃烧时间短,需经常加煤。
(2)烟煤:一般为粒状、小块状,也有粉状的,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,燃烧时间较长;大多数烟煤有粘性,燃烧时易结渣。
(3)无烟煤: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;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。
1989年10月 ,国家标准局发布《 中国煤炭分类国家标准 》(GB5751-86),依据干燥无灰基挥发分Vdaf、粘结指数G、胶质层最大厚度Y、奥亚膨胀度 b、煤样透光性 P、煤的恒湿无灰基高位发热量Qgr,maf等6项分类指标,将煤分为14类。即褐煤、长焰煤、不粘煤、弱粘煤、1/2中粘煤、气煤、气肥煤、1/3焦煤、肥煤、焦煤、瘦煤、贫瘦煤、贫煤和无烟煤。
个小类。无烟煤分为3个小类,数码为01、02、03,数码中的“0”表示无烟煤,个位数表示煤化程度,数字小表示煤化程度高;烟煤分为12
个煤炭类别,24
个小类,数码中的十位数(1~4)表示煤化程度,数字小表示煤化程度高;个位数(1~6)表示粘结性,数字大表示粘结性强;褐煤分为2
个小类,数码为51、52,数码中的“5”表示褐煤,个位数表示煤化程度,数字小表示煤化程度低。
在各类煤的数码编号中,十位数字代表挥发分的大小,如无烟煤的挥发分最小,十位数字为0,褐煤的挥发分最大,十位数字为5,烟煤的十位数字介于1~4之间,个位数字对烟煤类来说,是表征其粘结性或结焦性好坏,如个位数字越大,表征其粘结性越强,如个位数字为6
的烟煤类,都是胶质层最大厚度Y
值大于25mm
的肥煤或气肥煤类,个位数为1
的烟煤类,都是一些没有粘结性的煤,如贫煤、不粘煤和长烟煤。个位数字为2~5
的烟煤,他们的粘结性随着数码的增大而增强。
肉眼辨别各煤种:
无烟煤:无烟煤固定碳含量高,挥发分产率低,密度大,硬度大,燃点高,燃烧时不冒烟。黑色坚硬,有金属光泽。以脂摩擦不致染污,断口成介壳状,燃烧时火焰短而少烟。不结焦。
褐煤:褐煤,又名柴煤,是煤化程度最低的矿产煤。一种介于泥炭与沥青煤之间的棕黑色、无光泽的低级煤。由于它富含挥发份,所以易于燃烧并冒烟。剖面上可以清楚地看出原来木质的痕迹。含有可溶于碱液内的腐殖酸。含碳量60%~77%,密度约为1.1-1.2,挥发成分大于40%。无胶质层厚度。热值约为23.0-27.2兆焦/公斤(5500-6500千卡/公斤)。多呈褐色或褐黑色,相对密度1.2~1.45。其中褐煤可以分为两种:(1)土状褐煤(brown
coal),质地疏松而较软;(2)暗色褐煤(lignite),质地致密而较硬。可直接用作家庭燃料、工业热源燃料及发电的燃料,也可用作气化、低温干馏等的原料。
烟煤:燃烧时火焰较长而有烟的煤,煤化程度较大的煤。外观呈灰黑色至黑色,粉末从棕色到黑色。由有光泽的和无光泽的部分互相集合合成层状,沥青、油脂、玻璃、金属、金刚等光泽均有,具明显的条带状、凸镜状构造。
1.煤炭主要产地:
在各大陆、大洋岛屿都有煤分布,但煤在全球的分布很不均衡,各个国家煤的储量也很不相同。中国、美国、俄罗斯、德国是煤炭储量丰富的国家,也是世界上主要产煤国,其中中国是世界上煤产量最高的国家。中国的煤炭资源在世界居于前列,仅次于美国和俄罗斯.
中国煤炭资源丰富,除上海以外其它各省区均有分布,但分布极不均衡。在中国北方的大兴安岭-太行山、贺兰山之间的地区,地理范围包括煤炭资源量大于1000亿吨以上的内蒙古、山西、陕西、宁夏、甘肃、河南6省区的全部或大部,是中国煤炭资源集中分布的地区,其资源量占全国煤炭资源量的50%左右,占中国北方地区煤炭资源量的55%以上。在中国南方,煤炭资源量主要集中于贵州、云南、四川三省,这三省煤炭资源量之和为3525.74亿吨,占中国南方煤炭资源量的91.47%;探明保有资源量也占中国南方探明保有资源量的90%以上。
2.煤的种类
1烟煤(末) 6000大卡,硫:0.8,挥发分:27,灰分:18
2动力煤7000大卡,硫:1,挥发分:13-15左右
3无烟煤7000大卡,硫:0.3
4主焦精煤硫:0.6,挥发分18-23,粘结指数>85
5肥精煤硫:0.6,挥发分:32,粘结指数>85
6 1/3焦精煤硫:0.6,挥发分:28,粘结指数>80
7无烟煤(中) 6800-7200大卡,硫:0.6-1,挥发分:9-10
8无烟煤(小) 6800-7200大卡,硫:0.6-1,挥发分:9-10
9无烟煤(末) 5500-6200大卡,硫:0.6-1.2,挥发分:9-12
10电煤5500大卡,硫:1,挥发分:28
3.煤炭消费用途:
煤炭的用途十分广泛,可以根据其使用目的总结为两大主要用途:(1)动力煤,(2)炼焦煤。
(1)动力煤
从世界范围来看,动力煤产量占煤炭总产量的80%以上。世界10大煤炭公司主要生产动力煤,其比重约占该10大公司煤炭总产量的82%;美国动力煤产量占其总产量的90%以上;我国动力煤产量也占到煤炭总产量的80%以上。
在国外,动力煤绝大部分用来发电,工业锅炉也有一些用量。全世界约有55%的煤炭用于发电,煤炭需求的增量部分基本上都在电力部门,但中国例外,在中国实施工业化的进程中,各行各业都需要大量的煤炭(动力煤)。
从动力煤的品种来看,以长焰煤和不粘煤储量最大,分别占全国动力煤总储量的21.70%和20.35%;褐煤和无烟煤也占有相当的比例,而贫煤和弱粘煤则相对较少,仅为全国动力煤总储量的7.66%和2.49%。
煤种
占全国动力煤储量,%
占全国煤炭总储量,%
长焰煤
21.70
16.14
不粘煤
20.35
15.14
褐煤
17.63
13.12
无烟煤
16.02
11.92
贫煤
7.66
5.70
弱粘煤
2.49
1.86
我国动力煤的主要用途有:
1)发电用煤:我国约1/3以上的煤用来发电,目前平均发电耗煤为标准煤370g/(kW·h)左右。电厂利用煤的热值,把热能转变为电能。
2)蒸汽机车用煤:占动力用煤2%左右,蒸汽机车锅炉平均耗煤指标为100kg/(万吨·km)左右。
3)建材用煤:约占动力用煤的l0%以上,以水泥用煤量最大,其次为玻璃、砖、瓦等
4)一般工业锅炉用煤:除热电厂及大型供热锅炉外,一般企业及取暖用的工业锅炉型号繁多,数量大且分散,用煤量约占动力煤的30%。
5)生活用煤:生活用煤的数量也较大,约占燃料用煤的20%。
6)冶金用动力煤:冶金用动力煤主要为烧结和高炉喷吹用无烟煤,其用量不到动力用煤量的1%。
(2)炼焦煤
我国虽然煤炭资源比较丰富,但炼焦煤资源还相对较少,炼焦煤储量仅占我国煤炭总储量27.65%。
炼焦煤类包括气煤(占13.75%),肥煤(占3.53%),主焦煤(占5.81%),瘦煤(占4.01%),其它为未分牌号的煤(占0.55%);非炼焦煤类包括无烟煤(占10.93%),贫煤(占5.55 % ),
弱碱煤(占1.74%),不缴煤(占13.8%),长焰煤(占12.52%),褐煤(占12.76%),天然焦(占0.19%),未分牌号的煤(占13.80%)和牌号不清的煤(占1.06%)。
炼焦煤的主要用途是炼焦炭,焦炭由焦煤或混合煤高温冶炼而成,一般1.3吨左右的焦煤才能炼一吨焦炭。焦炭多用于炼钢,是目前钢铁等行业的主要生产原料,被喻为钢铁工业的“基本食粮”,是各国在世界原料市场上必争的原料之一。
煤炭发热量分级
4.煤炭中转港:
秦皇岛天津京唐港日照枝城
连云港广州钦州徐州芜湖
煤炭调出区:
内蒙古山西陕西日照河南
宁夏黑龙江贵州四川新疆
煤炭调入区:
北京天津河北辽宁山东
吉林上海江苏浙江福建
湖北湖南广东广西云南
5.煤炭报价方式:
1.坑口价:是在煤炭生产的地方交货的价格。
2.含税车板价:是指在火车车厢交货、含增值税的价格。
3.不含税车板价:是指在火车车厢交货、不含增值税的价格,也就是说,没有在煤价上加13%的税。
4.场地价:是指在某个堆放场地交货的价格,一般是不包括税的。
5.船板价:是指把煤装到船上,未经过平整(不包括这项费用)的交货价。
6.平仓价:是指把煤装到船上,经过平整以后,包括这项费用的交货价。
7.含税价和不含税价:是指价格里包括不包括增值税(13%),比如,不含税价是100,含税价就是113。
8.含税包干价、不含税包干价是指,把煤运到用户指定的地点的价格,一般是用火车或者船、或者汽车运输。含税和不含税是说用户需要不需要发票,如果需要发票,是以煤价和运费为基础,加上税。
9.含税车板基价:(和2.含税车板价一样),不包括火车运费的价格。
10.到站价:和含税包干价、不含税包干价一样。坑口价:是指在坑口进行交易的价格,一般不包含除煤价外的费用(如山西装火车费用的代发费、站台费、装车费、借户费、能源基金等等),也叫出厂价。
6.按加工方法分类:
按煤的加工方法和质量规格可分为原煤、精煤、粒级煤、洗选煤和低质煤等五类。
原煤
是指从地下或地下采掘出的毛煤经筛选加工去掉矸石、黄铁矿等后的煤。煤矿生产出来的未经洗选、未经加工的毛煤也叫原煤。包括天然焦及劣质煤,不包括低热值煤等。
精煤
是指经过精选(干选或湿选)后生产出来的,符合质量要求的产品。
粒级煤
是指煤通过筛选或精选生产的,粒度下限大于6mm,灰分小于或等于40%的煤。按不同的粒度可分为洗中块、中块、洗混中块、混中块、洗混块和混块、洗大块和大块、洗特大块和特大块、洗小块和小块、洗粒煤和粒煤。
洗选煤
是指将原煤经过洗选和筛选加工后,已除或减少原煤中所含的矸石、硫分等杂质,并按不同煤种、灰分、热值和粒度分成若干品种等级的煤。其粒度分级为50mm、258mm、20mm、13mm、6mm以下。洗选煤可分为洗原煤、洗混煤、混煤、洗混末煤、混末煤、洗末煤、末煤、洗粉煤、粉煤等品种。除洗混煤的灰分要求小于等于32%外,其余均要求小于等于40%。
低质煤
是指灰分含量很高的各种煤炭产品。低劣煤用于锅炉燃烧,不仅经济性差,而且造成燃烧辅助系统和对流受热面的严重磨损以及维修费用的增加,因为低劣煤灰分比较大,经济性差,灰分量大,对受热面的冲刷、磨损严重。
7.煤的工业分析中各项指标:
1、水分,水分一项重要的煤质指标、它在煤的基础理论研究和加工利用中都具有重要的作用。根据煤中水分随煤的变质程度加深而呈规律性变化:从泥炭、褐煤、烟煤、年轻无烟煤,水分逐渐减少,而从年轻无烟煤到年老无烟煤,水分又增加。煤的水分对其加工利用、贸易和储存运输都有很大影响。锅炉燃烧中,水分高会影响燃烧稳定性和热传导;在炼焦工业中,水分高会降低焦炭产率,而且由于水分大量蒸发带走热量而延长焦化周期;在煤炭贸易上,煤的水分是一个重要的计质和计量指标。在现代煤炭加工利用中,有时水分高反是一件好事,如煤中水分可作为加氢液化和加氢气化的供氢体。在煤质分析中,煤的水分是进行不同基的煤质分析结果换算的基础数据。
2、灰分,煤中灰分是另一项在煤质特性和利用研究中起重要作用的指标。在煤质研究中由于灰分与其他特性,如含碳量、发热量、结渣性、活性及可磨性等有程度不同的依赖关系,因此可以通过它来研究上述特性。由于煤灰是煤中矿物质的衍生物,因此可以用它来算媒中矿物质含量。此外,由于煤中灰分测定简单,而它在煤中的分布又不易均匀,因此在煤炭采样和制样方法研究中,一般都用它来评定方法的准确度和精密度。在煤炭洗选工艺研究中,一般也以煤的灰分作为一项洗选效率指标。在煤的燃烧和气化中,根据煤灰含量以及它的诸如熔点、粘度、导电性和化学组成等特性来预测燃烧和气化中可能出现的腐蚀、沾污、结渣问题,并据此进行炉型选择和煤灰渣利用研究。
3、挥发分,煤的挥发分产率与煤的变质程度有密切的关系。随着变质程度的提高,煤的挥发分逐渐降低。如煤化程度低的褐煤,挥发分产率为65%~>37%;变质阶段进人烟煤时,挥发分为55%~>10%;到达无烟煤阶段,挥发分就降到10%甚至3%以下。因此,根据煤的挥发分产率可以大致判断煤的煤化程度。在我国煤炭分类方案以及苏(原)、美、英、法、波和国际煤炭分类方案中都以挥发分作为第一分类指标。根据挥发分产率和测定挥发分后的焦渣特征可以初步确定煤的加工利用途径。如高挥发分煤,干馏时化学副产品产率高,适于作低温干馏或加氢液化的原料,也可作气化原料;挥发分适中的烟煤,粘结性较好,适于炼焦。在配煤炼焦中,要用挥发分来确定配煤比,以将配煤的挥发分控制到适宜范围25%~31%。此外,根据挥发分可以估算炼焦时焦炭、煤气和焦油等产率。在动力用煤中,可根据挥发分来选择特定的燃烧设备或特定设备的煤源。在气化和液化工艺的条件选择上,挥发分也有重要的参考作用。在环境保护中,挥发分还作为一个制定烟雾法令的依据。此外、挥发分与其它媒质特性指标如发热量、碳和氢含量都有较好的相关关系。利用挥发分可以计算煤的发热量和碳、氢、氯含量及焦油产率。
4、固定碳,固定碳是煤炭分类、燃烧和焦化中的一项重要指标,煤的固定碳随变质程度的加深而增加。在煤的燃烧中,利用固定碳来计算燃烧设备的效率;在炼焦工业中,根据它来预计焦炭的产率。
8.煤炭质量指标分级:
煤炭质量是指煤炭的物理、化学特性及其适用性,其主要指标有灰分、水分、硫分、发热量、挥发分、块煤限率、含矸率以及结焦性、粘结性等。
正确使用微机量热仪、升降式微机全自动量热仪、微机灰熔点测定仪、自动测氢仪、工业分析仪、快速灰化炉、微电脑粘结指数测定仪、奥亚膨胀度测定仪煤燃点测定仪、煤炭结渣性测定仪、活性炭测定仪等煤炭化验设备,可以测试出煤炭的不同指标,从而可以确定煤炭质量。
煤炭硫分按下表进行分级:
序号
1
2
3
4
5
6
级别名称
特低硫煤
低硫分煤
低中硫煤
中硫分煤
中高硫煤
高硫分煤
代号
SLS
LS
LMS
MS
MHS
HS
灰分(Ad)范围,%
≤0.50
0.51~1.00
1.01~1.50
1.51~2.00
2.01~3.00
>3.00
煤炭灰分按下表进行分级:
序号
1
2
3
4
5
6
级别名称
特低灰煤
低灰分煤
低中灰煤
中灰分煤
中高灰煤
高灰分煤
代号
SLA
LA
LMA
MA
MHA
HA
灰分(Ad)范围,%
≤5.00
5.01~10.00
10.01~20.00
20.01~30.00
30.01~40.00
40.01~50.00
煤的固定碳按下表进行分级
级别名称
特低固定碳煤
低固定碳煤
低固定碳煤
中等固定碳煤
中高固定碳煤
高固定碳煤
特高固定碳煤
代号
SLFC
LFC
LFC
MFC
MHFC
HFC
SHFC
分级范围(FCd),%
≤45.00
>45.00~55.00
>45.00~55.00
>55.00~65.00
>65.00~75.00
>75.00~85.00
>85.00
试验方法
GB212
9.煤实用分类的情况:
1989年10月,国家标准局发布《中国煤炭分类国家标准》(GB5751-86),依据干燥无灰基挥发分Vdaf、粘结指数G、胶质层最大厚度Y、奥亚膨胀度b、煤样透光性P、煤的恒湿无灰基高位发热量Qgr,maf等6项分类指标,将煤分为14类。即褐煤、长焰煤、不粘煤、弱粘煤、1/2中粘煤、气煤、气肥煤、1/3焦煤、肥煤、焦煤、瘦煤、贫瘦煤、贫煤和无烟煤。
根据煤的煤化度,将我国所有的煤分为褐煤、烟煤和无烟煤三大煤类。又根据煤化度和工业利用的特点,将褐煤分成2个小类,无烟煤分成3个小类。烟煤比较复杂,按挥发分分为4个档次,即Vdaf>10~20%、>20~28%、>28~37%和>37%,分为低、中、中高和高四种挥发分烟煤。按粘结性可以分为5个或6个档次,即GR.I.为0~5,称不粘结或弱粘结煤;GR.I.>5~20,称弱粘结煤;GR.I.>20~50,称为中等偏弱粘结煤;GR.I.>50~65,称中等偏强粘结煤;GR.I.>65,称强粘结煤。在强粘结煤中,若y>25mm或b>150%(对于Vdaf>28%,的肥煤,b>220%)的煤,则称为特强粘结煤。参见GB5751-1986。各类煤的基本特征如下:
(1)无烟煤(WY)。无烟煤固定碳含量高,挥发分产率低,密度大,硬度大,燃点高,燃烧时不冒烟。01号无烟煤为年老无烟煤;02号无烟煤为典型无烟煤;03号无烟煤为年轻无烟煤。如北京、晋城、阳泉分别为01、02、03号无烟煤。
(2)贫煤(PM)。贫煤是煤化度最高的一种烟煤,不粘结或微具粘结性。在层状炼焦炉中不结焦。燃烧时火焰短,耐烧。
(3)贫瘦煤(PS)。贫瘦煤是高变质、低挥发分、弱粘结性的一种烟煤。结焦较典型瘦煤差,单独炼焦时,生成的焦粉较多。
(4)瘦煤(SM)。瘦煤是低挥发分的中等粘结性的炼焦用煤。在炼焦时能产生一定量的胶质体。单独炼焦时,能得到块度大、裂纹少、抗碎性较好的焦炭,但焦炭的耐磨性较差。
(5)焦煤(JM)。焦煤是中等及低挥发分的中等粘结性及强粘结性的一种烟煤。加热时能产生热稳定性很高的胶质体。单独炼焦时能得到块度大、裂纹少、抗碎强度高的焦炭,其耐磨性也好。但单独炼焦时,产生的膨胀压力大,使推焦困难。
(6)肥煤(FM)。肥煤是低、中、高挥发分的强粘结性烟煤。加热时能产生大量的胶质体。单独炼焦时能生成熔融性好、强度较高的焦炭,其耐磨性有的也较焦煤焦炭为优。缺点是单独炼出的焦炭,横裂纹较多,焦根部分常有蜂焦。
(7)1/3焦煤(1/3JM)。1/3焦煤是新煤种,它是中高挥发分、强粘结性的一种烟煤,又是介于焦煤、肥煤、气煤三者之间的过渡煤。单独炼焦能生成熔融性较好、强度较高的焦炭。
(8)气肥煤(QF)。气肥煤是一种挥发分和胶质层都很高的强粘结性肥煤类,有的称为液肥煤。炼焦性能介于肥煤和气煤之间,单独炼焦时能产生大量的气体和液体化学产品。
(9)气煤(QM)。气煤是一种煤化度较浅的炼焦用煤。加热时能产生较高的挥发分和较多的焦油。胶质体的热稳定性低于肥煤,能够单独炼焦。但焦炭多呈细长条而易碎,有较多的纵裂纹,因而焦炭的抗碎强度和耐磨强度均较其他炼焦煤差。
(10)1/2中粘煤(1/2ZN)。1/2中粘煤是一种中等粘结性的中高挥发分烟煤。其中有一部分在单独炼焦时能形成一定强度的焦炭,可作为炼焦配煤的原料。粘结性较差的一部分煤在单独炼焦时,形成的焦炭强度差,粉焦率高。
(11)弱粘煤(RN)。弱粘煤是一种粘结性较弱的从低变质到中等变质程度的烟煤。加热时,产生较少的胶质体。单独炼焦时,有的能结成强度很差的小焦块,有的则只有少部分凝结成碎焦屑,粉焦率很高。
(12)不粘煤(BN)。不粘煤是一种在成煤初期已经受到相当氧化作用的低变质程度到中等变质程度的烟煤。加热时,基本上不产生胶质体。煤的水分大,有的还含有一定的次生腐植酸,含氧量较多,有的高达10%以上。
(13)长焰煤(CY)。长焰煤是变质程度最低的一种烟煤,从无粘结性到弱粘结性的都有。其中最年轻的还含有一定数量的腐植酸。贮存时易风化碎裂。煤化度较高的年老煤,加热时能产生一定量的胶质体。单独炼焦时也能结成细小的长条形焦炭,但强度极差,粉焦率很高。
(14)褐煤(HM)。褐煤分为透光率Pm<30%的年轻褐煤和Pm>30~50%的年老褐煤两小类。褐煤的特点为:含水分大,密度较小,无粘结性,并含有不同数量的腐植酸,煤中氧含量高。常达15~30%左右。化学反应性强,热稳定性差,块煤加热时破碎严重。存放空气中易风化变质、破碎成效块甚至粉末状。发热量低,煤灰熔点也低,其灰中含有较多的CaO,而有较少的Al2O3。
除了以上的煤种以外,我国其它的煤炭品种尚有:
(1)烛煤:有一种炭,用纸就可点燃,并发出明亮的光焰,像蜡烛一样,因此人们称它为烛煤。烛煤通常呈灰黑色或褐色,光泽也较暗淡,有时略带油脂光泽,断口呈贝壳状,含植物小袍子较多,可含少量藻类,也可能不含。烛煤挥发物含量和焦油产出军较高。主要产地:山西的浑源、大同,山东的新滇、兖州和枣庄。
(2)藻煤:有—种光泽暗淡、结构均一、呈块状构造、韧性较大、易燃、有沥青味的煤;在显微镜下观察,可见它主要是由密集的藻类组成的,也含有少量粘土矿物,这就是藻煤。藻煤的挥发物氢含量高、焦油产出宰高,但有时灰分也高。主要产地:山西的浑源、蒲县,山东的肥城和兖州。
(3)弱钻煤:弱粘煤是隔绝空气加压时产生的。胶质体很少,有时也可单独炼焦,但焦炭多呈小块,易粉碎。炼焦时可小量配用。它的主要用途是作气化原料和机车、发电厂燃料。主要产地有陕西的彬(县)长(武)矿区、铜川的焦坪等。
(4)煤精:煤精是煤的一个特殊品种,煤精又称煤玉、炭精、灰根、乌玉、墨石、煤根石、墨精石等。它同普通煤一样可以燃烧,其主要特点是质地致密,具有一定的韧性,不透明,黝黑闪亮,抛光后呈玻璃光泽,硬度2.4—4,相对密度1.3—1.35,可用作工艺雕刻制品原料;实物资料证实,有些煤精制品及其坯料被埋在地下数百年乃至数千年,仍保存完好,没有风化、龟裂现象。沈阳新东遗址发掘出来的煤精雕刻制品,是我国从六七千年前石器时代就已开始利用煤炭的直接证据。
我国煤炭储量主要分布在华北、西北地区,集中在昆仑山—秦岭—大别山以北的北方地区,以山西、陕西、内蒙古等省区的储量最为丰富。晋陕蒙(西)地区(简称“三西”地区)集中了中国煤炭资源的60%,另外还有近9%集中于川、云、贵、渝地区。
山西省是资源储量最多的省份,占全国总储量的30%。与资源分布相对应的,是煤炭生产也集中于这些地区。在漫长的地质演变过程中,煤田受到多种地质因素的作用;由于成煤年代、成煤原始物质、还原程度及成因类型上的差异,再加上各种变质作用并存,致使中国煤炭品种多样化,从低变及程度的褐煤到高变质程度的无烟煤都有储存。
按中国的煤种分类,其中炼焦煤类占27.65%,非炼焦煤类占72.35%。中国虽然煤炭资源丰富,但适于露天开采的煤炭储量少,仅占总储量的7%左右,其中70%是褐煤,主要分布在内蒙、新疆和云南。
10.煤的发热量:
煤炭发热量按下表进行分级:
序号
1
2
3
4
5
6
级别名称
低热值煤
中低热值煤
中热值煤
中高热值煤
高热值煤
特高热值煤
代号
LQ
MLQ
MQ
MHQ
HQ
SHQ
发热量(Qnet,ar)范围,MJ/kg
8.50~12.50
12.51~17.00
17.01~21.00
21.01~24.00
24.01~27.00
>27.00
煤的发热量,又称为煤的热值,即单位质量的煤完全燃烧所发出的热量。
煤的发热量时煤按热值计价的基础指标。煤作为动力燃料,主要是利用煤的发热量,发热量愈高,其经济价值愈大。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。
煤的发热量表征了煤的变质程度(煤化度),这里所说的煤的发热量,是指用1.4比重液分选后的浮煤的发热量(或灰分不超过10%的原煤的发热量)。成煤时代最晚煤化程度最低的泥炭发热量最低,一般为20.9~25.1MJ/Kg,成煤早于泥炭的褐煤发热量增高到25~31MJ/Kg,烟煤发热量继续增高,到焦煤和瘦煤时,碳含量虽然增加了,但由于挥发分的减少,特别是其中氢含量比烟煤低的多,有的低于1%,相当于烟煤的1/6,所以发热量最高的煤还是烟煤中的某些煤种。
鉴于低煤化度煤的发热量,随煤化度的变化较大,所以,一些国家常用煤的恒湿无灰基高位发热量作为区分低煤化度煤类别的指标。我国采用煤的恒湿无灰基高位发热量来划分褐煤和长焰煤。(1)发热量的单位
热量的表示单位主要有焦耳(J)、卡(cal)和英制热量单位Btu。
焦耳,是能量单位。1焦耳等于1牛顿(N)力在力的方向上通过1米的位移所做的功
1J=1N×0J1MJ=1000KJ
焦耳时国际标准化组织(ISO)所采用的热量单位,也是我国1984年颁布的,1986年7月1日实施的法定计量热量的单位。煤的热量表示单位:
J/g、KJ/g、MJ/Kg
卡(cal)是我国建国后长期采用的一种热量单位。1cal是指1g纯水从19.5C加热到20.5C时所吸收的热量。
欧美一些国家多采用15Ccal,即1g纯水从14.5C加热到15.5C时所吸收的热量。
1cal(20Ccal)=4.1816J1cal(15Ccal)=4.1855J
1956年伦敦第误解蒸汽性质国际会议上通过的国际蒸汽表卡的温度比15Ccal还低,其定义如下:
1cal==4.1866J
从上看出,15Ccal中,每卡所含热能比20Ccal还高。
英、美等国家目前仍采用英制热量单位(Btu),其定义是:1磅纯水从32F加热到212F时,所需热量的1/180。
焦耳、卡、Btu之间的关系
1Btu=1055.79J(≈1.055×1000J)1J=9471.58×10的负7次方Btu
20Ccal/g与Btu/1b的换算公式:
因为1Btu=1055.79J,1B=453.6g所以1Btu/1b=1/1.8cal/g1cal/g=1.8Btu/1b
由于cal/g的热值表示因15Ccal或20Ccal等的不同而不同,所以国际贸易和科学交往中,尤其是采用进口苯甲酸(标明其cal/g)作为热量计的热容量标定时,一定要了解是什莫温度(C)或条件下的热值(cal/g),否则将会对燃烧的热值产生系统偏高或偏低。
为了使热量单位在国内外统一,不须以J取代cal作为煤的发热量表示单位。