燃用煤的工業(yè)分析

煤的化學(xué)成分決定了煤的常規(guī)特性，可以作為分析煤的著火、燃燒性質(zhì)和對(duì)鍋爐工作影響的依據(jù)。在分析煤的常規(guī)特性對(duì)鍋爐工作的影響時(shí)，通常依據(jù)工業(yè)分析結(jié)果，主要包括煤的揮發(fā)分、水分、硫分以及灰渣熔融性等幾個(gè)方面。

煤的揮發(fā)分由各種硫氫化合物和一氧化碳等可燃?xì)怏w、二氧化碳和氮等不可燃?xì)怏w以及少量的氧氣所組成。揮發(fā)分是煤的重要成分特性，它可作為煤分類的主要依據(jù)，對(duì)煤的著火、燃燒有很大的影響。不同揮發(fā)分煤種的發(fā)熱量差別很大，從17000kJ/kg到71000kJ/ kg。燃煤中水分含量對(duì)鍋爐運(yùn)行的影響也很大。煤中水分吸熱變成水蒸氣并隨煙氣排出爐外，增加煙氣量而使排煙熱損失增大，降低鍋爐熱效率，同時(shí)使引風(fēng)機(jī)電耗增大，也為低溫受熱面的積灰、腐蝕創(chuàng)造了條件。

灰分是燃煤中的有害成分。灰分含量增加，煤中的可燃成分便相對(duì)減少，降低了發(fā)熱量，而且還由排渣帶走大量的物理顯熱?；曳侄?，鍋爐燃燒也不穩(wěn)定，灰粒隨煙氣流過受熱面，流速高時(shí)會(huì)磨損受熱面；流速低時(shí)將導(dǎo)致受熱面積灰，降低傳熱效果，并使排煙溫度升高?；曳质秋w灰的主要來源。大中型燃煤鍋爐都采用煤粉懸浮燃燒方式，煤中灰分的85％～90％成為飛灰。小型的熱電廠通常采用層燃方式的鏈條爐，煤中的灰分有20％成為飛灰。

燃煤中的可燃硫在燃煤過程中會(huì)被氧化成SO2和少量的SO3。硫酸鹽也會(huì)受熱分解出數(shù)量更少的自由SO3。煙氣中的SO2對(duì)金屬的腐蝕和沾污一般沒有明顯的影響。SO3含量雖然很少，但易與煙氣中的水蒸氣化合生成硫酸蒸氣，將顯著提高煙氣的酸露點(diǎn)溫度，從而在低溫的金屬表面凝結(jié)，造成酸腐蝕和沾污。

發(fā)電廠用煤的質(zhì)量等級(jí)是根據(jù)對(duì)鍋爐設(shè)計(jì)、運(yùn)行等方面影響較大的煤質(zhì)常規(guī)特性制定的。這些特性包括干燥無灰基揮發(fā)分Vdaf、干燥基灰分Ad、收到基水分Mar、干燥基硫分Sar＜1％（第一級(jí)）時(shí)，酸露點(diǎn)溫度較低；而當(dāng)Sar＞3％（超過第二級(jí)）時(shí)，酸露點(diǎn)溫度急劇上升，容易使硫酸蒸氣凝結(jié)在低金屬面上造成腐蝕。我國(guó)煤種多屬于中硫煤，含硫0.5％～1.5％。

煙氣成分和煙氣量

（1）煙氣成分 燃煤電廠煙氣的主要成分是N2、O2、CO2、SO2、NO2、水蒸氣等。另外還含有較少量的CO、SO3、H2、CH4和其他烴類化合物（CnHm），可表示為：φ（N2）＋φ（O2）＋φ（CO2）＋φ（SO2）＋φ（H2O）＋φ（CO）＋φ（SO3）＋φ（NOx）＋φ（H2）＋φ（CH4）＋φ（∑CnHm）＝100％

對(duì)于袋式除塵器來說，值得注意的是煙氣中的含氧量、SO3、水蒸氣（H2O）和NOx。過剩的含氧量在高溫下會(huì)導(dǎo)致某些濾袋材質(zhì)（例如PPS）的氧化。NO2是很強(qiáng)的氧化劑，并且能氧化大多數(shù)用于過濾的纖維，過高的NOx有時(shí)還會(huì)造成酸腐蝕。SO3易與水結(jié)合形成硫酸，一般情況下，燃煤中1％的含硫量相當(dāng)于煙氣中產(chǎn)生600mL/m3SO2，而煙氣中一部分SO2與過剩的氧氣反應(yīng)生成SO3。當(dāng)鍋爐煙氣中SO3含量為0.001％時(shí)，煙氣的酸露點(diǎn)即可達(dá)到120～140℃。

（2）煙氣量 煙氣量主要包括原煤燃燒后的氣態(tài)產(chǎn)物，還包括過剩的空氣量和鍋爐及其附屬設(shè)備的漏風(fēng)。所以，實(shí)際產(chǎn)生的煙氣量要大于理論計(jì)算的煙氣量。煙氣量還會(huì)隨燃料的變化而改變。在除塵器設(shè)計(jì)選型時(shí)，其處理煙氣量應(yīng)略大于實(shí)際產(chǎn)生的煙氣量，一般可附加5％～10％的裕度。

（3）飛灰成分和特性 我國(guó)原煤資源豐富，煤種眾多，加上鍋爐的燃燒情況、技術(shù)條件的不同，導(dǎo)致飛灰的理化性質(zhì)差異較大。飛灰的化學(xué)成分主要為SiO2、Al2O3，二者總量一般在60％以上。另外還含有少量的Fe2O3、CaO、K2O、Na2O、MgO、TiO2、P2O5、SO3等。

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