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煤炭行業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)-資料下載頁(yè)

2025-06-28 20:58本頁(yè)面
  

【正文】 產(chǎn)用的各種煤,任何一種煤都不能達(dá)到全部要求,而且產(chǎn)地遠(yuǎn)近、開(kāi)采方法、運(yùn)輸方式等因素也影響了煤炭產(chǎn)品的價(jià)格。為了獲得較全面的噴吹效果和經(jīng)濟(jì)效果只有利用配煤才能達(dá)到。常用含碳量高、發(fā)熱量高的無(wú)煙煤和揮發(fā)分高、易燃燒的長(zhǎng)焰煤配合,使混合煤的揮發(fā)分達(dá)到20%~25%,灰分在12%以下,這樣能充分發(fā)揮兩種煤的有點(diǎn)以及取得良好的噴吹效果。燒結(jié)礦對(duì)煤質(zhì)的要求燒結(jié)是將各種不能直接入爐的煉鐵原料如精礦粉、高爐爐塵及硫酸渣等配加一定的燃料和溶劑,加熱到1300~1500攝氏度,使粉料燒結(jié)成塊狀的工藝,是冶煉前原料準(zhǔn)備的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。在燒結(jié)料中,燃料占7%(FC=3%~5%),主要使用無(wú)煙煤,煤質(zhì)要求是低灰、低硫、高發(fā)熱量。根據(jù)燒結(jié)和高爐煉鐵的工藝要求,供應(yīng)燒結(jié)用煤的無(wú)煙煤的灰分應(yīng)在%以下,硫分在%以下。電廠鍋爐對(duì)煤質(zhì)的要求電廠鍋爐按燃燒方式可以分為以下幾類(lèi):(1)層燃爐。層燃爐有爐箅(或稱(chēng)爐排),煤炭或其他固體燃料在爐箅上的燃料層內(nèi)燃燒。燃燒所用空氣由爐箅下送入,穿過(guò)染料層進(jìn)行燃燒反應(yīng)。部分未燃盡的可燃?xì)怏w和被氣流吹起的細(xì)粒燃料,仍可在燃料層上的爐膛空間中繼續(xù)燃燒。(2)室燃爐。室燃爐中的燃料主要是在爐膛空間懸浮燃燒。這是電廠鍋爐的主要燃燒方式。在燃燒煤粉的室燃爐中,由于排渣方式不同,又可分為固態(tài)排渣煤粉爐和液態(tài)排渣煤粉爐。(3)旋風(fēng)爐。旋風(fēng)爐是一個(gè)以圓柱形旋風(fēng)筒作為主要燃燒室的爐子,氣流在筒內(nèi)高速旋轉(zhuǎn),煤粉氣流沿圓筒切向送入或由筒的一端旋轉(zhuǎn)送入。較細(xì)的煤粉在旋風(fēng)筒內(nèi)懸浮燃燒,較粗的煤粒則貼在筒壁上燃燒。筒內(nèi)的高溫和高速旋轉(zhuǎn)氣流是燃燒加速,并融化灰渣,形成液態(tài)排渣。旋風(fēng)筒有立式和臥式兩種,可燃用粗煤粉和煤屑。(4)火炬層燃爐。用空氣或機(jī)械播撒方式把煤炭拋入爐膛空間,然后落到爐箅上的燃燒方式稱(chēng)為火炬層燃。實(shí)際上有些細(xì)煤屑在爐膛空間完全燃盡;較大顆??赡茉诳臻g內(nèi)燒火后再落到煤層上繼續(xù)燃燒,大的煤塊則在落到煤層上以后才開(kāi)始著火燃燒。這種爐子往往配以鏈條爐箅,并且勇于容量不大的鍋爐。(5)沸騰爐。沸騰爐也稱(chēng)流態(tài)化燃燒爐。爐子底部為一多孔的布風(fēng)板,空氣以高速穿過(guò)孔眼,均勻進(jìn)入布風(fēng)板上的床料層中,床層中的物料為固體顆粒和少量煤粒,當(dāng)高速空氣穿過(guò)時(shí)床料上下翻滾,形成“沸騰”狀態(tài)。在沸騰過(guò)程中煤粒與空氣有良好的接觸混合,燃燒快,效率高。床層內(nèi)安置以水和蒸汽(或空氣)為冷卻介質(zhì)的埋管,把床層溫度控制700~1000攝氏度。(6)循環(huán)流化床鍋爐。循環(huán)流化床鍋爐是在沸騰爐基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種鍋爐,其性能指標(biāo)超過(guò)沸騰爐。循環(huán)流化床鍋爐的特點(diǎn)是進(jìn)一步細(xì)化煤粒,提高流化風(fēng)速,在爐膛出口安裝了高溫分離器,使顆粒與氣流分離,氣流進(jìn)入省煤器加熱燃燒用空氣,固體顆粒再送進(jìn)爐膛流化燃燒,以此反復(fù)循環(huán)流化。對(duì)電廠鍋爐熱力工作影響大的指標(biāo)主要有:干燥無(wú)灰基揮發(fā)分、收到基灰分、收到基水分、干燥基全硫、收到基低位發(fā)熱量及灰熔融性。(1)揮發(fā)分。不同的電廠鍋爐對(duì)揮發(fā)分都有具體的要求,電廠的煤炭要按設(shè)計(jì)的揮發(fā)分要求選擇和供應(yīng)。從爐型情況分析,層燃爐、室燃爐對(duì)煤炭的揮發(fā)分要求更為嚴(yán)格;旋風(fēng)爐、沸騰爐和循環(huán)流化床鍋爐對(duì)煤種要求較為寬松,可選用煤炭的揮發(fā)分區(qū)間較大,煤種適應(yīng)性強(qiáng)。(2)灰分?;曳謱?duì)燃燒的影響表現(xiàn)為:灰分高會(huì)使火焰?zhèn)鞑ニ俣葴p慢,燃點(diǎn)推遲,燃燒溫度下降,燃燒穩(wěn)定性變差,甚至造成滅火,同時(shí)灰分過(guò)高,還容易加劇設(shè)備的磨損,縮短設(shè)備使用壽命?;曳诌^(guò)低,在層狀燃燒是,由于灰渣太薄容易把爐箅燒壞。從灰分的適應(yīng)性看,循環(huán)流化床鍋爐對(duì)灰分適應(yīng)性最強(qiáng)。(3)水分。水分既是數(shù)量指標(biāo)又是質(zhì)量指標(biāo),煤的水分升高,發(fā)熱量降低,鍋爐排煙溫度升高,影響發(fā)電鍋爐的燃燒效率。在使用煤粉燃燒的鍋爐中,入爐前對(duì)煤粉要經(jīng)過(guò)干燥處理,以減少水分對(duì)發(fā)電鍋爐(4)硫分。硫燃燒后生成SO2和SO3,它們極易與煙氣中的水蒸氣化合成H2SO4蒸汽,對(duì)發(fā)電設(shè)備產(chǎn)生腐蝕作用,同時(shí),SO2和SO3排放到空氣中,對(duì)大氣環(huán)境造成嚴(yán)重污染。另外,高硫煤炭在存放過(guò)程中,容易發(fā)生變質(zhì)自燃,影響煤炭的燃燒效果。(5)發(fā)熱量。煤的發(fā)熱量是設(shè)計(jì)發(fā)電鍋爐時(shí)的一個(gè)重要指標(biāo),煤的發(fā)熱量低于設(shè)計(jì)指標(biāo),爐內(nèi)溫度水平降低,影響煤粉的燃點(diǎn)和燃盡,鍋爐熱效率下降,當(dāng)發(fā)熱量低到一定程度時(shí),將引起燃燒不穩(wěn),滅火放炮,以至必須投油助燃;反之,煤的發(fā)熱量高于設(shè)計(jì)水平,爐膛溫度必然升高,煤灰大多軟化、熔融,容易形成結(jié)渣。(6)灰熔融性。層狀燃燒方式對(duì)煤的灰熔融性要求不高;懸浮燃燒采用固態(tài)排渣方式,灰熔融性軟化溫度ST1350攝氏度就有可能造成爐膛結(jié)渣,妨礙鍋爐的連續(xù)安全運(yùn)行。懸浮燃燒采用液態(tài)排渣方式,一般使用灰熔融性偏低的煤。水泥生產(chǎn)對(duì)煤質(zhì)的要求水泥的生產(chǎn)過(guò)程,概括起來(lái)稱(chēng)為“兩磨一燒”,即(1)生料的配制與細(xì)磨:制造水泥的主要原料是石灰?guī)r和粘土,有時(shí)候根據(jù)需要加入鐵粉,為節(jié)省粘土,一般選用電廠爐灰、煤矸石等替代粘土。將原料按比例配合,細(xì)磨后得到的混合物料成為生料。(2)生料煅燒:生料在回轉(zhuǎn)窯或立窯內(nèi),在1350~1450攝氏度高溫煅燒,其中部分材料熔融,冷卻后得到粒狀或塊狀材料,稱(chēng)為熟料。(3)熟料和適量石膏共同磨細(xì),最后得到的成品就是硅酸鹽水泥。根據(jù)水泥生產(chǎn)工藝和回轉(zhuǎn)窯的燃燒特點(diǎn),濕法窯煤質(zhì)要求:干燥基灰分Ad≤28%,干燥基揮發(fā)分Vd=18%~30%,收到基低位發(fā)熱量Qnet,ar≥。干法窯煤質(zhì)要求:干燥基灰分Ad≤25%,干燥基揮發(fā)分Vd=18%~30%,收到基低位發(fā)熱量Qnet,ar≥。電石爐用煤對(duì)煤質(zhì)的要求電石爐可以用焦炭作原料,也可以用無(wú)煙煤作原料。開(kāi)啟式電石爐全部使用無(wú)煙煤,但在密閉式電石爐中需要焦炭和無(wú)煙煤摻混使用。下表為電石爐對(duì)無(wú)煙煤的質(zhì)量要求:指標(biāo)開(kāi)啟式爐密閉式爐灰分Ad/%揮發(fā)分Vdaf/%全水分Mt/%全硫St,d/%磷含量Pd/%真密度TRD/%粒度/mm340340煤炭液化對(duì)煤質(zhì)的要求煤的液化分為直接液化和間接液化。這兩種液化方法對(duì)煤質(zhì)的要求各不相同。直接液化對(duì)煤質(zhì)的基本要求(1)煤中的灰分要低,一般灰分小于5%。煤的灰分高影響油的產(chǎn)率和系統(tǒng)的正常操作?;曳纸M成也對(duì)液化過(guò)程有影響,灰中的Fe、Co、Mn、等元素對(duì)液化起催化作用,而Si、Al、Ca、Mg等元素易產(chǎn)生結(jié)垢,影響傳熱,易使管道系統(tǒng)堵塞、磨損、降低設(shè)備的使用壽命。(2)煤的可磨性要好。煤的直接液化要先把煤磨成約200網(wǎng)目的煤粉,配成油煤漿,在經(jīng)高溫、高壓、加氫反應(yīng)。如果可磨性不好,能耗高、設(shè)備磨損嚴(yán)重,配件、材料消耗大,增加生產(chǎn)成本。(3)煤的水分要低,干燥到水分小于2%。水分高,不利于磨礦,不利于制油煤漿,加大了投資和生產(chǎn)成本。(4)煤種的氫含量越高越好,氧的含量越低越好,可以減少加氫的供氣量,也可以減少生成的廢水,提高經(jīng)濟(jì)效益。(5)煤種的硫和氮含量越低越好,以降低油品加工提制的費(fèi)用。(6)煤巖的組成也是液化的一項(xiàng)重要指標(biāo)。絲質(zhì)組成越高,煤的液化性能越好;鏡質(zhì)組合量高,則液化活性差。間接液化對(duì)煤質(zhì)的基本要求煤的間接液化是將煤氣化,生成H2/CO的原料氣,再在一定壓力和溫度下加催化劑,合成液體油,因此對(duì)煤質(zhì)的要求相對(duì)要低一些。(1)煤的灰分要低于15%,越低越有利于氣化,也有利于液化。(2)煤的可磨性要好,水分要低。不論采用哪種氣化工藝,制粉是一個(gè)重要環(huán)節(jié)。(3)對(duì)于用水煤漿制氣的工藝,要求煤的成漿性能要好。水煤漿的固體濃度應(yīng)在60%以上。(4)固定床氣化要求煤的灰熔融性溫度越高越好,一般ST不小于1250攝氏度,液化床氣體要求煤的灰熔融性溫度ST小于1300攝氏度。雖然間接液化對(duì)煤的適應(yīng)性較廣,但不同的煤要選擇不同的氣化方法,對(duì)原煤進(jìn)行分選加工、降低灰分和硫分也是必要的。
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