电厂燃料分析

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1、第三章 电厂燃料分析第第 3 章章 电厂燃料分析电厂燃料分析3.1 煤质概述煤质概述 3.1.1 煤的形成及种类 远在几亿年前的古生代、中生代和几千万年前的新生代，由于地壳运动，大量植物的遗体经过复 杂的生物化学和物理化学作用转变为煤，这个过程称为成煤过程。成煤过程分为两个阶段。第一阶段， 植物在浅海、湖泊和沼泽中大量繁殖，这些植物死后沉于水下，经微生物的生物化学作用，使低等植 物称为腐泥，高等植物成为泥炭。第二阶段由于地壳运动，泥炭和腐泥下沉或被矿物岩石掩盖在底下， 受地质因素的作用，即长期受高温高压作用而形成煤，这一阶段也称为煤化阶段。随着煤化阶段的深 入，泥炭转为褐煤、烟煤和无烟煤。 常

2、用作动力用煤的有无烟煤、贫煤、贫廋煤、不粘煤、弱粘煤、长焰煤和褐煤等，另外还有含硫 高而又难洗选的一些炼焦用煤等（参见表 13-1） 。 表 13-1 煤的变质程度及煤质煤种 项目无烟煤贫煤贫廋煤弱粘结煤不粘结煤长焰煤褐煤挥发分 Vdaf1010201020223720373737含碳量 FCdaf909090含氢量 Hdaf444.54水分 M daf高45煤化程度最高烟煤中最高烟煤中较高低到中等较低最低燃烧特性不易着火燃点高近于贫煤易着火易着火易着火3.1.2 煤在火力发电厂中的应用 煤是火力发电厂的主要燃料，它占整个电厂生产成本的 60以上，一座 1800MW 的火力发电厂 一昼夜燃烧的

3、标准煤在 15000t 以上（标准煤是指低位发热量为 29307.6KJ/Kg 的煤） 。 煤通过燃烧将化学能转化为热能，热能通过锅炉、汽轮机转化为机械能，最后经发电机转变为电 能。因此，火力发电厂实质是能量转化的工厂。能量转化的过程中，由于诸多因素的影响，总是有损 失的，通常用“煤耗”这一指标来说明煤中化学能的利用率。所谓煤耗，就是每提供 1KWh（发1KWh）电所消耗标准煤的千克数。 为了降低煤耗，提高热效率，必须了解煤的成分和特性。通过对煤质的分析，便可为锅炉的合理 燃烧提供科学依据，为电厂的经济核算、锅炉热效率和煤耗的计算，提供基础资料。 3.2 煤的组成及分析基准煤的组成及分析基准

4、3.2.1 煤的组成及分析项目 1）煤的组成 煤的成分组成分工业分析组成和元素分析组成。工业分析是在人为条件下，将分成几个不同的组 成成分，从而判断其中有机质的含量和性质，帮助人们粗略的认识煤的工艺性质的方法。该组成可给 出煤中可燃成分和不可燃成分的含量。元素分析组成是用元素分析法得出煤的化学元素组成，并给出 某些可燃元素得含量。元素组成的固态物质固定碳：由等元素组成的气态物质、挥发份：由有机物等元素的无机物质、灰份：主要是指内在水份水份：包括外在水份和无机物煤CSNOHCFeSiAlMgCa灰份、挥发份和固定碳并非原来存在于煤中的原有形态，而是在高温下受热分解的产物。如灰份 是煤在 800完

5、全燃烧后的残留物质。挥发份是指煤与空气隔绝，800下受热 7min，其中有机质分 解出的气态物质。而固定碳是残留下来的不挥发固体（称为焦饼）此时灰份全部转入焦饼，把焦饼质 量减去灰份质量则得出固定碳质量。所以水份、灰份、挥发份和固定碳的百分数相加应该等于第三章 电厂燃料分析100。 应当指出，灰份、挥发份是煤在高温条件下的分解产物，煤中原有的矿物质发生了变化，结果使 得灰份质量与原有矿物质的质量不同，其质量要小些。因此灰份含量和挥发份含量的叫法显然是不恰 当的，应当作“灰份产率”和“挥发份产率” 。 2）煤的分析项目 工业分析，工业分析的项目包括测定煤的水份（M） 、灰份（A） 、挥发份（V）

6、和计算固定碳 （FC） 。其中水份代表煤中水份的含量，灰份代表矿物质的含量。从灰份、水份的数据可初步判断煤 中有机质含量（有机质100水份灰份） 。这项分析对煤燃烧过程的稳定性和经济性都有直接的 参考价值。 元素分析，元素分析就是测定组成煤中有机物的碳、氢、氧、氮、硫等元素的含量，以上 5 种元 素的含量是用一定的化学方法将其组分的高分子化合物分解转化而得的。 发热量的测定，动力用煤的一项极为重要的指标就是发热量，发热量可以用来计算炉膛热负荷和 选择磨煤机的容量。在锅炉运行时，发热量可以用来计算发、供电煤耗。煤耗是火力发电厂考核的重 要经济指标。在煤炭供需上，发热量可用来作为动力用煤计价的主要

7、依据。 3）代表煤质分析项目的符号 煤质分析的各项成分，通常用规定的符号表示，如表 13-2： 表 13-2 煤质分析中各项目代表的符号工业分析元素分析名称水份灰份挥发份固定碳碳氢氧氮硫发热量符号MAVFCCHONSQ 煤质分析项目右下标符号见表 13-3： 表 13-3 煤质分析项目右下标符号符号意义符号符号意义符号符号意义符号全（水份、硫）t硫铁矿（硫）p空气干燥基（分析基）ad外在（水份）f弹筒（发热量）b干燥基d 内在（水份）inh高位（发热量）gr干燥无灰基（可燃基）daf有机（硫）o低位（发热量）net恒温无灰基maf 硫酸盐（硫）s收到基（应用基）ar3.2.2 煤的分析基准 在

8、工业生产和科学研究中，有时为了某种目的将煤的某些成分除去后重新组合，并计算其组成的 百分含量，这种组合体称为基准，也就是以不同状态的煤来表示化验结果。同一种原料成分，在计算 时所用的基准不同，其计算结果会有很大的差异。 常用的燃煤基准有收到基（应用基） 、空气干燥基（分析基） 、干燥基、干燥无灰基（可燃基）四 种。 1）收到基 收到基也称工作基，是指收到状态供实际使用的煤，也叫原煤。火力发电厂中的进厂煤和存煤都 是收到基煤。这些煤除含有一切有机和无机成分外，还有全部水份（内在水份和外在水份） 。以收到 状态的煤为基准，表示煤中各组成含量的百分比。 工业分析：MarAarVarFCar100 元

9、素分析：CarHarNarSc，arOarAarMt100 式中 Sc，ar 煤中可燃硫。 2）空气干燥基第三章 电厂燃料分析除去外在水份的煤就是空气干燥基状态的煤。煤中的外在水份（又称湿分）是最容易变化的，一 般用空气干燥的方法除去。用空气干燥状态的煤为基准，表示煤中各组成成分的百分比。 工业分析：MadAadVadFCad100 元素分析：CadHadNadSc，adOadAadMad100 3）干燥基 除去全部水份的煤，称为干燥基煤。以无水状态的煤为基准，表示煤中各组分的百分比含量。 工业分析：AdVdFCd100 元素分析：CdHdNdSc，dOdAd100 4）干燥无灰基 干燥无灰基

10、是指煤中的可燃部分，它包括有机部分和部分可燃硫（有机硫和硫铁矿硫） ，其中氮、 氧虽然不能燃烧，但它是有机组成成分，故也应作为干燥无灰基成分。用假想无水、无灰状态的煤为 基准，来表示煤中各组成含量的百分比。 工业分析：VdafFCdaf100 元素分析：CdafHdafNdafSc，dafOdaf100 5）各基准间的相互换算 使用燃煤基准必须根据生产和科研的需要加以选择。实验室用分析试样测定各种组成的含量时， 其计算结果为空气干燥基。空气干燥基的组成含量是换算其它各种基准的基础。对于燃油，因为所含 水份和灰份甚少，故各基准表示同一组成时相差很小，在非精确的计算中可以忽略。 分析结果要从一个基

11、准换算为另一个基准时，可按下式计算： YKX0 式中 X0 按原基准计算的某一组成含量的百分比；Y 按新基准计算的同一组成含量的百分比；K 基准换算比例系数（见表 13-4） 表 13-4 基准换算比例系数Y K X0收到基空气干燥基干燥基干燥无灰基收到基1MarMad 100100 Mar100100 AarMar 100100空气干燥基MadMar 1001001Mad100100 AadMad 100100干燥基100100Mar 100100Mad1Ad100100干燥无灰基100100AarMar 100100AadMad 100100Ad113.2.3 我公司燃料品质 1）煤种：电

12、厂燃煤设计煤种为山西晋东南地区的贫煤，煤质分析数据及灰份组成如表 13-5 表 13-5 锅炉煤种及灰份分析煤的元素分析和工业分析资料项目符号单位设计煤种校核煤种 I校核煤种 II全水份Mar%7.965.9310.3空气干燥基水份Mad%0.470.631.2收到基灰份Aar%22.319.5527.3干燥无灰基挥发份Vdaf%14.4215.7412.64第三章 电厂燃料分析收到基碳Car%62.4567.0055.31收到基氢Har%3.093.232.57收到基氧Oar%3.203.063收到基氮Nar%0.650.960.74收到基全硫St.ar%0.350.270.78高位发热量Q

13、gr.v.arkJ/kg246002620021650低位发热量Qnet.v.arkJ/kg236002524020681焦渣特性CRC434哈氏可磨指数HGI828659冲刷磨损指数Ke0.940.361.34原煤粒径mm303030煤中干燥基游离二氧化硅(SiO2)f.d%2.992.952.84收到基固定碳FCar%59.6862.7954.52变形温度DT145015001250软化温度ST15001300熔融温度FT1400 2）点火及助燃油工业分析组成见表 13-6 表 13-6 点火及助燃油工业分析 油品：0 号轻柴油（ GB25294） 油质分析：恩氏黏度（ 20时） 1.21

14、.670 0 E 运动黏度（ 20时） 3.08.0 厘沱 凝点 不高于 0 闭口闪点 不低于 55 含硫量 不大于 0.2 十六烷值 不小于 50 水分 不大于痕迹 比重 0.800.83t/m3 3 低位发热量 41870kJ/kg 0 号轻柴油技术要求（执行标准：GB 252-94）质量指标项目优等品一等品合格品试验方法碘值，gI/100g 6报告报告SH/T 0234 色号，号 3.53.5报告GB/T 6540 氧化安定性总不溶物，mg/100ml 报告2.0报告SH/T 0175 实际胶质，mg/100ml 报告报告70GB/T 509 硫含量，%（m/m） 0.20.51.0GB/T 380硫醇硫含量，%（m/m） 0.010.01报告GB/T 1792水分，%（v/v） 痕迹痕迹痕迹目 测 1）酸度，mgKOH/100ml 5710GB/T 25810%蒸余物残炭 2） ，%（m/m） 0.30.30.4GB/T 268灰分，%（m/m） 0.010.010.02GB/T 508铜片腐蚀（50，3h） ，级 111GB/T 5096水溶性酸或碱无无无GB/T 259第三章 电厂燃料分析项目质量指标试验方法优等品一等品合格品机械杂