煤炭燃烧后总是结渣
结渣，也就是所说的结焦，是因为煤炭的粘结指数比较高，每种炉子都有其规定，适用多少粘结指数的煤。
在以后你选取煤炭的时候，选粘结指数比较低的即可。也就是化验指标里德G值和Y值比较低的即可。
焦渣特征（CRC
）
煤炭热分解以后剩余物质的形状（也就是做过挥发份后的残留物的粘结性柱状）。根据不同形状分为8
个序号，其序号即为焦渣特征代号。
1——粉状。全部是粉末，没有相互粘着的颗粒．
2——粘着。用手指轻碰即为粉末或基本上是粉末，其中较大的团块轻轻一碰即成粉末。
3——弱粘性。用手指轻压即成不块。
4
——不熔融粘结。用手指用力压才裂成小块，焦渣上表面无光泽，下表面稍有银白色光泽．
5
——不膨胀熔融枯结。焦渣形成扁平的块，煤粒的界限不易分清．焦渣上表面有明显的银白色金属光泽，下表面银白色光泽更明显。
6——微膨胀熔融粘结。用手指压不碎，焦渣的上、下表面均有银白色金属光泽，但焦渣表面具有较小的膨胀泡．
7——膨胀熔融粘结。焦渣的上、下表面均有银白色金属光泽，明显膨胀，但高度不超过15mm。
8——强膨胀熔融粘结。焦渣的上、下表面有银白色金属光泽，焦渣高度大于15mm。
一般无烟煤的焦渣都是1和2，要想知道的更多来我空间看看，QQ49015745
我的工作就是煤炭化验
焦渣特征分类
测定挥发分所得焦渣的特征，按下列规定加以区分：
(1)粉状——全部是粉末，没有相互粘着的颗粒。
(2)粘着——用手指轻碰即成粉末或基本上是粉末，其中较大的团块轻轻一碰即 成粉末。
(3)弱粘结——用手指轻压即成小块。
(4)不熔融粘结——以手指用力压才裂成小块，焦渣上表面无光泽，下表面稍有 银白色光泽。
(5)不膨胀熔融粘结——焦渣形成扁平的块，煤粒的界线不易分清，焦渣上表面 有明显银白色金属光泽，下表面银白色光泽更明显。
(6)微膨胀熔融粘结——用手指压不碎，焦渣的上、下表面均有银白色金属光 泽，但焦渣表面具有较小的膨胀泡(或小气泡)。
(7)膨胀熔融粘结——焦渣上、下表面有银白色金属光泽，明显膨胀，但高度不 超过15mm。
(8)强膨胀熔融粘结——焦渣上、下表面有银白色金属光泽，焦渣高度大于 15mm。
为了简便起见，通常用上列序号作为各种焦渣特征的代号。
按原建筑材料工业部一九八0年十月二十七日
《关于燃料热值和标准煤统一计算方法规定的通知》的附件——
关于燃料热值计算公式和标准煤折算方法的规定，
在计算各种煤分析基低位发热量的经验公式中，要查用不同焦渣特征对应的系数K1。就是说焦渣特征是用于折算（计算）各种煤分析基低位发热量的。
参考资料：百度文库——
http://wenku.baidu.com/view/08965b12866fb84ae45c8dec.html
煤的工业分析方法 GB212—91
http://wenku.baidu.com/view/e963d0d328ea81c758f578e8.html
关于燃料热值计算公式和标准煤折算方法的规定
中小水泥厂化验室人员依据《地方水泥个业化验室工作手册（李明豫、丁卫东主编）》（1993年6月第一版）第365页GB212—77，在做完煤的工业分析时是要对焦渣特征进行评定等级的。据此计算煤分析基（干燥基，灼烧基，应用基）低位发热量的计算，以做为制定水泥生料配料方案的依据。
《地方水泥个业化验室工作手册（李明豫、丁卫东主编）》在网上不易查到，于是将其相关资料以参考资料：百度文库——
的形式提供之，如上。
本人担任水泥厂副厂长兼化验室主任近20年，从事水泥生产的质量管理工作，并培训了一些化验员。上面的回答是从个人的经历经验出发给出的，当然对于国家标准是不能抄错的，而对某些资料上的错误也进行了纠正。
一、矿物原料特点
(一) 煤的物理性质
煤的物理性质是煤的一定化学组成和分子结构的外部表现。它是由成煤的原始物质及其聚积条件、转化过程、煤化程度和风、氧化程度等因素所决定。包括颜色、光泽、粉色、比重和容重、硬度、脆度、断口及导电性等。其中，除了比重和导电性需要在实验室测定外，其他根据肉眼观察就可以确定。煤的物理性质可以作为初步评价煤质的依据，并用以研究煤的成因、变质机理和解决煤层对比等地质问题。
1.颜色
是指新鲜煤表面的自然色彩，是煤对不同波长的光波吸收的结果。呈褐色—黑色，一般随煤化程度的提高而逐渐加深。
2.光泽
是指煤的表面在普通光下的反光能力。一般呈沥青、玻璃和金刚光泽。煤化程度越高，光泽越强；矿物质含量越多，光泽越暗；风、氧化程度越深，光泽越暗，直到完全消失。
3.粉色
指将煤研成粉末的颜色或煤在抹上釉的瓷板上刻划时留下的痕迹，所以又称为条痕色。呈浅棕色—黑色。一般是煤化程度越高，粉色越深。
4.比重和容重
煤的比重又称煤的密度，它是不包括孔隙在内的一定体积的煤的重量与同温度、同体积的水的重量之比。煤的容重又称煤的体重或假比重，它是包括孔隙在内的一定体积的煤的重量与同温度、同体积的水的重量之比。煤的容重是计算煤层储量的重要指标。褐煤的容重一般为1.05～1.2，烟煤为1.2～1.4，无烟煤变化范围较大，可由1.35～1.8。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。
5.硬度
是指煤抵抗外来机械作用的能力。根据外来机械力作用方式的不同，可进一步将煤的硬度分为刻划硬度、压痕硬度和抗磨硬度三类。煤的硬度与煤化程度有关，褐煤和焦煤的硬度最小，约2～2.5；无烟煤的硬度最大，接近4。
6.脆度
是煤受外力作用而破碎的程度。成煤的原始物质、煤岩成分、煤化程度等都对煤的脆度有影响。在不同变质程度的煤中，长焰煤和气煤的脆度较小，肥煤、焦煤和瘦煤的脆度最大，无烟煤的脆度最小。
7.断口
是指煤受外力打击后形成的断面的形状。在煤中常见的断口有贝壳状断口、参差状断口等。煤的原始物质组成和煤化程度不同，断口形状各异。
8.导电性
是指煤传导电流的能力，通常用电阻率来表示。褐煤电阻率低。褐煤向烟煤过渡时，电阻率剧增。烟煤是不良导体，随着煤化程度增高，电阻率减小，至无烟煤时急剧下降，而具良好的导电性。
(二) 煤的化学组成
煤的化学组成很复杂，但归纳起来可分为有机质和无机质两大类，以有机质为主体。
煤中的有机质主要由碳、氢、氧、氮和有机硫等五种元素组成。其中，碳、氢、氧占有机质的95%以上。此外，还有极少量的磷和其他元素。煤中有机质的元素组成，随煤化程度的变化而有规律地变化。一般来讲，煤化程度越深，碳的含量越高，氢和氧的含量越低，氮的含量也稍有降低。唯硫的含量则与煤的成因类型有关。碳和氢是煤炭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。煤炭燃烧时，氮不产生热量，常以游离状态析出，但在高温条件下，一部分氮转变成氨及其他含氮化合物，可以回收制造硫酸氨、尿素及氮肥。硫、磷、氟、氯、砷等是煤中的有害元素。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，而且将含有硫和磷的煤用作冶金炼焦时，煤中的硫和磷大部分转入焦炭中，冶炼时又转入钢铁中，严重影响焦炭和钢铁质量，不利于钢铁的铸造和机械加工。用含有氟和氯的煤燃烧或炼焦时，各种管道和炉壁会遭到强烈腐蚀。将含有砷的煤用于酿造和食品工业作燃料，砷含量过高，会增加产品毒性，危及人民身体健康。
煤中的无机质主要是水分和矿物质，它们的存在降低了煤的质量和利用价值，其中绝大多数是煤中的有害成分。
另外，还有一些稀有、分散和放射性元素，例如，锗、镓、铟、钍、钒、钛、铀……等，它们分别以有机或无机化合物的形态存在于煤中。其中某些元素的含量，一旦达到工业品位或可综合利用时，就是重要的矿产资源。
通过元素分析可以了解煤的化学组成及其含量，通过工业分析可以初步了解煤的性质，大致判断煤的种类和用途。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。
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；炼焦时，全部转入焦炭，降低了焦炭的强度，严重影响焦炭质量。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。
(三)煤的工艺性质
为了提高煤的综合利用价值，必须了解、研究煤的工艺性质，以满足各方面对煤质的要求。煤的工艺性质主要包括：粘结性和结焦性、发热量、化学反应性、热稳定性、透光率、机械强度和可选性等。
1.粘结性和结焦性
粘结性是指煤在干馏过程中，由于煤中有机质分解，熔融而使煤粒能够相互粘结成块的性能。结焦性是指煤在干馏时能够结成焦炭的性能。煤的粘结性是结焦性的必要条件，结焦性好的煤必须具有良好的粘结性，但粘结性好的煤不一定能单独炼出质量好的焦炭。这就是为什么要进行配煤炼焦的道理。粘结性是进行煤的工业分类的主要指标，一般用煤中有机质受热分解、软化形成的胶质体的厚度来表示，常称胶质层厚度。胶质层越厚，粘结性越好。测定粘结性和结焦性的方法很多，除胶质层测定法外，还有罗加指数法、奥亚膨胀度试验等等。粘结性受煤化程度、煤岩成分、氧化程度和矿物质含量等多种因素的影响。煤化程度最高和最低的煤，一般都没有粘结性，胶质层厚度也很小。
2.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。我国自1985年6月起，改革沿用了几十年的以灰分计价为以热值计价。发热量主要与煤中的可燃元素含量和煤化程度有关。为便于比较耗煤量，在工业生产中，常常将实际消耗的煤量折合成发热量为2.930368×107J/kg的标准煤来进行计算。
3.化学反应性
又称活性。是指煤在一定温度下与二氧化碳、氧和水蒸汽相互作用的反应能力。它是评价气化用煤和动力用煤的一项重要指标。反应性强弱直接影响到耗煤量和煤气的有效成分。煤的活性一般随煤化程度加深而减弱。
4.热稳定性
又称耐热性。是指煤在高温作用下保持原来粒度的性能。它是评价气化用煤和动力用煤的又一项重要指标。热稳定性的好坏，直接影响炉内能否正常生产以及煤的气化和燃烧效率。
5.透光率
指低煤化程度的煤(褐煤、长焰煤等)，在规定条件下用硝酸与磷酸的混合液处理后，所得溶液对光的透过率称为透光率。随着煤化程度加深，透光率逐渐加大。因此，它是区别褐煤、长焰煤和气煤的重要指标。
6.机械强度
是指块煤受外力作用而破碎的难易程度。机械强度低的煤投入气化炉时，容易碎成小块和粉末，影响气化炉正常操作。因此，气化用煤必须具备较高的机械强度。
7.可选性
是指煤通过洗选，除去其中的夹矸和矿物质的难易程度。我国现行的选煤方法，详见第四节。
二、用途与技术经济指标
(一) 煤的工业分类
1958年，国家颁布了以炼焦用煤为主的分类方案，为工业部门合理使用煤炭资源创造了有利条件，但在实践中也出现了一些问题。在认真分析研究和吸收国外先进分类方法的基础上，为了使各项分类的技术经济指标最能反映煤的质量特点，达到更加合理地利用煤炭资源的目的，1986年，国家重新颁布了从褐煤到无烟煤的全面技术分类标准，将自然界中的煤划分为14大类，其中，褐煤和无烟煤又分别划分为2个和3个小类(表2.2.1)。这就是我国现行的煤炭分类国家标准。
表 2.2.1中国煤炭分类国家标准 (GB5751-86)
(1) 分类指标及其符号Vr为干燥无灰基挥发分(%)；Hr为干燥无灰基氢含量(%)；GR.I(简记G)为烟煤的粘结指数；Y为烟煤的胶质层最大厚度；PM为煤样的透光率(%)；b为烟煤的奥亚膨胀度(%)；Q-A.GNGW为煤的恒湿无灰基高位发热量(MJ/kg)。
(2) 煤类的编码各类煤用两位阿拉伯数码表示。10位表示煤的挥发分，个位数在无烟煤及褐煤表示煤化程度，在烟煤表示结粘性。
(二) 各煤类的主要特征和用途
1.褐煤
它是煤化程度最低的煤。其特点是水分高、比重小、挥发分高、不粘结、化学反应性强、热稳定性差、发热量低，含有不同数量的腐殖酸。多被用作燃料、气化或低温干馏的原料，也可用来提取褐煤蜡、腐殖酸，制造磺化煤或活性炭。一号褐煤还可以作农田、果园的有机肥料。
2.长焰煤
它的挥发分含量很高，没有或只有很小的粘结性，胶质层厚度不超过5mm,易燃烧，燃烧时有很长的火焰，故得名长焰煤。可作为气化和低温干馏的原料，也可作民用和动力燃料。
3.不粘煤
它水分大，没有粘结性，加热时基本上不产生胶质体，燃烧时发热量较小，含有一定的次生腐殖酸。主要用作制造煤气和民用或动力燃料。
4.弱粘煤
水分大，粘结性较弱，挥发分较高，加热时能产生较少的胶质体，能单独结焦，但结成的焦块小而易碎，粉焦率高。这种煤主要用作气化原料和动力燃料。
5. 1/2中粘煤
它具有中等粘结性和中高挥发分。可以作为配煤炼焦的原料，也可以作为气化用煤和动力燃料。
6.气煤
挥发分高，胶质层较厚，热稳定性差。能单独结焦，但炼出的焦炭细长易碎，收缩率大，且纵裂纹多，抗碎和耐磨性较差。故只能用作配煤炼焦，还可用来炼油、制造煤气、生产氮肥或作动力燃料。
7.气肥煤
它的挥发分和粘结性都很高，结焦性介于气煤和肥煤之间，单独炼焦时能产生大量的气体和液体化学物质。最适合高温干馏制造煤气，更是配煤炼焦的好原料。
8.肥煤
具有很好的粘结性和中等及中高等挥发分，加热时能产生大量的胶质体，形成大于25mm的胶质层，结焦性最强。用这种煤来炼焦，可以炼出熔融性和耐磨性都很好的焦炭，但这种焦炭横裂纹多，且焦根部分常有蜂焦，易碎成小块。由于粘结性强，因此，它是配煤炼焦中的主要成分。
9. 1/3焦煤
它是介于焦煤、肥煤和气煤之间的过渡煤，具有很强的粘结性和中高等挥发分，单独用来炼焦时，可以形成熔融性良好、强度较大的焦炭。因此，它是良好的配煤炼焦的基础煤。
10.焦煤
具有中低等挥发分和中高等粘结性，加热时可形成稳定性很好的胶质体，单独用来炼焦，能形成结构致密、块度大、强度高、耐磨性好、裂纹少、不易破碎的焦炭。但因其膨胀压力大，易造成推焦困难，损坏炉体，故一般都作为炼焦配煤使用。
11.瘦煤
具有较低挥发分和中等粘结性。单独炼焦时，能形成块度大、裂纹少、抗碎强度较好，但耐磨性较差的焦炭。因此，用它加入配煤炼焦，可以增加焦炭的块度和强度。
12.贫瘦煤
挥发分低，粘结性较弱，结焦性较差。单独炼焦时，生成的焦粉很多。但它能起到瘦化剂的作用。故可作炼焦配煤使用，同时，也是民用和动力的好燃料。
13.贫煤
具有一定的挥发分，加热时不产生胶质体，没有粘结性或只有微弱的粘结性，燃烧火焰短，炼焦时不结焦。主要用于动力和民用燃料。在缺乏瘦料的地区，也可充当配煤炼焦的瘦化剂。
14.无烟煤
它是煤化程度最高的煤。挥发分低、比重大、硬度高、燃烧时烟少火苗短、火力强。通常作民用和动力燃料。质量好的无烟煤可作气化原料、高炉喷吹和烧结铁矿石的燃料，以及制造电石、电极和炭素材料等。
(三) 工业用煤的质量要求
煤的工业用途非常广泛，归纳起来主要是冶金、化工和动力三个方面。同时，在炼油、医药、精密铸造和航空航天工业等领域也有广阔的利用前景。各工业部门对所用的煤都有特定的质量要求和技术标准。简要介绍如下：
1.炼焦用煤
炼焦是将煤放在干馏炉中加热，随着温度的升高(最终达到1 000℃左右)，煤中有机质逐渐分解，其中，挥发性物质呈气态或蒸汽状态逸出，成为煤气和煤焦油，残留下的不挥发性产物就是焦炭。焦炭在炼铁炉中起着还原、熔化矿石，提供热能和支撑炉料，保持炉料透气性能良好的作用。因此，炼焦用煤的质量要求，是以能得到机械强度高、块度均匀、灰分和硫分低的优质冶金焦为目的。国家对冶金焦用煤有专门的质量标准，见表2.2.2。
表 2.2.2冶金焦用煤质量标准 (GB397-65)见上图
2气化用煤
煤的气化是以氧、水、二氧化碳、氢等为气体介质，经过热化学处理过程，把煤转变为各种用途的煤气。煤气化所得的气体产物可作工业和民用燃料以及化工合成原料。常用的制气方法有两种：①固定床气化法。目前国内主要用无烟煤和焦炭作气化原料，制造合成氨原料气。要求作为原料煤的固定碳＞80%，灰分(Ag)＜25%，硫分(SgQ)≤2%，要求粒度要均匀，25～75mm,或19～50mm,或13～25mm，机械强度＞65%，热稳定性S+13＞60%，灰熔点(T2)＞1 250℃，挥发分不高于9%，化学反应性愈强愈好。②沸腾层气化法。对原料煤的质量要求是：化学反应性要大于60%，不粘结或弱粘结，灰分(Ag)＜25%，硫分(SgQ)＜2%，水分(WQ)＜10%，灰熔点(T2)＞1 200℃，粒度＜10mm，主要使用褐煤、长焰煤和弱粘煤等。
3.炼油用煤
一般以褐煤、长焰煤为主，弱粘煤和气煤也可以使用，其要求取决于炼油方法。①低温干馏法，是将煤置于550℃左右的温度下进行干馏，以制取低温焦油，同时还可以得到半焦和低温焦炉煤气。煤种为褐煤、长焰煤、不粘煤或弱粘煤、气煤。对原料煤的质量要求是：焦油产率(Tf)＞7%，胶质层厚度＜9mm，热稳定性S+13＞40%，粒度6～13mm,最好为20～80mm 。②加氢液化法，是将煤、催化剂和重油混合在一起，在高温高压下使煤中有机质破坏，与氢作用转化成低分子液态或气态产物，进一步加工可得到汽油、柴油等燃料。原料煤主要为褐煤、长焰煤及气煤。要求煤的碳氢化(C/H)＜16，挥发分＞35%，灰分(Ag)＜5%，煤岩的丝炭含量＜2%。
4.燃料用煤
任何一种煤都可以作为工业和民用的燃料。不同工业部门对燃料用煤的质量要求不一样。蒸汽机车用煤要求较高，国家规定是：挥发分(Vr)≥20%，灰分(Ag)≤24%，灰熔点(T2)≥1 200℃，硫分(SgQ)长隧道及隧道群区段≤1%，低位发热量2.09312×107～2.51174×107J/kg以上。发电厂一般应尽量用灰分(Ag)＞30%的劣质煤，少数大型锅炉可用灰分(Ag)20%左右的煤。为了将优质煤用于发展冶金和化学工业，近年来，我国在开展低热值煤的应用方面取得了较快的进展，不少发热量仅有8 372.5J/ kg左右的劣质煤和煤矸石也能用于一般工厂，有的发电厂已掺烧煤矸石达30%。
煤的其他用途还很多。如，褐煤和氧化煤可以生产腐殖酸类肥料；从褐煤中可以提取褐煤蜡供电气、印刷、精密铸造、化工等部门使用；用优质无烟煤可以制造碳化硅、碳粒砂、人造刚玉、人造石墨、电极、电石和供高炉喷吹或作铸造燃料；用煤沥青制成的碳素纤维，其抗拉强度比钢材大千倍，且重量轻、耐高温，是发展太空技术的重要材料；用煤沥青还可以制成针状焦，生产新型的电炉电极，可提高电炉炼钢的生产效率等等。总之，随着现代科学技术的不断进步，煤炭的综合利用技术也在迅速发展，煤炭的综合利用领域必将继续扩大。
三、矿业简史
(一) 古代煤矿业简史
我国是世界上发现、利用煤炭最早的国家。1973年，在辽宁省沈阳市北陵附近新石器时代的新乐遗址下层发现了为数不少的精煤制品。其中有：圆泡形饰25件，耳（王当）形饰6件，圆珠15件，和这些煤制品同时出土的还有碎煤精、精煤半成品和煤块97块。这些煤制品，经过前辽宁省煤田地质勘探公司科研所鉴定，“呈弱油脂光泽，均一状结构，硬度、韧性均很大为其特点”，很容易用火柴点燃，燃烧时发出明亮而带黑烟的火焰，并发出一种烧橡皮的气味。经过工业分析和元素分析证明，其原料就是烛煤。这是世界上用煤最早的确凿证据，也是说明我国早在六七千年前就已发现并开始利用煤炭的历史见证。
50年代中期和70年代中期，考古工作者先后在陕西省4处西周墓中出土了煤雕制品，其中，宝鸡市茹家庄一处就出土了200余枚之多。据此可以判断，早在西周时期，作为当时全国政治、经济中心的陕西地区，煤炭已经被开采利用。
战国时期，除继续利用煤炭雕刻生活用品外，还在当时的著作中出现了关于煤的记载。先秦时期的地理著作《山海经》就有3处有关石涅的记载：一处见于该书的《西山经》，“女床之山，其阳多赤铜，其阴多石涅”；另二处见于《中山经》，“岷山之首，曰女几之山，其上多石涅”，“又东一百五十里，曰风雨之山，其上多白金，其下多石涅”。据有关专家考证，女床之山，女几之山，风雨之山，分别位于今陕西凤翔、四川双流、什邡和通江、南江、巴中一带。古今对照，以上各地均有煤炭产出，证明《山海经》的记载基本是对的，同时，说明当时这些地方的煤炭已被发现，而且已积累了一些找煤的初步地质知识。
西汉至魏晋南北朝，出现了一定规模的煤井和相应的采煤技术，煤的用途，不仅用作生产燃料，而且还用于冶铁；不仅能够利用原煤，而且还把粉煤进行成型加工成煤饼，从而提高了煤炭的使用价值。煤的产地不仅在北方，而且在南方，甚至新疆也都有了产煤的记载。同时，煤雕工艺在这时已初步普及。
隋、唐至元代，煤炭开发更为普遍，用途更加广泛，冶金、陶瓷等行业均以煤作燃料，煤炭成了市场上的主要商品，地位日益重要，人们对煤的认识更加深化。特别应该指出的是，唐代用煤炼焦开始萌芽，到宋代，炼焦技术已臻成熟。1978年秋和1979年冬，山西考古研究所曾在山西省稷山县马村金代砖墓中发掘出大量焦炭。1957年冬至 1958年4月，河北省文化局文物工作队在河北峰峰矿区的砚台镇发掘出3座宋、元时期的炼焦炉遗址。焦炭的出现和炼焦技术的发明，标志着煤炭的加工利用已进入了一个崭新的阶段。
从明朝到清道光20年(1840年)的时间里，当时的封建统治者比较重视煤炭的开发，对发展煤炭生产采取了一些措施，矿业管理政策也发生了某些利于煤业的变化，煤炭行业的各个环节，比以前都有较大的进步。煤炭开发技术得到了发展，形成了丰富多彩的中国古代煤炭科学技术。尽管当时都是手工作业煤窑，但因其开采利用早于其他国家，因此，17世纪以前，中国煤炭技术和管理许多方面都处于世界领先地位，这是值得我们自豪的。但是，日益衰败腐朽的封建制度终于阻碍了古代煤业的继续前进，这就导致了中国近代煤矿的诞生。
(二) 近代煤矿业简史
1840年鸦片战争以后，中国的门户被迫开放，进入了半封建半殖民地社会，开始出现近代航运业和机器工业，需要大量煤炭，而旧式手工煤窑生产已远远不能适应需要，因此，清廷洋务派积极酝酿引进西方先进的采煤技术和设备，于是近代煤矿开始出现。近代煤矿的主要标志，一是资本主义经营方式；二是在提升、通风、排水三个生产环节上使用以蒸汽为动力的提升机、通风机和排水机，其他生产环节仍然靠人力和畜力。这种技术状况差不多一直延续到1949年，其中即或有所变化，也只是局部的、微小的。这是近代煤矿区别于古代手工煤窑和现代机械化矿井的主要技术特征。
我国最早的近代煤矿是台湾的基隆煤矿和河北的开平煤矿。基隆煤矿是清政府两江总督沈葆祯雇用英国煤师开办的，1876年兴建，1878年出煤，年产量约3～5万t，因经营管理不善，投产不久产量就日渐下降，1884年中法战争时，矿井被炸，停止生产。开平煤矿是直隶总督李鸿章1876年命唐廷枢等筹建的，1877年筹办，1881年建成唐山矿，以后又建成林西、西山等矿，到1894年，平均日产达到1 500t，最高日产达2 000t。这期间还先后开办了规模大小不同、寿命长短不一的近代煤矿14个，或官办，或官商合办，或官督商办，都有官僚资本主义性质。因管理不善、资金不足、规模很小，大多数都归于失败。
1894年中日甲午战争之后，中国国势益衰，列强乘势接踵而来，外国资本大量侵入中国煤矿。1898年4月，中德签订的《胶澳租借条约》规定：“德国在山东境内自胶州湾修筑南北两条铁路，铁路沿线两旁各三十华里(15km)以内的矿产，德商有开采权。”此后，英、俄、法、日相继攫得了类似的权利。据不完全统计，从1895～1912年间，帝国主义攫取中国煤矿权的条约、协定和合同共42项(包括其他矿藏)，涉及辽、吉、黑、滇、桂、川、皖、闽、黔、鲁、浙、晋、冀、热、豫、鄂、藏、新等19省。开办了开平、滦州、焦作、孟县、平定州(现平定县)、潞安、泽州、平阳府属煤矿、本溪湖、临城等规模较大的煤矿。外资煤矿的产量占中国当时近代煤矿总产量的83.2%，基本上控制了中国的煤炭工业。帝国主义的侵略激起了中国人民的反抗，从1903年起，掀起了收回矿权运动，1911年达到高潮。中国的爱国绅商，不满利源外流，在人民开展收回矿权的斗争的运动中，集资开办了一批煤矿。官僚买办见开煤矿有利可图，不愿坐失良机，亦想方设法开办煤矿。于是，从1895～1936年中国近代煤矿呈现出发展的趋势。
1937年“七·七”事变后，日本帝国主义侵占了我国的绝大多数煤矿，包括外资经营的，都陆续被其霸占，开采方式完全是掠夺性的。从1931～1945年，日本共霸占我国大小煤矿200多处，掠夺煤炭4.2亿t，被其破坏的煤炭资源不计其数。
抗日战争时期，国民政府资源委员会直辖煤矿29处，还采取资助经费等办法，鼓励私人开办煤矿，共59处，年总产量约为600多万t。在解放区，也办了一些小煤窑，供当地军民作燃料。据战后统计，晋、察、冀边区共有小煤窑473个，日产煤炭共计2 739t。
1945年抗日战争胜利后，日本霸占的煤矿小部分由解放区人民政府接管，大部分被国民党政权接管。解放战争初期，受政治、军事形势多变的影响，有些煤矿几经易手，处于停产或半停产状态。1947年以后，国民政府逐步崩溃，直到1949年新中国诞生，这些煤矿才陆续回到人民政府手中，但已遭到严重的破坏。
(三) 现代煤矿业简史
据不完全统计，新中国建国时，各地人民政府从旧中国共接收了约40个煤矿企业，200处矿井和少数几个露天矿。它们主要分布在东北、华北和华东的山东、安徽两省，除少数几处外，规模都很小，设备简陋，技术落后，加上长期战争的破坏，已是千疮百孔，一片衰微破败的景象。例如，山西大同煤矿9对矿井全部被水淹没，机器设备破坏无遗，井下没有一个完好的工作面，地面没有一间完整的厂房，没有一部机器可以正常运转，没有一条巷道可以正常通车，生产完全停顿；辽宁抚顺煤矿的西露天矿和龙凤矿井已被水淹，基本停产；河南焦作煤矿18个坑口中11个完全破坏，7个仅剩井架，已完全停产；山东淄博、枣庄，山西阳泉等较大的煤矿也是一片废墟。新中国的煤矿业就是在这样一个烂摊子上起步的。
建国伊?/div>
回答者：hzj121121 - 举人 四级 3-5 09:52
提问者对于答案的评价：
谢谢，让我收获很大~
锅炉运行中随着烟气一起运动的灰渣颗粒，当炉膛内温度较高时，一部分灰颗粒已经达到熔融或半熔融状态，若这部分灰颗粒在达到受热面前未得到足够冷却达到凝固状态，具有较高的粘结能力，就容易粘附在受烟气冲刷受热面或炉墙上，甚至达到熔化状态，结在飞灰颗粒表面，成为熔融的碱化物膜，然后粘附在受热面上形成初始结焦层，成为结焦发展的条件
预防结焦的措施：
1)合理调整燃烧。使炉内火焰分布均匀，火焰中心不偏斜。
2)保证适当的过剩空气量，防止缺氧燃烧。
3)避免锅炉负荷超出力运行。
4)定期除灰。勤检查，发现积灰和结焦庄及时清除。
在检修方面应做到：
1）提高检修质量，保证燃烧器安装精确。
2）检修后的锅炉严密性要好，防止漏风。
锅炉炉膛结焦
炉膛结焦危害性：
1)引起汽温偏高。炉膛大面积结焦时，使水冷壁吸热量大大减小，炉膛出口烟气温度偏高，过热器传热强化，造成过热汽温偏高，管壁超温。
2)破坏水循环。炉膛局部结焦后，结焦部位水冷壁吸热量减少，循环水速下降。严重时会使循环停滞而造成水冷壁爆管。
3)增加排烟热损失。由于结焦使炉膛出口温度升高，造成排烟温度升高，从而增加了排烟热损失，降低锅炉效率。
4)严重结焦时，还会造成锅炉出力下降，甚至被迫停炉进行除焦。
一、结焦的概念
在锅炉炉膛中心，火焰温度高达1400-1600℃左右，煤粉燃烧时，其灰分处于熔化状态，当熔化的灰粒在离开火焰碰到受热面或炉墙时受到冷却就会粘附在受热面的管子或炉墙上，而且越结越多，这种现象就叫结焦。
二、煤粉燃烧和灰粉熔化状态
大家注意到上述概念牵扯到了这样的几个名词：煤粉燃烧，灰粉熔化状态，那么有必要对煤粉燃烧和灰粉熔化状态进行一简单的介绍：
1、煤的成分
为了了解煤的某些特性，将煤的成分分为：碳（C）、氢（H）、氧（O）、氮（N）、硫（S）、水分（H2O）、灰分（A）；这里主要介绍灰分，灰分是煤粉燃烧完全燃烧后形成的固体残余物的统称，其主要成分有硅、铝、铁和钙以及少量的镁、钛、钠和钾等元素的组成的化合物。
依据炭化程度分，炭化程度越深，挥发分含量越少，碳的含量越多。我国动力煤习惯上分为4类：
(1)无烟煤：挥发分6.5—10%，着火困难，燃尽不易；
(2)贫煤：挥发份低，约 10—19%，燃烧性质与无烟煤接近；
(3)烟煤：挥发分含量高，挥发分19—37%，碳化程度低于无烟煤；
(4)褐煤：挥发分含量较高，挥发分37%以上，有利于着火。
2、灰的性质
灰的性质主要是指它的熔化性和烧结性，熔化性主要影响炉内的运行工况，烧结性主要影响对流受热面的结灰性能。在火焰中心，灰分处于熔化状态或软化状态，具有粘性，如果遇到受热面管子，很容易粘接在上面，形成结渣。
关于灰分的熔化性能，目前都用实验的方法测得，把灰制成底为等边三角形的椎体，底边长为7mm，锥体高20mm,然后加热根据灰的状态变化确定三个温度指标来表示灰的熔化性质：
（1）变形温度t1，指锥顶变圆或开始倾斜的温度；
（2）软化温度t2，锥顶弯至锥底或萎缩呈球形的温度；
（3）熔化温度t3，指椎体呈液体状态能沿平面流动的温度。
3、影响灰熔点的因素：
（1）成分因素：灰的化学成分很复杂，通常用各种氧化物的百分含量来表示，包括SiO2、FeO, Al2O3、Fe2O3，CaO, MgO，Na2O+K2O，TiO2，P2O5等，除氧化钠和氧化钾外，其它氧化物的熔点很高，为1600-2800℃，氧化钠和氧化钾的熔点800-1000℃。当酸性氧化物成分超过80-85%时，灰往往是难溶的，相反碱性氧化物增加就会易溶。
（2）介质因素：煤灰各种氧化物的含量对煤灰的熔融特性的影响，说法不一。煤灰所处环境介质对会的熔融性有影响，，在弱还原性气氛中，铁成氧化亚铁状态Fe0，熔点为1420℃，在还原性介质中，铁成金属态，其熔点为1535℃。
（3）浓度因素：煤中含灰量不同，熔点也会发生变化，实践证明，燃烧多灰分的煤容易结渣，因为灰分在加热中容易接触频繁，产生分解化合助熔等作用的机会大大增加。因此会影响到结焦。
※ 实践证明，当灰的软化温度t2大于1350℃时，造成炉内结焦的可能性不大。为了避免炉膛出口处结焦，炉膛出口温度应低于t2，并至少预留50-100℃。
受热面结渣过程与多种复杂因素有关。任何原因的结渣都有两个基本条件构成，一是火焰贴近炉墙时，烟气中的灰仍呈熔化状态，二是火焰直接冲刷受热面。但是，与这两个因素相关的具体原因有很复杂。
三、锅炉结渣分析
近年，各个电厂锅炉结渣问题突出，不少300MW机组都发生过严重结渣。锅炉结渣不仅影响机组的经济满发，而且严重威胁安全运行。
1 与锅炉结渣有关的因素
结渣是复杂的物理和化学过程，国内外学者已做了大量研究，初步揭示了其形成的机理及与煤灰性质的关系，制定了若干用以判断煤灰结渣性的指数，同时揭示了锅炉设计和运行对结渣的影响。
1.1 灰与渣的特性
煤灰的结渣性同灰的化学成分、灰渣的物理特性有关。现选择其中一些主要的指标详述如下。
1.1.1 灰的熔化温度
灰熔温度同灰的成分有关，灰中的酸性氧化物，如SiO2，Al2O3和TiO2等都是聚合物的构成者，因此会提高灰的熔化温度；碱性氧化物则相反，如CaO，MgO和Na2O等都是聚合物的破坏者，会降低灰的熔化温度。但这种解释对含有大量碱性物的灰来说不适用，所谓“褐煤型灰”就会有大量CaO和MgO，其量比Fe2O3多得多，这些灰中的SiO2、Fe2O3、Na2O和K2O都会降低软化温度，而Al2O3、CaO和MgO却提高软化温度。美国对国内一些特定煤种，依据大量统计数据已建立了精确的灰熔温度与灰化学成分之间的关系，这样，根据灰中的碱性组分就可以确定灰熔点。
至于灰中铁的作用，要视其氧化状态而定，三价铁是聚合物的构成者，提高灰熔温度；二价铁则是聚合物的破坏者，降低灰熔温度。
灰的熔化温度在氧化氛围与还原氛围中是不同的，两者的差异是随着灰中CaO和MgO成分的增加而变小。
1.1.2 渣的粘度
焦渣的粘度随温度而变化，温度升高，粘度变小，超过某一临界值时，焦渣便成液相，可在水冷壁表面形成一薄层而自由流动，焦渣粘度温度曲线是预示煤粉炉结渣倾向的重要指标。研究表明，焦渣粘度与煤灰化学成分有关，当烟煤焦渣温度超过其临界粘度相对应的温度Tcv后，焦渣粘度就与灰分中的硅比SiO2/（SiO2+ Fe2O3+ CaO+ MgO）有一定的关系。英国根据（SiO2/ Al2O3）、Fe2O3、CaO、MgO来确定与临界粘度相对应的温度。
从临界粘度（约10~20Pa·s到约104 Pa·s范围内的焦渣呈塑性状态液固两相混合），可根据其所对应的温度区域考虑吹灰器的型式和位置。
1.1.3 灰的烧结性
B＆W利用烧结试验来衡量烟煤的结渣倾向。试验在一个专门的实验性燃烧室内进行，被试煤在其中悬浮燃烧以模拟煤粉炉工况，然后将烧出的灰压进一个直径17mm、高19mm的圆筒内，再将压出的灰块置于1.03MPa和704～1093℃下在空气中加热15个小时，然后慢慢冷却。该烧结灰块的烧结温度、破碎强度与结渣倾向密切相关，B＆W把这作为评价煤的主要指标之一。易结渣的煤在927℃以下烧结强度高达27.58MPa，而不易结渣的煤在927～1093℃范围内的烧结强度低于6.9 MPa。
1.1.4 几个反映结渣倾向的导出因子
美国CE和B＆W等锅炉制造厂都各自研究和导出一些显示结渣和积灰特性的指标，现将有关结渣的指标列于附表中。CE公司在评价结渣倾向时除了采用灰熔点外，还采用：
（1）碱酸比
如前所述，煤灰中碱性组分与灰熔点之间的关系呈抛物线形，碱酸比在0.4～0.7（大约30%～40%标准含量的碱性物）时最易结渣。
（2）硅铝比
当以碱酸比作为判断结渣性指标时，还需注意硅铝比。在碱酸比低的情况下，如硅铝比高，铝将发挥溶剂作用而降低T250。T250是对应于粘度为250P（泊）时的灰渣温度，一般说，灰渣粘度低于250P时，流动性就很好。硅铝比小于1.7不结渣，大于2.8将结渣。
（3）铁钙比
此比值在0.3～3.0范围内会影响灰渣的共熔特性，使灰熔点降低，结渣倾向增加趋向1时会严重结渣；小于0.3或大于3.0都不结渣。
（4）2.0重液中的铁
CE采用在比重为2.9重液中沉积下的煤灰铁含量作为衡量黄铁矿的多少。黄铁矿在燃烧过程中不起反应而离析出来，形成焦渣结在靠近燃烧器的炉膛下部水冷壁上。
（5）单位发热量的煤灰量
每百万英镑热单位的煤灰量被用来估量可能生成的渣和积灰的数量（当然还要依据灰的结渣和积灰特性）。
B＆W用另一些指标来估计结渣倾向。
①根据灰渣粘度导出的结渣指数RSV
RSV=T250(氧化)-T1000（还原）/（97.5*FS）
式中：
T250(氧化)——氧化氛围下灰渣粘度25Pa·s所对应的温度
T1000（还原）——还原氛围下灰渣粘度1000Pa·s所对应的温度
FS——一个相关系数，其数值范围为1～11，取决于灰渣粘度/温度曲线上对应于200Pa·s的温度（氧化与还原氛围的中间值）
RSV由0.5变化到3.0，相对应的结渣倾向由中等到严重。
②依据灰熔化温度导出的结渣指数Rsf Rsf=（MaxHT+4*MinID）/5
式中：
MaxHT——氧化或还原氛围下较高的半球形温度
MinID——氧化或还原氛围下较低的开始变形温度
Rsf是一个加权平均温度，以1份氧化或还原氛围下的最大半球形温度和4份氧化或还原氛围下的最小开始变形温度来平均。Rsf低于1149℃预示严重结渣；Rsf在1232～1343℃范围内预示中等结渣倾向。
③由灰的化学成分导出的结渣指数Rsb
Rsb=（CaO+MgO+Fe2O3+Na2O+K2O）*S%（干燥基）/（SiO2+ Al2O3+ TiO2 ）
Rsb指数主要用于烟煤型灰，即灰中Fe2O3的含量大大高于CaO和MgO含量，Rsb植的范围从0.6以下（代表轻度结渣趋势）到2.6以上（代表严重结渣趋势）。
1.2 设计因素
美国电力研究协会（EPRI）曾对燃用各种不同因素煤种的锅炉作了调查，结论是结渣和积灰不仅与煤灰性质有关，而且同锅炉设计密切相关，主要是炉膛热强度（包括炉膛容积热强度和断面热强度）、煤粉在炉膛内逗留的时间、燃烧器结构型式以及受热面的布置等。同一煤种，在某台锅炉上燃烧会严重结渣，而在另一台设计不同的锅炉上可能根本不结渣。同时，锅炉设计在改善灰沉积物方面也起着重要的作用。
1.3 运行因素
锅炉结渣积灰与锅炉负荷、烟气温度、煤粉细度、过剩空气量等有关。 结渣、积灰随锅炉负荷及烟气温度的增加而增加。
煤粉细度对炉膛结渣的影响说法不一，其一，提高煤粉细度将使燃烧区域温度升高，从而加剧结渣，我国125MW机组的运行实践也表明，煤粉过细着火快，燃烧器区域易结渣。而在一台600MW机组上进行的试验结构却相反，其结论是粗煤粉将加重结渣。笔者认为煤粉细度应视煤种与具体的锅炉结构而定，过细不仅增加制粉电耗，而且会提高燃烧器区域热负荷而可能引起结渣；过粗不仅不利于着火和煤粒的燃尽，而且易造成炉膛上部和过热器部位结渣。所以应通过试验确定合理的煤粉细度。
较大的燃烧过剩空气能减少结渣与积灰，这是由于炉膛内还原区范围缩小以及炉膛出口温度降低。在600MW机组上的试验显示，增加过剩空气，同时将燃烧器正向倾斜，水冷壁和大屏上的沉积物明显减少。
2 防止结渣与积灰的措施
2.1 运行措施
2.1.1 吹灰
对水冷壁结渣和积灰最通常的方法就是吹灰，吹灰可以防止焦渣累积，保持受热面清洁，从而使烟气分布和蒸汽温度维持在设计水平。
吹灰介质一般采用蒸汽，但对于硬焦，用蒸汽往往吹不掉，而采用水力吹灰就很有效。水力吹灰必须设计好喷嘴的尺寸、角度、水压力、水流量、喷枪移动速度以及吹灰频率，以免对水冷壁和过热器造成热冲击。据称，如能正确使用水力吹灰器，那么它对炉管寿命的影响决不会超过蒸汽吹灰（水力吹灰国内用的很少）。
据有些电厂经验，联合使用水、汽吹灰效果更佳，即水吹灰后接着再用蒸汽吹。如美国Big Stone电厂的一台400MW旋风炉，燃用北达科他褐煤，结渣严重，后来在炉膛内装了32只水力喷枪和24只附加的蒸汽吹灰器，有效地控制了积灰；在过热器部位也加装了8只水力吹灰器，同时将原来二级过热器第一、二排的14只蒸汽吹灰器也改为水力吹灰器，使过热器积灰情况大为改善。
吹灰必须做到定期定时，运行人员还需加强检查。此外，很重要的一点是维修要跟上，以确保其使用可靠。
2.1.2 其他运行措施
a. 防止炉温过高。
堵塞炉底漏风，降低炉膛负压，不使空气量过大，直流喷燃器尽量利用上排喷燃器，防止火焰中心上移，以免炉膛出口结渣。
另外，保持各磨出力均匀，使直流喷燃器四角气流的动量相等，切圆合适。防止喷燃器变形，都能防止火焰偏斜，以免水冷壁结渣。
b. 防止炉内过多还原性气体生成
保持合适的空气动力场，不使空气量过小，喷燃器损坏及时修理，都能使炉内减少还原性气体，防止结焦。
c. 提高煤质，保持合适的煤粉细度。
避免燃料多变，清除煤中杂质，可减少结焦的可能性，保持合适的煤粉细度，不使煤粉过粗，以免火焰中心过高，导致炉膛出口结渣，或因煤粉落入冷灰斗又燃烧而形成结焦。
d.控制燃烧过剩空气量。
e.通过调整过剩空气量﹑燃烧器倾斜角度﹑烟气挡板﹑烟气再循环﹑燃烧器选型或其他
可行手段来限制炉膛出口烟气温度在许可的限度内。
f.对于四角燃烧锅炉，国内一些厂的经验是调整一二次风，减小切圆，以避免火焰C冲刷而引起水冷壁结渣。
2.2 改变煤质
2.2.1 配煤
在原来的燃煤中掺入另一种煤可改变煤的性质，达到不结渣的目的。采用此法须注意两点： a．两种煤按一定比例混合，配出来的煤的特性并不是这两种煤数学上的平均值，每一个配煤必须看成是一种新的煤种，其主要特性往往并不是所期望的。
b. 配煤必须均匀。配煤可在煤矿﹑输煤皮带上或在炉膛内进行。
2.2.2 精选煤
通过对原煤精选处理来降低其灰分及杂质。
