煤種、煤質(zhì)及配煤1

煤種、煤質(zhì)及配煤能源潔凈利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室浙江大學(xué)熱能(rènéng)工程研究所趙/p>

zhaohong@2011年5月共七十一頁(yè)提綱(tígāng)第一部分煤的基本特性及對(duì)燃燒（電廠）影響一、火力發(fā)電廠的基本情況二、煤的形成(xíngchéng)及地質(zhì)特性三、煤的分類(lèi)四、煤的分析指標(biāo)（水分、灰分、揮發(fā)分、硫分、灰熔融溫度）對(duì)電廠機(jī)組運(yùn)行的影響第二部分配煤的若干問(wèn)題研究共七十一頁(yè)一、火力發(fā)電廠的基本(jīběn)情況1、電廠的能量轉(zhuǎn)換過(guò)程化學(xué)能（礦物燃料：煤、油等）→燃燒→爐內(nèi)熱能（高溫?zé)煔猓鷤鳠帷亙?nèi)熱能（高溫高壓蒸汽）→汽輪機(jī)→機(jī)械能→發(fā)電機(jī)→電能化學(xué)能、機(jī)械能、電能：高品位能熱能：低品位能影響發(fā)電廠效率的主要因素：熱能→機(jī)械能；從設(shè)備角度：汽輪機(jī)，從循環(huán)角度：參數(shù)(cānshù)(鍋爐)共七十一頁(yè)2、參數(shù)對(duì)效率影響及電廠機(jī)組(jīzǔ)的參數(shù)煤的理論燃燒溫度（神混煤）項(xiàng)目符號(hào)單位數(shù)值碳Car%62.69氫Har%3.74氧Oar%9.44氮Nar%0.74硫Sar%0.39全水份Mt%15.4灰份Aar%7.6揮發(fā)份Vdaf%35.28低位發(fā)熱量Qnet.arkj/kg23545氧濃度%理論燃燒溫度℃2120176038081004475共七十一頁(yè)電廠參數(shù)(cānshù)超高壓爐p=11.8~14.7MPa125MW機(jī)組、200MW機(jī)組，400-420t/h，670t/t鍋爐（13.7/540/540）（345-370）亞臨界壓力鍋爐p=15.7～19.6MPa300MW、600MW機(jī)組，1000-2000t/h鍋爐（17.35/541/541）（320-330）超臨界壓力鍋爐p≥22.1MPa大于600MW機(jī)組，2000t/h以上鍋爐（25.4/571/569）（300）超超臨界機(jī)組大于600MW機(jī)組，2000t/h以上鍋爐（26.25/605/603）（280）即使是超超臨界機(jī)組，機(jī)組效率也就在45%。共七十一頁(yè)3、煤在火電廠機(jī)組牽涉的設(shè)備和應(yīng)用煤場(chǎng)和輸煤系統(tǒng)碎煤機(jī)煤的粒度(lìdù)和雜質(zhì)煤的流動(dòng)性共七十一頁(yè)磨煤機(jī)水分干燥出力的影響(yǐngxiǎng)可磨性系數(shù)的影響(yǐngxiǎng)可磨性系數(shù)磨粉出力的影響煤矸石石子煤的影響揮發(fā)分磨煤機(jī)出口溫度的控制煤粉細(xì)度的控制制粉系統(tǒng)的選擇發(fā)熱量總體出力的影響共七十一頁(yè)燃燒系統(tǒng)燃燒器形式(xíngshì)及布置爐膛及各種熱負(fù)荷揮發(fā)分、發(fā)熱量爐膛形式（形狀）Nox排放N含量及揮發(fā)分共七十一頁(yè)脫硫裝置(zhuāngzhì)硫含量灰成分除灰灰分大小灰成分共七十一頁(yè)水分(shuǐfèn)對(duì)原煤流動(dòng)性的影響

水分(shuǐfèn)含量4.83％水分含量6.84％

水分含量8.19％水分含量13.03％共七十一頁(yè)二、煤的形成及地質(zhì)特性煤是由多種有機(jī)物質(zhì)和無(wú)機(jī)物質(zhì)混合組成(zǔchénɡ)的十分復(fù)雜的固體碳?xì)淙剂?。植物遺體泥炭(nítàn)或腐泥腐泥煤

褐煤煙煤無(wú)煙煤成煤第一階段成煤第二階段共七十一頁(yè)煤的成分(chéngfèn)組成煤種Cdaf,%Odaf,%Mad,%Vdaf,%真密度泥炭56-6626-34>40701.0褐煤67-7317-2510~3044-581.1長(zhǎng)焰煤80.4612.741337~491.25氣煤81.611.01330~37肥煤87.355.732~2.425~37焦煤89.774~50.2~0.920~28瘦煤90.343~51.514~20貧煤91.013~40.9~1.210~18~1.35無(wú)煙煤93.532.0151.5~10.01.4~1.8共七十一頁(yè)造成煤種（煤質(zhì)）不同的主要原因?qū)е旅喊l(fā)生變質(zhì)的因素，主要是溫度和壓力。溫度和壓力的來(lái)源1、高溫的巖漿直接侵入或接近煤層；2、當(dāng)?shù)貧ぐl(fā)生運(yùn)動(dòng)時(shí)，在巨大的側(cè)壓力作用下煤系地層發(fā)生強(qiáng)烈的褶皺和斷裂，也可以產(chǎn)生強(qiáng)大的壓力和高溫；3、更為普遍(pǔbiàn)的是地殼深處的放射性物質(zhì)所放出的熱量以及煤層之上所覆蓋的巖層的靜壓力。共七十一頁(yè)成煤的地質(zhì)年代在整個(gè)地質(zhì)年代中，全球范圍內(nèi)有三個(gè)大的成煤期：

(1)古生代的石炭紀(jì)和二迭紀(jì)，成煤植物(zhíwù)主要是孢子植物。主要煤種為煙煤和無(wú)煙煤。

(2)中生代的侏羅紀(jì)和白堊紀(jì)，成煤植物主要是裸子植物。主要煤種為褐煤和煙煤。

(3)新生代的第三紀(jì)，成煤植物主要是被子植物。主要煤種為褐煤，其次為泥炭，也有部分年輕煙煤。

共七十一頁(yè)代紀(jì)距今時(shí)間（百萬(wàn)年）動(dòng)物界植物界煤種太古代4500無(wú)動(dòng)物時(shí)代晚期有菌類(lèi)存在無(wú)元古代震旦紀(jì)及以前2400末期無(wú)脊椎動(dòng)物出現(xiàn)藍(lán)藻和細(xì)菌開(kāi)始繁盛菌藻類(lèi)低等植物形成的石煤古生代寒武紀(jì)570無(wú)脊椎動(dòng)物菌藻植物奧陶紀(jì)500志留紀(jì)440魚(yú)類(lèi)泥盆紀(jì)400兩棲動(dòng)物裸子植物少量無(wú)煙煤石炭紀(jì)350蕨類(lèi)植物少量無(wú)煙煤二疊紀(jì)285煙煤、無(wú)煙煤中生代三疊紀(jì)230爬行動(dòng)物裸子植物侏羅紀(jì)195褐煤、煙煤、無(wú)煙煤白堊紀(jì)137新時(shí)代第三紀(jì)67哺乳動(dòng)物被子植物泥炭、長(zhǎng)焰煤、氣煤第四紀(jì)2.5泥炭共七十一頁(yè)三、煤的分類(lèi)(fēnlèi)分類(lèi)原因(yuányīn)1、不同特性2、不同用途共七十一頁(yè)1、煤的分類(lèi)(fēnlèi)概述1、煤分類(lèi)的目的：更好地使用煤炭2、地勘部門(mén)對(duì)資源的評(píng)價(jià)與儲(chǔ)量計(jì)算；采煤部門(mén)確定開(kāi)采及洗選加工方案；供銷(xiāo)部門(mén)制定供煤體系與煤價(jià)；用煤部門(mén)如焦化、動(dòng)力等工業(yè)用它指導(dǎo)(zhǐdǎo)配煤和采用潔凈煤技術(shù)工程措施。具體使用有：勘探、采掘、安全生產(chǎn)、煤氣化、煤液化、煉焦等等問(wèn)題：針對(duì)以上，大家可以自己查閱有關(guān)資料。共七十一頁(yè)1、煤的分類(lèi)(fēnlèi)概述煤分類(lèi)的基本(jīběn)原則人們對(duì)各種自然界物質(zhì)進(jìn)行分類(lèi)時(shí)，概括起來(lái)，需要遵循兩個(gè)共同原則第一是根據(jù)物質(zhì)各種特性的異同，劃分出自然類(lèi)別(分類(lèi)學(xué))；第二步是對(duì)劃分出的類(lèi)別加以命名表述。這是分類(lèi)系統(tǒng)學(xué)的通常程序。對(duì)煤炭進(jìn)行分類(lèi)時(shí)，根據(jù)分類(lèi)目的的不同，有實(shí)用分類(lèi)（技術(shù)分類(lèi)和商業(yè)編碼）和科學(xué)／成因分類(lèi)（既使是純科學(xué)分類(lèi)，通常也有實(shí)際用途）兩大類(lèi)。這兩大類(lèi)構(gòu)成了煤炭分類(lèi)的完整體系。共七十一頁(yè)1、煤的分類(lèi)(fēnlèi)概述

煤分類(lèi)的方法1、根據(jù)煤的工藝性能和應(yīng)用范圍來(lái)進(jìn)行分類(lèi)，叫做煤的工業(yè)分類(lèi)或技術(shù)分類(lèi)；2、按煤的元素組成等基本性質(zhì)所進(jìn)行的分類(lèi)，叫做煤的科學(xué)分類(lèi)；3、按生成煤的原始(yuánshǐ)植物的不同而進(jìn)行的分類(lèi)，叫做煤的成因分類(lèi)；4、按成煤年代的不同進(jìn)行分類(lèi)的，如石炭紀(jì)煤、二迭紀(jì)煤、侏羅紀(jì)煤、白堊紀(jì)煤和第三紀(jì)煤等?！?/p>

共七十一頁(yè)1、煤的分類(lèi)(fēnlèi)概述技術(shù)分類(lèi)/商業(yè)編碼科學(xué)/成因分類(lèi)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)分類(lèi)：GB5751-86中國(guó)煤炭分類(lèi)商業(yè)編碼：GB/T16772-1997中國(guó)煤炭編碼系統(tǒng)GB/T17607-1998中國(guó)煤層煤分類(lèi)應(yīng)用范圍1、加工煤（篩分煤、洗選煤、各粒級(jí)煤）；2、非單一煤層煤或配煤；3、商品煤；4、指導(dǎo)煤炭利用。1、煤視為有機(jī)沉積巖；（顯微組分和礦物質(zhì)）2、煤層煤3、國(guó)際、國(guó)內(nèi)煤炭資源統(tǒng)一計(jì)算基礎(chǔ)目的1、技術(shù)分類(lèi)：以利用為目的（燃燒、轉(zhuǎn)化）；2、商業(yè)編碼：國(guó)內(nèi)貿(mào)易與進(jìn)出口貿(mào)易；3、煤利用過(guò)程較詳細(xì)的性質(zhì)與行為特征；4、對(duì)商品煤給出質(zhì)量評(píng)價(jià)或類(lèi)別。1、科學(xué)/成因?yàn)槟康模?、計(jì)算資源量與儲(chǔ)量的統(tǒng)一基礎(chǔ)；3、統(tǒng)一不同國(guó)家資源量、儲(chǔ)量的統(tǒng)計(jì)與可靠計(jì)算；4、對(duì)煤層煤質(zhì)量評(píng)價(jià)。方法1、人為制定分類(lèi)編碼系統(tǒng)；2、數(shù)碼與商業(yè)類(lèi)別（牌號(hào)）；3、有限的參數(shù)；4、基于煤的化學(xué)性質(zhì)或部分煤巖特征1、自然系統(tǒng)；2、定性描述類(lèi)別；3、有類(lèi)別界限；4、分類(lèi)參數(shù)主要基于煤巖特征。共七十一頁(yè)2、煤的成因(chéngyīn)分類(lèi)一、腐植煤由高等植物在漫長(zhǎng)的成煤過(guò)程中，經(jīng)過(guò)復(fù)雜的生化作用和地質(zhì)變化作用而逐漸形成的煤，稱為腐植煤。它又分為兩類(lèi)：陸植煤和殘植煤。

1．陸植煤由高等植物中的纖維素、半纖維素、木質(zhì)素和果膠等成分分解后所形成的煤，叫陸植煤。這種煤是世界上最主要、分布最廣、儲(chǔ)量(chǔliànɡ)最大的煤種。陸植煤根據(jù)煤化度的不同，又可分為泥炭、褐煤、煙煤和無(wú)煙煤四類(lèi)。泥炭和褐煤的煤化度低，稱為低階煤或年輕煤；煙煤煤化度中等，稱為中階煤或中年煤；無(wú)煙煤因煤化度高，則稱為高階煤或年老煤。共七十一頁(yè)2、煤的成因(chéngyīn)分類(lèi)2．殘植煤殘植煤是由高等植物中的穩(wěn)定組分，如樹(shù)脂、樹(shù)蠟、袍子、花粉、角質(zhì)層和木栓組織等富集而形成的。這種煤常呈薄層或透鏡體夾在腐植煤中，但也有構(gòu)成具有工業(yè)價(jià)值的煤層。工藝性能的特點(diǎn)是揮發(fā)分產(chǎn)率、氫含量、焦油產(chǎn)率和發(fā)熱量等都比較高。根據(jù)殘植煤主要組成(zǔchénɡ)的不同，可以分為角質(zhì)殘植煤、樹(shù)皮殘植煤、袍子殘植煤和樹(shù)脂殘植煤等四種類(lèi)型。共七十一頁(yè)2、煤的成因(chéngyīn)分類(lèi)二、腐泥煤腐泥煤主要是由湖泊、瀉湖中的藻類(lèi)等低等植物和浮游生物經(jīng)過(guò)腐解而形成的。腐泥煤大多呈透鏡狀或薄層夾在腐植煤中，有時(shí)也能形成可以開(kāi)采的單獨(dú)煤層。如我國(guó)山東西部的某些石炭世煤系就有達(dá)到可開(kāi)采的厚度(hòudù)，山西渾源有典型的腐泥煤生成。腐泥煤一般分為藻煤和膠泥煤兩種。共七十一頁(yè)2、煤的成因(chéngyīn)分類(lèi)

三、腐植腐泥煤腐植腐泥煤是一種含有高等植物腐植質(zhì)成分較多而又含有腐泥成分的煤，稱為腐植腐泥煤。通常(tōngcháng)又分為燭煤和煤精兩種。共七十一頁(yè)2、煤的成因(chéngyīn)分類(lèi)

四、腐泥腐植煤腐泥腐植煤在世界上分布很少。目前，工業(yè)應(yīng)用價(jià)值不高。它是一種由藻類(lèi)等低等植物為主，又有部分高等植物(gāoděngzhíwù)混合所組成的煤。共七十一頁(yè)3、煤化程度(chéngdù)和工藝性能分類(lèi)中國(guó)煤炭分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)（GB5751-86）按煤的煤化程度及工藝性能進(jìn)行分類(lèi)，大類(lèi)可以(kěyǐ)分為三類(lèi)，即無(wú)煙煤、煙煤和褐煤，然后再根據(jù)具體的參數(shù)把這三大類(lèi)煤炭細(xì)分為各種牌號(hào)的煤。無(wú)煙煤：采用干燥無(wú)灰基揮發(fā)分和干燥無(wú)灰基氫含量作為指標(biāo)，區(qū)分無(wú)煙煤的小類(lèi)，無(wú)煙煤的干燥無(wú)灰基揮發(fā)分一般小于10%；煙煤：煙煤煤化程度的參數(shù)采用干燥無(wú)灰基揮發(fā)分作為指標(biāo)之一，另一個(gè)是表征煙煤粘結(jié)性的參數(shù)?？梢苑譃樨毭?、貧瘦煤、瘦煤、焦煤、肥煤、1/3焦煤、氣肥煤、1/2中粘煤、弱粘煤、不粘煤、長(zhǎng)焰煤；褐煤：采用透光率作為指標(biāo)，用以區(qū)分褐煤和煙煤，并用恒濕無(wú)灰基高位發(fā)熱量為輔來(lái)區(qū)分煙煤和褐煤。共七十一頁(yè)3、煤化程度(chéngdù)分類(lèi)上述分類(lèi)方法是基于(jīyú)煤炭在冶金、煉焦、發(fā)電等各行業(yè)的應(yīng)用，對(duì)電廠燃燒來(lái)講，分類(lèi)的范圍過(guò)大且實(shí)際的意義不明確，因此在發(fā)電行業(yè)，有針對(duì)性地對(duì)發(fā)電用煤，或稱動(dòng)力煤重新進(jìn)行分類(lèi)，具體見(jiàn)表。Vdaf(%)Qnet,p,ar(MJ/kg)無(wú)煙煤≤10>20.9貧煤10~20>18.4低揮發(fā)分煙煤20~30>16.3高揮發(fā)分煙煤30~40>15.5褐煤40~50>11.7共七十一頁(yè)3、工藝性能分類(lèi)(fēnlèi)1、褐煤顏色大多呈褐色，因此稱為褐煤，也有呈褐黑或黑色者，但其條痕色始終是褐色的。光澤暗淡。有時(shí)還清楚地見(jiàn)到木質(zhì)結(jié)構(gòu)。比重最輕，約在0.9—1.25之間。由于含水分多，在空氣中極易風(fēng)化，碎裂成小塊。碳含量低，因此發(fā)熱量也較低；無(wú)粘結(jié)性。含有較高腐植酸。一般多作為化工、氣化、發(fā)電或民用煤。我國(guó)褐煤產(chǎn)區(qū)及和煤質(zhì)國(guó)際差別？2、長(zhǎng)焰煤是煙煤中變質(zhì)程度最低的煤種。常呈褐黑色，瀝青光澤。燃燒時(shí)發(fā)出較長(zhǎng)的火苗(huǒmiáo)，因而得名。粘結(jié)性差，在低溫干餾時(shí)能析出較多的焦油，所以除作動(dòng)力用煤外，還常作氣化及低溫干餾用。共七十一頁(yè)3、工藝性能分類(lèi)(fēnlèi)3、氣煤屬于低變質(zhì)煙煤。顏色黑，弱玻璃光澤。加熱時(shí)能產(chǎn)生大量的氣體和較多的焦油。所以是制造城市用煤氣(méiqì)和工業(yè)用煤氣(méiqì)的良好原料，因此稱為氣煤。粘結(jié)性強(qiáng)，是良好的煉焦配煤。也可作低溫干餾或動(dòng)力用煤。4、肥煤屬于中變質(zhì)煙煤。色黑，玻璃光澤。粘結(jié)性最強(qiáng)，加熱時(shí)能產(chǎn)生比焦煤更多的膠質(zhì)體，所以稱為肥煤。常是煉焦配煤中的主要成分。共七十一頁(yè)3、工藝性能分類(lèi)(fēnlèi)5、焦煤也是中變質(zhì)煙煤。色黑、玻璃光澤，由于以往單一煤種煉焦時(shí)用這種煤能煉出強(qiáng)度大、塊度大的優(yōu)質(zhì)焦炭，是最好的煉焦用煤，所以稱為焦煤。6、瘦煤屬于高變質(zhì)煙煤。色黑，強(qiáng)玻璃光澤。粘結(jié)性較弱，與焦煤相比在加熱時(shí)僅能產(chǎn)生少量的膠質(zhì)體，所以稱為瘦煤。一般作為煉焦配煤。7、貧煤在煙煤中是變質(zhì)程度最高的一種(yīzhǒnɡ)。顏色灰黑，極強(qiáng)的玻璃光澤。已無(wú)粘結(jié)性，加熱時(shí)不產(chǎn)生膠質(zhì)體，所以稱為貧煤。燃燒時(shí)火焰很短，多作為動(dòng)力用或民用。共七十一頁(yè)3、工藝性能分類(lèi)(fēnlèi)8、弱粘煤一般認(rèn)為這種煤應(yīng)屬于低變質(zhì)或中變質(zhì)煙煤，可能由于在成煤初期受沉積環(huán)境的影響，使得這種煤的有機(jī)質(zhì)在加熱時(shí)僅能產(chǎn)生少量膠質(zhì)體，粘結(jié)性很弱，所以稱為弱粘煤。一般常是良好的氣化原料及電廠、機(jī)車(chē)的燃料，也可部分摻入煉焦(liànjiāo)配煤使用。9、不粘煤一般認(rèn)為這種煤也應(yīng)屬于低變質(zhì)或中變質(zhì)煙煤，但由于在成煤初期植物遺體在沼澤中曾受到相當(dāng)程度的氧化，因而在成煤之后喪失粘結(jié)性。由于無(wú)粘結(jié)性，所以成為不粘煤。一般作氣化、動(dòng)力或民用煤。10、無(wú)煙煤這是變質(zhì)程度最高的煤種。顏色呈帶銀白色或古銅色彩的灰黑色、似金屬光澤。因其燃燒時(shí)無(wú)煙而得名。它的硬度和比重在煤中是最大的?；鹆δ途茫橇己玫拿裼萌剂?，除常作化工用煤外，某些低硫、低灰的無(wú)煙煤可以用來(lái)制作電極。共七十一頁(yè)類(lèi)別數(shù)碼Vdaf(%)GY(mm)b(%)Hr(%)無(wú)煙煤一號(hào)二號(hào)三號(hào)010203<=3.5>3.5—6.5>6.5—10<=2.0>2.2—3.0>3.0貧煤11>10.0—20.0<=5貧瘦煤12>10.0—20.0>5—20瘦煤1314>10.0—20.0>10.0—20.0>20—50>20—65焦煤152425>10.0—20.0>20.0—28.0>20.0—28.0>65>50—65

>65<=25<=25(<=150)(<=150)1/3焦煤35>28.0—37.0>65<=25(<=220)肥煤162636

>10.0—20.0>20.0—28.0>28.0—37.0（>85）（>85）（>85）>25>25>25(>150)(>150)(>220)氣肥煤46>37.0(>85)>25(>220)氣煤34434445>28.0—37.0>37.0>37.0>37.0>50—65>35—50>50—65>65<=251/2中粘煤2333>20.0—28.0>28.0—37.0>30-50>30-50弱粘煤2232>20.0—28.0>28.0—37.0>5-30>5-30不粘煤2131>20.0—28.0>28.0—37.0<=5<=5長(zhǎng)焰煤4142>37.0>37.0<=5>5—35共七十一頁(yè)5、國(guó)際(guójì)、國(guó)內(nèi)煤分類(lèi)定義。國(guó)際(guójì)：對(duì)什么是煤進(jìn)行了限定。認(rèn)為干基灰分Ad<50%，全水分<75%以及鏡質(zhì)組平均最大反射率R<8.0%的可以界定為煤。我國(guó)：無(wú)。大類(lèi)。國(guó)際：ISO11760根據(jù)煤的變質(zhì)程度(鏡質(zhì)組反射率)將煤分為3個(gè)大類(lèi):(1)低階(褐煤和次煙煤):煤層水分小于75%,且R<0.5%。(2)中階(煙煤):0.5<R<2.0%(3)高階(無(wú)煙煤):2.0%R<6.0%。國(guó)內(nèi)GB5751-86則采用煤化程度參數(shù)來(lái)區(qū)分無(wú)煙煤(Vdaf<10%)、煙煤(10<Vdaf<37%)和褐煤(Vdaf>37%，加透光率指標(biāo)。共七十一頁(yè)5、國(guó)際、國(guó)內(nèi)煤分類(lèi)(fēnlèi)區(qū)別國(guó)際：褐煤、次煙煤，軟煤；煙煤、無(wú)煙煤，硬煤。國(guó)內(nèi)，無(wú)。國(guó)際煤炭(méitàn)分類(lèi)的特點(diǎn)是簡(jiǎn)單、科學(xué)、可操作性；國(guó)內(nèi)煤炭的分類(lèi)特點(diǎn)是復(fù)雜和實(shí)用。分類(lèi)的不同給資源的評(píng)價(jià)帶來(lái)很大麻煩。共七十一頁(yè)三、煤的分析(fēnxī)指標(biāo)分析(fēnxī)1、煤的指標(biāo)煤的工業(yè)分析是最重要的煤質(zhì)指標(biāo)，由水分、灰分、揮發(fā)分、固定碳等組成；這里我們?cè)偌由习l(fā)熱量、灰熔融溫度煤的元素分析由碳、氫、氧、氮、硫組成；煤的灰成分一般以氧化物的形式出現(xiàn)，由二氧化硅、氧化鋁、氧化鐵、氧化鈣、氧化鎂、氧化鈉、氧化鉀等組成；煤灰實(shí)際組成這是一個(gè)非常復(fù)雜的問(wèn)題，目前全世界還不能精確測(cè)量，一般而言有Fe2O3、Fe3O4、SiO2、鈣長(zhǎng)石、莫來(lái)石、玻璃體等組成；煤中有害微量（痕量(hénliànɡ)）元素煤中常見(jiàn)的有害元素主要有：磷、氟、氯、汞、砷、鈹、鎘、硒、鉛、錳、鉻、鈾、鎳等?？偟目矗鼈?cè)诿褐械馁x存量極微，但對(duì)生產(chǎn)、生態(tài)、環(huán)保等方面危害卻較大。共七十一頁(yè)2、指標(biāo)(zhǐbiāo)的基準(zhǔn)及應(yīng)用燃料所處的狀態(tài)或者按需要而規(guī)定的成分組合稱為基準(zhǔn)。為了使燃料分析結(jié)果具有可比性、進(jìn)行燃料分類(lèi)以及鍋爐設(shè)計(jì)的需要，必須(bìxū)將燃料按一定基準(zhǔn)來(lái)表示。作為動(dòng)力用煤，最常用的為收到基（asreceivedbasis）、空氣干燥基(airdriedbasis)、干燥基(drybasis)、干燥無(wú)灰基（dryash-freebasis）四種基準(zhǔn)。收到基：以收到狀態(tài)的煤為基準(zhǔn)，過(guò)去也稱應(yīng)用基；空氣干燥基：也稱分析基，是指以與空氣濕度達(dá)到平衡狀態(tài)的煤為基準(zhǔn)。這也是實(shí)驗(yàn)室內(nèi)測(cè)定煤質(zhì)特性指標(biāo)時(shí)試樣所處的狀態(tài)；干燥基：以假想無(wú)水狀態(tài)的煤為基準(zhǔn)；干燥無(wú)灰基：以假想無(wú)水、無(wú)灰狀態(tài)的煤為基準(zhǔn)；過(guò)去也稱可燃基。共七十一頁(yè)指標(biāo)(zhǐbiāo)的基準(zhǔn)及應(yīng)用作為燃料工作者，要知道為什么有不同的基準(zhǔn)，不同的基準(zhǔn)如何使用以揮發(fā)分為例VdafVadVar它們分別表征(biǎozhēnɡ)了什么？我們用那個(gè)？共七十一頁(yè)

（一）、水分1、煤的水分水是煤炭的組成部分之一。不同(bùtónɡ)煤化度的煤，其水分變化較大。一般而言，煤化程度越高煤的水分越小，但也有例外，如無(wú)煙煤的水分往往比煙煤高。這是因?yàn)槊褐兴值亩嗌俨坏c煤化程度有關(guān)，而且還與煤的結(jié)構(gòu)有關(guān)。根據(jù)水分在煤中存在形態(tài)的不同，又可以分為以下三種類(lèi)型。3、煤的工業(yè)分析及對(duì)燃燒(ránshāo)的影響共七十一頁(yè)

(1)外在水分煤的外在水分是附著在煤的表面和被煤的表面直徑大于10-5cm的毛細(xì)管所吸附的水。是煤在開(kāi)采、運(yùn)輸、貯存和洗選過(guò)程(guòchéng)中所形成的。外在水分的多少與煤質(zhì)沒(méi)有直接關(guān)系，而與煤的粒度有關(guān)。外在水分以機(jī)械方式與煤相連結(jié)著，較易蒸發(fā)，直到煤表面的水蒸氣壓和空氣的相對(duì)濕度平衡時(shí)為止。失去的水分就是外在水分。共七十一頁(yè)(2)內(nèi)在水分煤的內(nèi)在水分是指吸附或凝聚在煤粒內(nèi)部(nèibù)直徑小于10-5cm的毛細(xì)管中的水分。以物理化學(xué)方式與煤相連結(jié)著、較難蒸發(fā)。煤的內(nèi)表面積愈大，小毛細(xì)管愈多，內(nèi)在水分就愈高。當(dāng)把煤樣加熱到105-110℃時(shí)，內(nèi)在水分才能失去。失去內(nèi)在水分的煤稱為干燥煤，用這種煤樣化驗(yàn)所得的結(jié)果，即為干燥基的化驗(yàn)結(jié)果。在環(huán)境的相對(duì)濕度為96％，溫度為30℃時(shí)，煤的內(nèi)部毛細(xì)管吸附的水分達(dá)到了飽和狀態(tài)，這時(shí)的內(nèi)在水分達(dá)到最大值，這就是煤的最高內(nèi)在水分。它能較好地區(qū)分煤化度較低的年輕煤。內(nèi)、外在水分之和即為煤中的全水分。共七十一頁(yè)(3)結(jié)晶水(化合水)煤中的結(jié)晶水指的是以化學(xué)方式與礦物質(zhì)相結(jié)合的水。即通常所說(shuō)的結(jié)晶水和結(jié)合水。如石膏(CaSO4·2H2O)中的結(jié)晶水，高嶺土[Al(Si4O10)(OH)8]中的結(jié)合水。結(jié)晶水通常在200℃以上時(shí)才能分解(fēnjiě)析出，但煤中的硫酸鈣二水化合物在163℃時(shí)就分解失水。而高嶺土中的結(jié)合水在高達(dá)560℃時(shí)，才能分解失水。在通常的工業(yè)分析中，一般不測(cè)定結(jié)晶水。共七十一頁(yè)2、水分與煤質(zhì)的關(guān)系(guānxì)3水分和燃燒的關(guān)系.doc共七十一頁(yè)（二）、灰分(huīfēn)1、灰分及灰分的形成煤的灰分不是煤本身原有的，而是指煤在燃燒過(guò)程中所有可燃物完全燃燒，煤中的礦物質(zhì)產(chǎn)生一系列分解、化合等復(fù)雜反應(yīng)后所剩下的殘?jiān)?。這些反應(yīng)包括(bāokuò)：硫化物的氧化、碳酸鹽的分解，頁(yè)巖和粘土類(lèi)礦物脫去結(jié)晶水等。所以，應(yīng)該稱為灰分產(chǎn)率更為確切。測(cè)定灰分必須在規(guī)定的條件下進(jìn)行，才能得到正確而穩(wěn)定的分析結(jié)果。共七十一頁(yè)1)原生礦物質(zhì)由成煤植物本身的金屬元素所形成，即成煤植物中的礦物質(zhì)，如植物葉綠素中的鎂、核酸(hésuān)中的磷、細(xì)胞原生質(zhì)中的鹽類(lèi)等。它們?cè)诿褐谐始?xì)分散狀態(tài)，與有機(jī)物結(jié)合緊密，一般不能用機(jī)械方法從煤中除掉。這類(lèi)物質(zhì)燃燒后形成母體灰分，但數(shù)量較小，一般只有1—2％左右。共七十一頁(yè)2)次生(cìshēng)礦物質(zhì)這類(lèi)礦物質(zhì)是在成煤過(guò)程中由外界混入的。由粘土、砂?；蛴伤锈}、鎂、鐵離子等生成的腐植酸鹽以及植物在腐敗中形成的硫化氫(H2S)和一些金屬離子，形成難溶或不溶的硫化物，外加一些硫酸鹽經(jīng)過(guò)還原也生成硫化物等。這些物質(zhì)同時(shí)混入煤中，成包裹體存在。如果它們?cè)诿褐蟹稚⒕鶆?，且顆粒較小，就很難與煤分離，如果它們顆粒較大，在煤中較為聚集，將煤破碎后利用密度差能夠把它們洗選掉。次生礦物質(zhì)隨著成煤環(huán)境的不同而變化較大。原生礦物質(zhì)和次生礦物質(zhì)又合稱為內(nèi)在礦物質(zhì)。由這些礦物質(zhì)所形成的灰分叫內(nèi)在灰分。共七十一頁(yè)3)外來(lái)礦物質(zhì)外來(lái)礦物質(zhì)是在采煤過(guò)程中混入(hùnrù)煤中的頂、底板和夾矸層中的矸石所形成的。其數(shù)量多少，根據(jù)開(kāi)采條件在很大的范圍內(nèi)波動(dòng)，外來(lái)礦物質(zhì)的密度越大、塊度越大，越易與煤分離，一般可用洗選方法將其除掉。外來(lái)礦物質(zhì)在煤燃燒時(shí)所形成的灰分叫外在灰分。共七十一頁(yè)2、煤灰與礦物質(zhì)之間的關(guān)系煤中礦物質(zhì)的多少，決定了煤灰的大小。混入煤中的礦物質(zhì)愈多，煤的灰分就愈大。一般來(lái)說(shuō)，煤的灰分產(chǎn)率低于煤中礦物質(zhì)的含量(hánliàng)。煤在空氣中燃燒，煤中的礦物質(zhì)進(jìn)行一系列分解，化合等變化，主要反應(yīng)有以下幾種：共七十一頁(yè)1）粘土(zhāntǔ)、石膏等類(lèi)礦物質(zhì)在煤燃燒過(guò)程中失去結(jié)晶水。共七十一頁(yè)2）碳酸鹽類(lèi)礦物質(zhì)如方解石、菱鎂礦等在燃燒(ránshāo)中受熱分解共七十一頁(yè)3）硫化物礦物質(zhì)在煤燃燒過(guò)程中進(jìn)行氧化(yǎnghuà)還原反應(yīng)共七十一頁(yè)4）低價(jià)鐵氧化物生成(shēnɡchénɡ)高價(jià)氧化物。如共七十一頁(yè)煤灰來(lái)源于煤中的礦物質(zhì)，這兩者之間存在(cúnzài)一定的數(shù)量關(guān)系。很多學(xué)者曾根據(jù)不同類(lèi)型的礦物質(zhì)，分別提出了用煤灰產(chǎn)率來(lái)計(jì)算煤中礦物質(zhì)含量的公式。B．C，克雷姆提出了下列計(jì)算煤中礦物質(zhì)含量的公式：式中(MM)ad——空干煤中礦物質(zhì)含量(hánliàng)，％；

Aad——空干煤中灰分產(chǎn)率，％；

Sp,ad——空干煤中硫化鐵硫含量，％；共七十一頁(yè)3、灰分對(duì)燃燒的影響灰分的增加對(duì)燃燒的影響主要表現(xiàn)為著火熱增加、氧擴(kuò)散減慢等。具體對(duì)鍋爐(guōlú)的影響為\灰分和燃燒關(guān)系.doc共七十一頁(yè)（三）、揮發(fā)(huīfā)分電力用煤的揮發(fā)分，是影響電廠制粉系統(tǒng)安全運(yùn)行及鍋爐穩(wěn)定(wěndìng)燃燒的首要指標(biāo)。揮發(fā)分是由可燃有機(jī)物和一部分不可燃燒的水分等組成，其可燃物質(zhì)成分大致上有CH4、C2H6、CO、H2O、H2、CO2以及焦油等。共七十一頁(yè)（三）、揮發(fā)(huīfā)分煙煤揮發(fā)分主要是烴類(lèi)氣體和焦油，褐煤揮發(fā)分的組分則是以二氧化碳?xì)怏w、一氧化碳?xì)怏w和水分為主。揮發(fā)分析出溫度低，其著火容易；揮發(fā)分在燃燒過(guò)程中放出熱量加熱焦碳；析出揮發(fā)分后的煤粉顆粒形成了很多的空隙(kòngxì)，有利于焦碳和空氣的接觸，相當(dāng)于增大了反應(yīng)面積，有利于煤粉的燃燒。共七十一頁(yè)（三）、揮發(fā)(huīfā)分不同煤種的揮發(fā)分產(chǎn)率及其組成(zǔchénɡ)不同。揮發(fā)分低者，其氧含量也小，而碳?xì)浠衔锼急戎递^大，故其發(fā)熱量及揮發(fā)分開(kāi)始逸出的溫度都較高；而揮發(fā)分高的煤，則出現(xiàn)相反的情況。無(wú)煙煤揮發(fā)分開(kāi)始逸出溫度約為400℃，揮發(fā)分發(fā)熱量約為69000J/g；而褐煤的揮發(fā)分開(kāi)始逸出溫度約為130～170℃，揮發(fā)分發(fā)熱量約為26000J/g。共七十一頁(yè)（三）、揮發(fā)(huīfā)分燃料開(kāi)始析出揮發(fā)物溫度℃燃料開(kāi)始析出揮發(fā)物溫度℃木柴約160煉焦煤約300泥煤100-110蒸汽用粘結(jié)煤約320褐煤130-170貧煤約390長(zhǎng)煙煤約170無(wú)煙煤380-400氣煤約210可燃頁(yè)巖約250蒸汽用肥煤約260開(kāi)始(kāishǐ)析出揮發(fā)物溫度共七十一頁(yè)三、揮發(fā)(huīfā)分

簡(jiǎn)單用揮發(fā)分判斷著火特性方法(fāngfǎ)如下：（1）干燥無(wú)灰基Vdaf參考標(biāo)準(zhǔn)是用煤國(guó)家分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，判別標(biāo)準(zhǔn)如下：Vdaf＜9%極難穩(wěn)定區(qū)Vdaf=9~19%難穩(wěn)定區(qū)Vdaf=19~27%中等穩(wěn)定區(qū)Vdaf=27~40%易穩(wěn)定區(qū)Vdaf＞40%褐煤區(qū)（2）空氣干燥基VadVad＜4.9%極難穩(wěn)定區(qū)Vad=4.9~14%難穩(wěn)定區(qū)Vad=14~19%中等穩(wěn)定區(qū)Vad=19~23%易穩(wěn)定區(qū)Vad＞23%褐煤區(qū)共七十一頁(yè)（三）、揮發(fā)(huīfā)分揮發(fā)分在實(shí)際中應(yīng)用1、是判別燃燒的最重要指標(biāo)(zhǐbiāo)，用空干基或收到基可能更好；2、是判別制粉系統(tǒng)運(yùn)行安全性的重要指標(biāo)，制粉系統(tǒng)的形式、煤粉細(xì)度、運(yùn)行參數(shù)、干燥介質(zhì)等；3、是煤自燃的重要指標(biāo)，煤場(chǎng)堆存時(shí)間、皮帶等。共七十一頁(yè)（四）硫煤中含硫量的多少，似與煤化度的深淺沒(méi)有明顯的關(guān)系，無(wú)論是變質(zhì)程度(chéngdù)高的煤或變質(zhì)程度(chéngdù)低的煤，都存在著有機(jī)硫或多或少的煤。煤中硫分的多少與成煤時(shí)的古地理環(huán)境有密切的關(guān)系。煤中各種形態(tài)硫的總和稱全硫。包括有機(jī)硫和無(wú)機(jī)硫，還有部分單質(zhì)硫。煤中硫按其燃燒特性，分成可燃硫和不可燃硫?？扇剂蛑饕獮辄S鐵礦硫、有機(jī)硫。它在鍋爐中燃燒主要生成SO2，并伴有少量SO3形成?？扇剂蛲ǔＵ济褐腥蚝扛哌_(dá)90%，它是造成對(duì)電力生產(chǎn)危害的主要有害物。煤中不可燃硫主要是硫酸鹽硫，它一般賦存于煤粉灰及爐渣中?；以辛蛩猁}含量將影響其綜合利用價(jià)值，其含量越高，其利用價(jià)值越低。共七十一頁(yè)（四）硫1．有機(jī)硫所謂有機(jī)硫，是指與煤的有機(jī)結(jié)構(gòu)相結(jié)合的硫。有機(jī)硫主要來(lái)自成煤植物中的蛋白質(zhì)和微生物的蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)中含硫量為0．3—2．4％，而植物總體的含硫量一般部小于0．5％。如現(xiàn)代蕨類(lèi)植物的硫含量為0．17％。裸子植物為0．23％，水生被子植物(bèizǐ-zhíwù)為0．37％。所以，全硫分在0．5％以下的大多數(shù)煤，一般都以有機(jī)硫?yàn)橹?。煤中有機(jī)硫的組成結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，主要由硫醚、硫化物、二硫化物、硫醇等組分或官能團(tuán)所構(gòu)成。有機(jī)硫與煤中有機(jī)質(zhì)共生，結(jié)為一體，分布均勻，不易清除。共七十一頁(yè)（四）硫2．無(wú)機(jī)硫煤中無(wú)機(jī)硫主要來(lái)自礦物質(zhì)中各種含硫化合物。一般又分為硫化物硫和硫酸鹽硫兩種。有時(shí)也有微量的單質(zhì)硫。(1)硫化物硫。硫化物硫主要以黃鐵礦為主，其次為白鐵礦、磁鐵礦((Fe7S8)、閃鋅礦(ZnS)、方鉛礦(PbS)等。黃鐵礦、白鐵礦的分子式都是FeS。不同的是黃鐵礦為正方晶系晶體，多呈結(jié)核狀、透鏡狀、團(tuán)塊狀和浸染狀等形態(tài)存在于煤中；白鐵礦則是斜方晶系晶體，多呈星散狀存在于煤中。當(dāng)煤中全硫分大于1％時(shí)，在多數(shù)情況下，是以硫化物硫?yàn)橹?。?jīng)過(guò)沈選后，全硫分會(huì)(fēnhuì)有不同程度的降低。共七十一頁(yè)（四）硫(2)硫酸鹽硫。硫酸鹽硫主要(zhǔyào)以石膏為主，也有少量的綠礬等。我國(guó)煤中硫酸鹽硫含量大