第一章電力用煤

1、第一章第一章 電力用煤電力用煤l內(nèi)容提要內(nèi)容提要：介紹動力煤的形成、結(jié)構(gòu)以及動力煤的特性介紹動力煤的形成、結(jié)構(gòu)以及動力煤的特性與電力生產(chǎn)的關(guān)系，了解煤的工業(yè)分析和與電力生產(chǎn)的關(guān)系，了解煤的工業(yè)分析和發(fā)熱量的測定。發(fā)熱量的測定。目錄目錄第一節(jié)第一節(jié) 火力發(fā)電廠的生產(chǎn)過程火力發(fā)電廠的生產(chǎn)過程第二節(jié)第二節(jié) 動力燃料動力燃料第一節(jié)第一節(jié) 火力發(fā)電廠的生產(chǎn)過程火力發(fā)電廠的生產(chǎn)過程 火力發(fā)電廠的基本任務(wù)是火力發(fā)電廠的基本任務(wù)是實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)化實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)化，即把燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮堋C(jī)械能最后變即把燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?、機(jī)械能最后變?yōu)殡娔堋殡娔堋?電廠按其燃用的燃料不同，可分為電廠按其燃用的燃料不同，

2、可分為燃煤燃煤、燃油燃油和和燃?xì)怆姀S燃?xì)怆姀S；按提供能量不同，可分為；按提供能量不同，可分為凝凝汽式電廠汽式電廠和和熱電廠熱電廠。 火電廠生產(chǎn)過程見：火電廠生產(chǎn)過程見： 1.圖圖1-4。 2. CAI課件課件。 3.火電廠生產(chǎn)過程火電廠生產(chǎn)過程Flash。.電廠應(yīng)用化電廠應(yīng)用化學(xué)學(xué)Power Plant (flash)Power Plant (flash)0_kraftwerksuebersicht.swf 4.火電廠生產(chǎn)過程錄像火電廠生產(chǎn)過程錄像 5.火電廠簡介火電廠簡介圖圖1-4 1-4 凝汽式燃煤電廠生產(chǎn)過程示意圖凝汽式燃煤電廠生產(chǎn)過程示意圖 第四節(jié)第四節(jié) 動力燃料動力燃料 火電廠是利用

3、動力燃料燃燒所產(chǎn)生的熱能來火電廠是利用動力燃料燃燒所產(chǎn)生的熱能來獲取電能的。煤、石油、天然氣等均可作為動力獲取電能的。煤、石油、天然氣等均可作為動力燃料，其中最重要的是燃料，其中最重要的是動力煤動力煤。 煤的成因、組成及分類煤的成因、組成及分類 動力煤的特性與電力生產(chǎn)的關(guān)系動力煤的特性與電力生產(chǎn)的關(guān)系 動力煤的采樣與制樣動力煤的采樣與制樣 煤的工業(yè)分析煤的工業(yè)分析 煤發(fā)熱量的測定煤發(fā)熱量的測定輸煤系統(tǒng)輸煤系統(tǒng)制粉系統(tǒng)制粉系統(tǒng)u煤的成因、組成及分類煤的成因、組成及分類煤的成因煤的成因 煤是古代植物的殘體經(jīng)地殼變動被埋入地下，煤是古代植物的殘體經(jīng)地殼變動被埋入地下，經(jīng)過長期的細(xì)菌生物化學(xué)作用以及地

4、熱和壓力下，經(jīng)過長期的細(xì)菌生物化學(xué)作用以及地?zé)岷蛪毫ο拢?jīng)成巖、變質(zhì)作用，使植物中的纖維素、木質(zhì)素經(jīng)成巖、變質(zhì)作用，使植物中的纖維素、木質(zhì)素發(fā)生脫水、脫二氧化碳、脫甲烷等反應(yīng)，而形成發(fā)生脫水、脫二氧化碳、脫甲烷等反應(yīng)，而形成含碳成分逐漸增高的可燃性巖石，就是煤。該過含碳成分逐漸增高的可燃性巖石，就是煤。該過程稱為程稱為煤化作用煤化作用( (或或成煤作用成煤作用) )。煤的組成煤的組成 通過通過X射線、紅外光譜和化學(xué)法對煤的結(jié)構(gòu)射線、紅外光譜和化學(xué)法對煤的結(jié)構(gòu)研究表明：研究表明：煤是一個以碳為骨架組成的多芳香環(huán)煤是一個以碳為骨架組成的多芳香環(huán)系統(tǒng)的高分子有機(jī)物。系統(tǒng)的高分子有機(jī)物。 多芳香環(huán)是煤

5、的基本結(jié)構(gòu)單元，它有側(cè)鏈，多芳香環(huán)是煤的基本結(jié)構(gòu)單元，它有側(cè)鏈，結(jié)構(gòu)單元在空間是一個平面層。平面與平面之間結(jié)構(gòu)單元在空間是一個平面層。平面與平面之間有有O鍵、鍵、CH2鍵橋接成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)鍵橋接成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)單元芳香環(huán)的數(shù)目約為單元芳香環(huán)的數(shù)目約為3 31111個，隨變質(zhì)程度的加個，隨變質(zhì)程度的加深而增加。深而增加。 煤中也含少量無機(jī)物，常以硫酸鹽、碳酸鹽、煤中也含少量無機(jī)物，常以硫酸鹽、碳酸鹽、黃鐵礦、硅酸鹽等礦物質(zhì)形式存在。黃鐵礦、硅酸鹽等礦物質(zhì)形式存在。煤的分類煤的分類 根據(jù)根據(jù)煤化程度的深淺煤化程度的深淺( (即含碳量的多少，成即含碳量的多少，成煤地質(zhì)年代長短煤地質(zhì)年代長短) )，

6、可將煤大致分為，可將煤大致分為泥炭泥炭、褐煤褐煤、煙煤煙煤和和無煙煤無煙煤四大類。四大類。 我國電站煤粉鍋爐煤質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)見表我國電站煤粉鍋爐煤質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)見表1-11-1。表表1-1 1-1 電站煤粉鍋爐煤制標(biāo)準(zhǔn)電站煤粉鍋爐煤制標(biāo)準(zhǔn)u動力煤的特性與電力生產(chǎn)的關(guān)系動力煤的特性與電力生產(chǎn)的關(guān)系 動力煤是指動力煤是指用于直接燃燒生產(chǎn)動力和熱能的用于直接燃燒生產(chǎn)動力和熱能的燃料煤燃料煤( (如發(fā)電、機(jī)車、鍋爐等用煤如發(fā)電、機(jī)車、鍋爐等用煤) )。 火電廠生產(chǎn)的電能直接來源于動力煤燃燒時火電廠生產(chǎn)的電能直接來源于動力煤燃燒時所釋放出的熱能。動力煤的各種特性對電廠鍋爐所釋放出的熱能。動力煤的各種特性對電廠鍋爐運(yùn)行有

7、著不同的影響，現(xiàn)將其與電力生產(chǎn)關(guān)系較運(yùn)行有著不同的影響，現(xiàn)將其與電力生產(chǎn)關(guān)系較為密切的特性指標(biāo)作以介紹。為密切的特性指標(biāo)作以介紹。發(fā)熱量發(fā)熱量 發(fā)熱量是指發(fā)熱量是指單位質(zhì)量的煤完全燃燒時所釋放單位質(zhì)量的煤完全燃燒時所釋放出的熱量出的熱量。符號為。符號為Q，單位為，單位為kJ/g或或MJ/kg?；曳只曳?灰分是衡量煤質(zhì)的重要指標(biāo)之一，符號為灰分是衡量煤質(zhì)的重要指標(biāo)之一，符號為A。 煤中灰分含量越高，其可燃成分相對減少，煤中灰分含量越高，其可燃成分相對減少，發(fā)熱量降低，燃燒溫度下降，燃燒不穩(wěn)定，不利發(fā)熱量降低，燃燒溫度下降，燃燒不穩(wěn)定，不利于煤粉的著火與燃盡，使鍋爐燃燒效率下降。于煤粉的著火與燃盡

8、，使鍋爐燃燒效率下降。 當(dāng)煤中折算灰分當(dāng)煤中折算灰分15%時，就會影響鍋爐運(yùn)時，就會影響鍋爐運(yùn)行的安全。行的安全。 灰分高而產(chǎn)生的大量煙塵和灰渣，將造成更灰分高而產(chǎn)生的大量煙塵和灰渣，將造成更大的環(huán)境污染。大的環(huán)境污染。水分水分 煤中煤中全水分全水分( (Mt) )可分為可分為外在水分外在水分( (Mf) )和和內(nèi)在內(nèi)在水分水分( (Minh) )兩部分。兩部分。 煤中全水分是煤的重要指標(biāo)。全水分含量大，煤中全水分是煤的重要指標(biāo)。全水分含量大，將增加運(yùn)輸?shù)哪芎暮唾M(fèi)用。全水分含量是計算煤將增加運(yùn)輸?shù)哪芎暮唾M(fèi)用。全水分含量是計算煤中有效發(fā)熱量中有效發(fā)熱量( (收到基低位發(fā)熱量收到基低位發(fā)熱量) )

9、的一個重要參的一個重要參數(shù)，顯然水分增加，將使有效發(fā)熱量減少。數(shù)，顯然水分增加，將使有效發(fā)熱量減少。 外在水分受外界環(huán)境外在水分受外界環(huán)境( (溫度、濕度、風(fēng)、雨溫度、濕度、風(fēng)、雨) )及人工洗煤的影響，其含量波動性大，沒有一個及人工洗煤的影響，其含量波動性大，沒有一個固定值。固定值。當(dāng)爐前煤的外在水分當(dāng)爐前煤的外在水分12%時，將影響時，將影響電廠運(yùn)行的可靠性。電廠運(yùn)行的可靠性。 此外，如煤中含有適量水分對煤燃燒也有好此外，如煤中含有適量水分對煤燃燒也有好處，可改善燃燒工況。處，可改善燃燒工況。揮發(fā)分與著火性揮發(fā)分與著火性 揮發(fā)分對煤的著火和燃燒都有較大的影響，揮發(fā)分對煤的著火和燃燒都有較大

10、的影響，是電廠用煤的主要指標(biāo)。是電廠用煤的主要指標(biāo)。 一般揮發(fā)分高的煤，著火點(diǎn)低、易于著火、一般揮發(fā)分高的煤，著火點(diǎn)低、易于著火、燃燒速度快而穩(wěn)定，但火焰溫度較低。相反，揮燃燒速度快而穩(wěn)定，但火焰溫度較低。相反，揮發(fā)分低的煤，不易點(diǎn)燃、燃燒速度慢而不穩(wěn)定、發(fā)分低的煤，不易點(diǎn)燃、燃燒速度慢而不穩(wěn)定、不完全燃燒熱損失增加，嚴(yán)重時甚至引起鍋爐熄不完全燃燒熱損失增加，嚴(yán)重時甚至引起鍋爐熄火?；?。 此外，揮發(fā)分也是對煤炭分類和加工利用的此外，揮發(fā)分也是對煤炭分類和加工利用的重要依據(jù)。重要依據(jù)。煤粉細(xì)度和經(jīng)濟(jì)細(xì)度煤粉細(xì)度和經(jīng)濟(jì)細(xì)度 煤粉燃燒煤粉燃燒是火電廠最廣泛采用的一種燃燒方是火電廠最廣泛采用的一種燃燒

11、方式。煤預(yù)先在磨煤機(jī)中磨成煤粉，用空氣把煤粉式。煤預(yù)先在磨煤機(jī)中磨成煤粉，用空氣把煤粉送進(jìn)爐膛，在送進(jìn)爐膛，在懸浮狀態(tài)懸浮狀態(tài)下著火燃燒。下著火燃燒。 煤粉的顆粒大小對燃燒的經(jīng)濟(jì)性有著重要的煤粉的顆粒大小對燃燒的經(jīng)濟(jì)性有著重要的影響。影響。 (1)(1)煤粉細(xì)度煤粉細(xì)度 煤粉細(xì)度是煤粉細(xì)度是表征煤粉中各種大小粒度煤的質(zhì)表征煤粉中各種大小粒度煤的質(zhì)量 百 分 數(shù)量 百 分 數(shù) 。 通 常 煤 粉 顆 粒 的 大 小 在。 通 常 煤 粉 顆 粒 的 大 小 在 1 m m 到到300500m m之間，其中以之間，其中以2050m m的顆粒最多。的顆粒最多。 煤粉細(xì)度是監(jiān)督制粉系統(tǒng)正常運(yùn)行的重要指

12、煤粉細(xì)度是監(jiān)督制粉系統(tǒng)正常運(yùn)行的重要指標(biāo)，它可用標(biāo)，它可用篩分法篩分法確定。一般用具有標(biāo)準(zhǔn)篩孔尺確定。一般用具有標(biāo)準(zhǔn)篩孔尺寸寸( (xm m) )的篩子來測定。的篩子來測定。 式中式中 a篩子上剩余的煤粉質(zhì)量，篩子上剩余的煤粉質(zhì)量，g； b通過篩子的煤粉質(zhì)量，通過篩子的煤粉質(zhì)量，g。 Rx的數(shù)值稱為該煤粉的細(xì)度。的數(shù)值稱為該煤粉的細(xì)度。100%xaRab 在篩子上剩余的煤粉越少，即在篩子上剩余的煤粉越少，即Rx值越小，煤值越小，煤粉也就越細(xì)。衡量發(fā)電廠鍋爐燃燒的煤粉細(xì)度，粉也就越細(xì)。衡量發(fā)電廠鍋爐燃燒的煤粉細(xì)度，一般以一般以R90的煤粉細(xì)度來表示。的煤粉細(xì)度來表示。 (2)經(jīng)濟(jì)細(xì)度經(jīng)濟(jì)細(xì)度 煤

13、粉細(xì)度煤粉細(xì)度直接影響鍋爐運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性直接影響鍋爐運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。 例如，煤粉過粗，固體不完全燃燒熱損失將例如，煤粉過粗，固體不完全燃燒熱損失將增大；煤粉過細(xì)，則磨煤的電耗增大、磨粉設(shè)備增大；煤粉過細(xì)，則磨煤的電耗增大、磨粉設(shè)備的磨損折舊等運(yùn)行消耗增多。的磨損折舊等運(yùn)行消耗增多。 煤粉的經(jīng)濟(jì)細(xì)度如圖煤粉的經(jīng)濟(jì)細(xì)度如圖1-5所示。所示。 對于不同的煤種，煤粉的經(jīng)濟(jì)細(xì)度可按表對于不同的煤種，煤粉的經(jīng)濟(jì)細(xì)度可按表1-2種的種的R90值推薦。值推薦。圖圖1-5 1-5 煤粉的經(jīng)濟(jì)細(xì)度煤粉的經(jīng)濟(jì)細(xì)度表表1-2 1-2 不同煤種煤粉的經(jīng)濟(jì)細(xì)度不同煤種煤粉的經(jīng)濟(jì)細(xì)度煤煤 種種 R90無煙煤無煙煤Vad.f5%

14、56Vad.f=(610)%大致等于大致等于Vad.f貧貧 煤煤 1214煙煙 煤煤優(yōu)優(yōu) 質(zhì)質(zhì)2535劣劣 質(zhì)質(zhì)1520褐煤油頁巖褐煤油頁巖4060可磨性可磨性 可磨性用以可磨性用以表征煤磨制成粉的難易程度表征煤磨制成粉的難易程度。 不同煤種磨到相同細(xì)度所消耗的能量是不同煤種磨到相同細(xì)度所消耗的能量是不一樣的，可利用不一樣的，可利用哈氏可磨性指數(shù)哈氏可磨性指數(shù)HGI來表來表示煤的這種性質(zhì)。一般來說，煤越軟，可磨示煤的這種性質(zhì)。一般來說，煤越軟，可磨性指數(shù)越大，即在同樣條件下磨至一定細(xì)度性指數(shù)越大，即在同樣條件下磨至一定細(xì)度時所消耗的能量越少。時所消耗的能量越少。 哈氏可磨性指數(shù)可應(yīng)用于選擇磨煤

15、機(jī)的哈氏可磨性指數(shù)可應(yīng)用于選擇磨煤機(jī)的型號，計算運(yùn)行時磨煤機(jī)的出力及電能消耗。型號，計算運(yùn)行時磨煤機(jī)的出力及電能消耗。煤灰熔融性煤灰熔融性 煤灰是煤中可燃物質(zhì)燃盡后的殘留物，它由煤灰是煤中可燃物質(zhì)燃盡后的殘留物，它由煤中多種礦物質(zhì)轉(zhuǎn)化而成，沒有固定的熔點(diǎn)。煤中多種礦物質(zhì)轉(zhuǎn)化而成，沒有固定的熔點(diǎn)。熔熔融性融性就是表征煤灰在受熱時轉(zhuǎn)化為塑膠狀態(tài)時，就是表征煤灰在受熱時轉(zhuǎn)化為塑膠狀態(tài)時，其粘塑性變化的一種性質(zhì)。其粘塑性變化的一種性質(zhì)。 煤灰的熔融性是關(guān)系鍋爐設(shè)計、安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)煤灰的熔融性是關(guān)系鍋爐設(shè)計、安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行等問題的重要特性。行等問題的重要特性。u動力煤的采樣與制樣動力煤的采樣與制樣 在煤質(zhì)分析

16、前，正確的采樣和制樣是獲得可靠在煤質(zhì)分析前，正確的采樣和制樣是獲得可靠分析結(jié)果的必要前提。分析結(jié)果的必要前提。采樣采樣 采樣是指在一批煤的不同部位采集若干份一定采樣是指在一批煤的不同部位采集若干份一定量的樣品，它能代表該批煤的平均質(zhì)量與特性。量的樣品，它能代表該批煤的平均質(zhì)量與特性。 (1)(1)采樣的精密度采樣的精密度 采樣的代表性是以采樣的精密度來衡量的。采樣的代表性是以采樣的精密度來衡量的。 所謂采樣的精密度，就是指采樣所允許達(dá)到的偏差所謂采樣的精密度，就是指采樣所允許達(dá)到的偏差程度。程度。 國家標(biāo)準(zhǔn)國家標(biāo)準(zhǔn)GB475-83GB475-83規(guī)定了各種煤的采樣精密度規(guī)定了各種煤的采樣精密度

17、( (按灰分計算按灰分計算) )見表見表1-31-3。表表1-3 1-3 采樣精密度采樣精密度 (2) (2)子樣數(shù)的確定子樣數(shù)的確定 按國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，以按國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，以1000t1000t煤作為一個采樣化煤作為一個采樣化驗(yàn)單位。驗(yàn)單位。 如一批煤量不足如一批煤量不足1000t1000t時，應(yīng)采的子樣數(shù)可根時，應(yīng)采的子樣數(shù)可根據(jù)實(shí)際噸數(shù)，按表據(jù)實(shí)際噸數(shù)，按表1-41-4中規(guī)定的數(shù)字按比例遞減，中規(guī)定的數(shù)字按比例遞減，但不得少于表中所規(guī)定子樣數(shù)的但不得少于表中所規(guī)定子樣數(shù)的1/31/3。原煤、篩選煤原煤、篩選煤其它洗煤其它洗煤( (包括中煤包括中煤) )Ad20%Ad20%按按0.1Ad計算，

18、但不得小于計算，但不得小于1%2%1.5%表表1-4 1-4 子樣數(shù)與灰分含量的關(guān)系子樣數(shù)與灰分含量的關(guān)系 若煤量超過若煤量超過1000t1000t時，則子樣數(shù)按下式計算：時，則子樣數(shù)按下式計算： 式中：式中： m實(shí)際應(yīng)采的子樣數(shù)；實(shí)際應(yīng)采的子樣數(shù)； n表表1-41-4中所規(guī)定的子樣數(shù)；中所規(guī)定的子樣數(shù)； M實(shí)際煤量，實(shí)際煤量，t t。煤煤 種種原煤、篩選煤原煤、篩選煤其它洗煤其它洗煤( (包括中煤包括中煤) )Ad20%Ad20%子樣數(shù)子樣數(shù)3060201000Mm n (3) (3)子樣質(zhì)量的確定子樣質(zhì)量的確定 一批煤中，大、小粒度的煤量是不同的，這一批煤中，大、小粒度的煤量是不同的，這種

19、粒度組成的不同也會影響煤的不均勻度。種粒度組成的不同也會影響煤的不均勻度。 表表1-5 1-5 子樣質(zhì)量與煤最大粒度的關(guān)系子樣質(zhì)量與煤最大粒度的關(guān)系 (4)(4)采樣點(diǎn)的分布采樣點(diǎn)的分布 火車上采樣：火車上采樣：按國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，對原煤、按國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，對原煤、篩選煤采樣按圖篩選煤采樣按圖1-6( (a) )所示；對精煤、洗中煤及所示；對精煤、洗中煤及粒度粒度100mm的煤塊，按圖的煤塊，按圖1-6( (b) )所示采樣。所示采樣。煤的最大粒度煤的最大粒度(mm)2550100100子樣的最小質(zhì)量子樣的最小質(zhì)量(kg)1245圖圖1-6 1-6 火車上采樣點(diǎn)的布置火車上采樣點(diǎn)的布置 5 3 4

20、2 3 1 1 (a)三點(diǎn)采樣三點(diǎn)采樣 (b)五點(diǎn)采樣五點(diǎn)采樣 船艙中采樣：船艙中采樣：若進(jìn)廠煤由輪船運(yùn)進(jìn)時，采若進(jìn)廠煤由輪船運(yùn)進(jìn)時，采樣點(diǎn)按煤量多少均勻分布在船的首、中、尾各艙樣點(diǎn)按煤量多少均勻分布在船的首、中、尾各艙中，其采樣原則與火車上采樣相同。中，其采樣原則與火車上采樣相同。 煤堆中采樣：煤堆中采樣：煤堆上的采樣點(diǎn)可按規(guī)定的煤堆上的采樣點(diǎn)可按規(guī)定的子樣數(shù)，根據(jù)煤堆的外形，均勻布置在煤堆的頂、子樣數(shù)，根據(jù)煤堆的外形，均勻布置在煤堆的頂、腰、底部。腰、底部。2 煤流中采樣：煤流中采樣：電廠的爐前煤多在輸煤皮帶電廠的爐前煤多在輸煤皮帶的煤流中采樣。采樣點(diǎn)多在皮帶全長的中部或皮的煤流中采樣。采

21、樣點(diǎn)多在皮帶全長的中部或皮帶終端的落煤流處。帶終端的落煤流處。 (5)(5)采樣方法采樣方法 采樣方法包括采樣方法包括人工采樣人工采樣和和機(jī)械采樣機(jī)械采樣兩種。兩種。 應(yīng)指出，人工采樣法應(yīng)指出，人工采樣法勞動強(qiáng)度大，人為誤差勞動強(qiáng)度大，人為誤差大大，甚至使煤樣失去代表性。因此，應(yīng)加強(qiáng)采樣，甚至使煤樣失去代表性。因此，應(yīng)加強(qiáng)采樣人員培訓(xùn)，嚴(yán)格按規(guī)定進(jìn)行采樣。人員培訓(xùn)，嚴(yán)格按規(guī)定進(jìn)行采樣。 機(jī)械采樣的機(jī)械采樣的效率高，采樣均勻，精密度高。效率高，采樣均勻，精密度高。目前，我國火電廠使用的機(jī)械采樣裝置多用于爐目前，我國火電廠使用的機(jī)械采樣裝置多用于爐前煤的采樣。前煤的采樣。制樣制樣( (縮制縮制)

22、) 制樣制樣是指將采集到的原始煤樣經(jīng)破碎、縮分，是指將采集到的原始煤樣經(jīng)破碎、縮分，逐漸減少粒度和數(shù)量的過程。且制出的煤樣應(yīng)具逐漸減少粒度和數(shù)量的過程。且制出的煤樣應(yīng)具有代表性，即制得煤樣的質(zhì)量能代表原始煤樣的有代表性，即制得煤樣的質(zhì)量能代表原始煤樣的平均質(zhì)量。平均質(zhì)量。 (1)(1)制樣的基本要求制樣的基本要求 煤是一種礦物質(zhì)含量較高且均勻性較差的固煤是一種礦物質(zhì)含量較高且均勻性較差的固體燃料。煤的粒度越大，夾雜礦物質(zhì)的可能性越體燃料。煤的粒度越大，夾雜礦物質(zhì)的可能性越大，其均勻性和代表性就越差。大，其均勻性和代表性就越差。 表表1-6 1-6 煤樣粒度與樣品最小質(zhì)量的關(guān)系煤樣粒度與樣品最小

23、質(zhì)量的關(guān)系煤樣最大粒度煤樣最大粒度(mm)1001005025136310.2樣品最小質(zhì)量樣品最小質(zhì)量(kg)40025010060157.53.7510.1 (2) (2)制樣的過程制樣的過程 縮制煤樣的全過程主要包括縮制煤樣的全過程主要包括破碎破碎、過篩過篩、摻摻合合和和縮分縮分四個步驟。四個步驟。 破碎破碎是減小粒度，改善煤的不均勻度的一項(xiàng)是減小粒度，改善煤的不均勻度的一項(xiàng)措施。煤樣一般采用機(jī)械破碎。措施。煤樣一般采用機(jī)械破碎。 為使煤破碎到必要的粒度，需用不同篩孔的為使煤破碎到必要的粒度，需用不同篩孔的篩子篩子過篩過篩。 為使縮分后的煤樣不失去代表性，每次縮分為使縮分后的煤樣不失去代表

24、性，每次縮分前需將煤樣加以前需將煤樣加以摻合摻合，使其粒度大小均勻化。，使其粒度大小均勻化。 縮分縮分是使煤樣量減少而又使其不失代表性的是使煤樣量減少而又使其不失代表性的過程。常用的縮分方法有四分法、二分器法和機(jī)過程。常用的縮分方法有四分法、二分器法和機(jī)械法三種?？s分見圖械法三種?？s分見圖1-71-7。圖圖1-7 1-7 煤樣的縮分煤樣的縮分u煤的工業(yè)分析煤的工業(yè)分析 煤的工業(yè)分析組成包括水分、灰分、揮發(fā)分煤的工業(yè)分析組成包括水分、灰分、揮發(fā)分和固定碳四項(xiàng)。工業(yè)分析數(shù)據(jù)是鍋爐運(yùn)行人員調(diào)和固定碳四項(xiàng)。工業(yè)分析數(shù)據(jù)是鍋爐運(yùn)行人員調(diào)節(jié)燃燒工況，計算熱效率和保證鍋爐安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)節(jié)燃燒工況，計算熱效率和保

25、證鍋爐安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要依據(jù)。行的重要依據(jù)。煤的基準(zhǔn)煤的基準(zhǔn) 煤由可燃和不可燃兩種成分組成。煤由可燃和不可燃兩種成分組成。 動力煤通常有以下四種基準(zhǔn)：動力煤通常有以下四種基準(zhǔn)： (1)(1)收到基準(zhǔn)收到基準(zhǔn)(ar)(ar)：含全水分的原煤。含全水分的原煤。 (2)(2)空氣干燥基準(zhǔn)空氣干燥基準(zhǔn)(ad)(ad)：除去外在水分的煤。除去外在水分的煤。 (3)(3)干燥基準(zhǔn)干燥基準(zhǔn)(d)(d)：除去全水分的煤。除去全水分的煤。 (4)(4)干燥無灰基準(zhǔn)干燥無灰基準(zhǔn)(daf)(daf)：除去水分和灰分的煤。除去水分和灰分的煤。 通?；鶞?zhǔn)的通?；鶞?zhǔn)的“準(zhǔn)準(zhǔn)”字可省略。字可省略。 四種基準(zhǔn)工業(yè)分析結(jié)果的組

26、成百分含量表示四種基準(zhǔn)工業(yè)分析結(jié)果的組成百分含量表示如下：如下： 收到基收到基 (1-25) 空氣干燥基空氣干燥基 (1-26) 干燥基干燥基 (1-27) 干燥無灰基干燥無灰基 (1-28) 煤的元素分析是指組成煤中有機(jī)質(zhì)的碳、氫、煤的元素分析是指組成煤中有機(jī)質(zhì)的碳、氫、氧、氮、硫五種元素的含量。氧、氮、硫五種元素的含量。 煤中可燃成分用元素分析表示時：煤中可燃成分用元素分析表示時： (1-29)100ararararMAVFC100adadadadMAVFC100dddAVFC100dafdafVFC100adadadadadadadMACHONS 由式由式(1-26)和式和式(1-29)

27、兩式相減可得到煤的工兩式相減可得到煤的工業(yè)分析與元素分析的關(guān)系式為：業(yè)分析與元素分析的關(guān)系式為： (1-30) 式式(1-30)表明：表明：工業(yè)分析的可燃成分恰好等于工業(yè)分析的可燃成分恰好等于元素分析碳、氫、氧、氮、硫五個元素含量的總元素分析碳、氫、氧、氮、硫五個元素含量的總和。和?；鶞?zhǔn)的換算基準(zhǔn)的換算 由于煤質(zhì)分析所用的樣品為空氣干燥后的煤由于煤質(zhì)分析所用的樣品為空氣干燥后的煤樣，所以實(shí)驗(yàn)室的分析結(jié)果均以空氣干燥基來表樣，所以實(shí)驗(yàn)室的分析結(jié)果均以空氣干燥基來表示，然而在不同方面應(yīng)用時，常需要換算到另一示，然而在不同方面應(yīng)用時，常需要換算到另一種基準(zhǔn)。種基準(zhǔn)。 不同基準(zhǔn)的成分換算系數(shù)如表不同基

28、準(zhǔn)的成分換算系數(shù)如表1-7所示。所示。adadadadadadadVFCCHONS表表1-7 1-7 不同基煤的換算系數(shù)不同基煤的換算系數(shù)煤的工業(yè)分析煤的工業(yè)分析 (1)(1)煤中水分的測定煤中水分的測定 動力煤水分的常規(guī)分析有動力煤水分的常規(guī)分析有收到基煤樣的全水收到基煤樣的全水分分和和空氣干燥基的內(nèi)在水分空氣干燥基的內(nèi)在水分兩項(xiàng)。兩項(xiàng)。 (2)(2)煤中灰分的測定煤中灰分的測定 煤中灰分指煤中所有可燃物完全燃燒，煤中煤中灰分指煤中所有可燃物完全燃燒，煤中礦物質(zhì)在一定溫度下，產(chǎn)生一系列分解、化合等礦物質(zhì)在一定溫度下，產(chǎn)生一系列分解、化合等復(fù)雜反應(yīng)后剩下的殘?jiān)?fù)雜反應(yīng)后剩下的殘?jiān)?煤的灰分

29、來自煤中的礦物質(zhì)，但它的組成和煤的灰分來自煤中的礦物質(zhì)，但它的組成和質(zhì)量與煤中礦物質(zhì)不完全相同，它是在一定試驗(yàn)質(zhì)量與煤中礦物質(zhì)不完全相同，它是在一定試驗(yàn)條件下的產(chǎn)物，所以稱為條件下的產(chǎn)物，所以稱為“灰分產(chǎn)率灰分產(chǎn)率”更為貼切。更為貼切。一般簡稱為灰分。一般簡稱為灰分。 煤的灰分測定是將煤樣在高溫爐中灼燒，這時煤的灰分測定是將煤樣在高溫爐中灼燒，這時煤中礦物質(zhì)發(fā)生了一系列變化，主要有以下幾種：煤中礦物質(zhì)發(fā)生了一系列變化，主要有以下幾種： 粘土、石膏等水合物失去結(jié)晶水：粘土、石膏等水合物失去結(jié)晶水： 氧化亞鐵和硫化鐵發(fā)生氧化反應(yīng)：氧化亞鐵和硫化鐵發(fā)生氧化反應(yīng)： 碳酸鹽受熱分解放出二氧化碳?xì)怏w：碳酸

30、鹽受熱分解放出二氧化碳?xì)怏w： 氯化物和堿金屬氧化物的揮發(fā)作用。氯化物和堿金屬氧化物的揮發(fā)作用。223222324242222222SiO Al OH OSiOAl OH OCaSOH OCaSOH O 223222324241128FeOOFe OFeSOFe OSO 32CaCOCaOCO 32FeCOFeOCO 測定灰分有兩種方法：測定灰分有兩種方法：緩慢灰化法緩慢灰化法和和快速灰快速灰化法化法。 以上兩種方法對于灰分以上兩種方法對于灰分15%的煤，可不進(jìn)的煤，可不進(jìn)行檢查性灼燒?；曳钟嬎愎饺缦拢盒袡z查性灼燒?；曳钟嬎愎饺缦拢?式中式中 Aad空氣干燥基煤樣的灰分含量，空氣干燥基煤樣的

31、灰分含量，%； G1煤樣灼燒后殘?jiān)馁|(zhì)量，煤樣灼燒后殘?jiān)馁|(zhì)量，g； G煤樣質(zhì)量，煤樣質(zhì)量，g。 (3)(3)煤中揮發(fā)分的測定煤中揮發(fā)分的測定 煤的揮發(fā)分是指煤樣在煤的揮發(fā)分是指煤樣在90010隔絕空氣的隔絕空氣的條件下，加熱條件下，加熱7min，煤中有機(jī)物熱解出來的，煤中有機(jī)物熱解出來的液體液體( (呈蒸汽狀態(tài)呈蒸汽狀態(tài)) )和氣體產(chǎn)物和氣體產(chǎn)物。1100%adGAG 揮發(fā)分不是煤中的固有物質(zhì)，而是在特定溫度揮發(fā)分不是煤中的固有物質(zhì)，而是在特定溫度下的熱分解產(chǎn)物，所以稱下的熱分解產(chǎn)物，所以稱“揮發(fā)分產(chǎn)率揮發(fā)分產(chǎn)率”更為確切，更為確切，但仍習(xí)慣稱揮發(fā)分。但仍習(xí)慣稱揮發(fā)分。 按下式計算空氣干燥基

32、揮發(fā)分按下式計算空氣干燥基揮發(fā)分Vad： 式中式中G1空氣干燥基煤樣加熱后的減量，空氣干燥基煤樣加熱后的減量，g； G空氣干燥基煤樣質(zhì)量，空氣干燥基煤樣質(zhì)量，g； Mad空氣干燥基煤樣水分，空氣干燥基煤樣水分，%。 (4)(4)煤中固定碳的計算煤中固定碳的計算 測定揮發(fā)分后的殘留物稱為測定揮發(fā)分后的殘留物稱為焦渣焦渣，從焦渣中減，從焦渣中減去灰分的含量即為固定碳的含量，計算公式為：去灰分的含量即為固定碳的含量，計算公式為：1100adadGVMG100()adadadadFCMAVu煤發(fā)熱量的測定煤發(fā)熱量的測定測定發(fā)熱量的基本原理測定發(fā)熱量的基本原理 目前，國內(nèi)外均采用目前，國內(nèi)外均采用氧氮式

33、量熱計氧氮式量熱計來測定發(fā)來測定發(fā)熱量。熱量。 發(fā)熱量測定的過程簡述如下：將一定量的試發(fā)熱量測定的過程簡述如下：將一定量的試樣樣( (約約1 1g) )置于氧彈內(nèi)的燃燒皿中，為保證完全燃置于氧彈內(nèi)的燃燒皿中，為保證完全燃燒，在氧彈內(nèi)充入燒，在氧彈內(nèi)充入2.62.63.03.0MPa的氧氣，將氧彈的氧氣，將氧彈浸入盛有一定量純水的內(nèi)筒中，浸入盛有一定量純水的內(nèi)筒中，(見圖見圖1-8)。內(nèi)筒。內(nèi)筒放在一個保持一定溫度的外筒內(nèi)，用電流熔斷金放在一個保持一定溫度的外筒內(nèi)，用電流熔斷金屬點(diǎn)火線將試樣點(diǎn)燃，所放出的熱量被內(nèi)筒的水屬點(diǎn)火線將試樣點(diǎn)燃，所放出的熱量被內(nèi)筒的水和量熱體系中各部件吸收，根據(jù)溫升值，

34、即可求和量熱體系中各部件吸收，根據(jù)溫升值，即可求得發(fā)熱量：得發(fā)熱量：圖圖1-81-8 氧彈式量熱計示意圖氧彈式量熱計示意圖 式中式中Q煤的發(fā)熱量煤的發(fā)熱量kJ/g； G試樣的質(zhì)量，試樣的質(zhì)量，g； E量熱計的熱容量量熱計的熱容量(俗稱水當(dāng)量俗稱水當(dāng)量)，即為整，即為整 個量熱體系升高個量熱體系升高1所需的熱量，所需的熱量，J/； t0吸熱介質(zhì)在試樣燃燒時的起始溫度，吸熱介質(zhì)在試樣燃燒時的起始溫度，； tn吸熱介質(zhì)吸收試樣的燃燒熱而升高后的吸熱介質(zhì)吸收試樣的燃燒熱而升高后的最終溫度，最終溫度，。 從上式可知，只要先測出從上式可知，只要先測出E值，即可計算出煤值，即可計算出煤的發(fā)熱量。的發(fā)熱量。0

35、()nE ttQG發(fā)熱量的三種表示法發(fā)熱量的三種表示法 (1)(1)彈筒發(fā)熱量彈筒發(fā)熱量( (Qb) )： 彈筒發(fā)熱量是實(shí)驗(yàn)室內(nèi)用彈筒發(fā)熱量是實(shí)驗(yàn)室內(nèi)用“氧彈式量熱計氧彈式量熱計”測定的實(shí)測值。測定的實(shí)測值。 將約將約1g1g煤樣置于氧彈中，在有充足氧的條件煤樣置于氧彈中，在有充足氧的條件下燃燒，然后使燃燒產(chǎn)物冷卻到煤樣的原始溫度，下燃燒，然后使燃燒產(chǎn)物冷卻到煤樣的原始溫度，在此條件下單位質(zhì)量的煤所放出的熱量，即為彈在此條件下單位質(zhì)量的煤所放出的熱量，即為彈筒發(fā)熱量。筒發(fā)熱量。 (2)(2)高位發(fā)熱量高位發(fā)熱量( (Qgr) )： 煤在燃燒爐的常壓空氣流中燃燒時，煤中硫煤在燃燒爐的常壓空氣流中燃燒時，煤中硫生成二氧化碳，氮變?yōu)橛坞x氮，若使燃燒產(chǎn)物冷生成二氧化碳，氮變?yōu)橛坞x氮，若使燃燒產(chǎn)物冷卻到煤的原始溫度卻到煤的原始溫度2025