《发电用煤的特性指标》由会员分享，可在线阅读，更多相关《发电用煤的特性指标（19页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、发电用煤特性指标根据 GB/T7562-1998 发电煤粉锅炉用煤技术条件 标准中规定，对电力生产最为重要的特性指标为：挥发份、发热量、灰分、全水分、硫分、煤灰融性、哈氏可磨性指数。现将各特性指标分述如下：（一）发热量1、发热量的含义单位质量的煤完全燃烧时所放出的热量，称为煤的发热量( 或称热值)，以焦克 (J g) 或兆焦千克 (MJkg) 表示。在这里须特别指出，在阐述发热量的含义时，一定要指明：一是单位质量的克或千克；二是必须完全燃烧。如果说煤燃烧时所产生的热量，称为煤的发热量，这是不对的。物质运动产生能量， 随着物质运动方式的不同， 所产生的能量也就有多种形式，如电能、光能、机械能、核
2、能等，能量的传递过程称为作功；如不通过作功而传递的能量，则称为热量。故能量、功、热量三者之间有着密切的关系。 它们的概念虽则不同， 但可用统一的单位来表示，这就是焦耳，简称焦(J) 。所谓 1 焦耳，是指 1 牛顿的力在力的方向上移动1 米距离时所做的功。发热量的单位原以卡克(cal g)或千卡千克 (kcal kg) 表示，现已废除， 但出版较早的刊物上还使用上述单位，故在此作一简单说明。通常所说 1 卡是指 1 克水升高 1时所需要的热量。 实际上，由于水的比热随温度变化而改变， 1 克纯水升高 1并不恰好为 1 卡，而略有不同。我国曾规定发热量的单位是200C 卡。它的含义是：在标准大气
3、压下， 1 克纯水由 1950C升高到 2050C时所需要的热量，它与焦之间的关系为：1 卡(200C)=41816 焦1 焦=02391卡在热力计算中，还采用国际蒸汽表卡， 有的国家还采用 150C卡，美国等国家还用英热单位等，在此将此换算式介绍如下1 卡(国际蒸汽表 )=4.1868 焦1 卡(15)=4.1855 焦1 英热单位 (BTU)=1055.06 焦设煤的发热量为5500 卡克，如换算成焦克或兆焦千克，则为550041816=23000焦克2300010-6103=23 兆焦千克MJ一兆焦 (10-6焦) ；2、测定发热量的原理测定煤的发热量，国内外普遍采用氧弹热量计(简称热量
4、计 ) ，该方法沿用至今已有一个多世纪的历史，虽然热量计的结构与性能方面不断改进与完善，但测热的基本原理并未改变。测定煤的发热量时，是将一定量的试样臵于密封的氧弹中，在充足的氧气条件下， 令煤样完全燃烧， 燃烧所放出的热量被氧弹周围一定量的水 (即内筒水 ) 所吸收，其水的温升和试样燃烧所放出的热量成正比。Q式中 Q一煤的发热量，焦克：G一试样量，克；T0一量热系统的起始温度，；Ta一站热系统吸收煤样放山的热量斤的最终温度，：K热量计的热容量，焦。所谓量热系统，就是指发热量测定过程中，试样放出的热量所能达到的各个部件。除了内筒水外，还包括内筒、氧弹及搅拌器、温度计浸没于水中的部分。对某一台热量
5、计来说，当内筒水量、温度计与搅拌器的浸没深度以及环境温度等试验条件确定时，热容量K为一常数值。故热容量 K 的含义，就是指热量计量热系统升高1时所吸收的热量。用以标定热容量比较理想的物质就是已知标准苯甲酸。只要预先标定出热量计的热容量，而在实测煤的发热量时，须严格按照标定热容量的条刊： 进行， 根据试样燃烧后内筒水的温升值，就可计算出试样的发热量。这也可以看出，在测定发热量时，对温度的准确测量有着十分重要的作用。3、发热量的表示方法煤发热量的高低，主要取决于煤中可燃物质的化学组成，同时也与燃烧条件有关。根据不同的燃烧条件，可将煤的发热量分为弹筒、高位及低位GttKoa)(发热量。在这里，我们将
6、它们作一定性说明。弹筒发热量所谓弹筒发热量，是指在试验室中U 热量计实测的发热量，以符号 Qb表示， b 是英文 bomb(弹) 的第一个字母。在此条件下煤中碳燃烧后生成二氧化碳；氢燃烧后生成水汽，冷却后凝结成水；而煤中硫在高压氧气中燃烧生成一氧化碳和少量二氧化硫，少量氮转变为氮氧化物，它们溶于水形成硫酸与硝酸。 由于上述反应均为放热反应，故弹筒发热量要高于煤在实际燃烧时放出的热量。高位发热量在电厂中最为常用的高位发热量(或高位热值、毛热值 )及低位发热量 (或低位热值、净热值 ) ，它们的符号分别以Qgr及 Qnet表示。gr为 grossvalue( 毛值) 的简写； net 为 netv
7、alue( 净值) 的简写。由弹筒发热量减去硫酸与二氧化硫生成热之差以及硝酸的生成热，就得以高位发热量。这是因为煤在空气中完全燃烧时，硫仅生成二氧化硫，氮则变为游离氮而没有硫酸及硝酸生成之故。电厂中评价煤的质量时，多采用高位发热量。低位发热量单位质量的煤在锅炉中完全燃烧时所产生的热量，称为低位发热量。由于煤在锅炉中燃烧， 煤中原有的水分及氢燃烧后生成的水呈蒸汽状态随烟气排山：而在氧弹中，水蒸汽则凝结成水，故将高位发热量减去水的汽化潜热，就得到低位发热量。1g 纯水汽化变成 1g 水蒸汽所吸收的热量，称为水的汽化潜热，它与 1g 水蒸汽凝结成1g 纯水时所放出的热量相同，为2300Jg。由于煤中
8、水分及氢的存在，煤在锅炉中燃烧，其燃烧产物每含1g 水蒸汽就要损失 2300J 的热量。故低位发热量是真正可以利用的煤有效发热量，因而在标准煤耗计算中，以低位发热量作为计算依据。由弹筒热值换算成高位热值的计算公式高位发热量是由弹筒发热量减去硫酸生成热与硝酸生成热之差其计算公式为：Qgr,ad=Qb,ad-(94 1Sb,ad+aQb,ad) 式中： Qgr,ad 一分析试样的高位发热量(Jg) Qb,ad 一分析试样的弹筒热址 (J g) Sb,ad 一分析试样的弹筒硫 ( ) 941- 每含 1Sb的热量 (J) a-l 肖酸形成热量的比例系数(a 与 Qb,ad 有关，当 Qb,ad167
9、0MJ kg 时，a=O 0010，当 25 10MJ kgQb,ad16 70MJ kg 时 a=0 0012， 当 Qb,ad25 10MJkg 时 a=0.0016. 由高位发热量换算成低位发热量的公式由高位发热量减去水的汽化潜热即得低位发热量。我国国家标准 GB T2132003煤的发热量测定方法计算低位发热量的公式为：Onet,ar ：(Qgr,ad 206Had)X ，100-Mar23Ma ，式中 Qnet ，ar 厂为收到基低位热值 (MJkg) Qgr,ad 一为空气干燥基高位热值(MJkg) 206Had-23M-是由 2300 换算得山。(2300- 是水在恒容下汽化潜热
10、为2300Jg，也就是说燃烧产物中每含 1 克水蒸汽就损失2300 焦的热量 (590 卡克) 。一燃烧产物中的每 1 克氢燃烧后将生成9 克水。根据元素分析可以估算发热量的公式，应用较多的是门捷列大公式：Qgr,d=81Cd+300Hd 26(OdSt,d) （ 注 ：式 中 以 热值 计 算单位 为 卡/ 克 ， 用焦 / 克时 需乘 以41816。) （二）挥发份1、挥发份的含义所谓挥发份是指煤样在900 摄氏度，隔绝空气 7 分钟加热，并进行水分校正后的质量损失。煤的挥发份随煤的变质程度加深而减少，变质程度最深的无烟煤挥发份最小，变质程度最浅的褐煤和烟煤挥发份最大。挥发份是影响锅炉稳定
11、燃烧的首要指标。锅炉运行人员就是凭借挥发份的测定结果进行运行调整操作的。2、锅炉的设计中，挥发份通常要求提供干燥无灰基挥发份即Vdaf。在燃煤供需合同中，也是仅以干燥无灰基挥发份Vdaf 作为质量评价标准。大部分人都误认为煤的Vdaf 值越高越好，实际上是对Vdaf 值缺乏深入的理解，有些电厂为此多次造成锅炉燃烧方面的故障，甚至事故，为此需要进一步进行说明。众所周知，Vdaf=Vad100Mar)(9Har100/100-Mad-Aad，从上公式中可以看出， Vdaf 的高低，主要是取决于 Vad和 Aad的值， 而 Aad是煤中最不均匀的成分， 其波动往往较大，在这种情况下， Vdaf 主要
12、取决于 Aad值的高低，即灰分Aad值越大，分母越小， Vdaf 的值就越大。如果此时还认为Vdaf 的值越大，燃烧越稳定，煤质越好，那么显然不符合实际的。灰分越大，说明煤质越差。有的煤矿为了达到电厂合同规定的挥发份合同指标的要求，故意加大 Aad的值，虚假提高Vdaf 的值，各调运分公司和电厂必须高度防范。有的电厂将设计煤质Vdaf 值与实验室实测的Vad相互混淆，造成燃烧系统被烧坏。 例如设计煤质 Vdaf 为 18% ， 而实测 Vad为 18% ，Aad=30% ，Mad=2% ，则计算出来的Vdaf 为 26.47% ，在这种情况下，燃烧系统就有被烧坏的可能。 总之，锅炉实际用煤的挥
13、发份一定要和锅炉设计煤质相适应，千万不要将Vdaf 与 Vad的值混淆，为此，在签订煤炭供需合同时， 对灰分波动较大的供煤单位， 不仅要签订 Vdaf值，还应签订 Vad值。3、挥发份对储煤和制粉系统的影响：（1）挥发份越高，则煤在储存中越易发生氧化和自燃。煤在自燃环境下，将发生缓慢的氧化作用，致使煤堆内部温度升高，对于高挥发份的煤则易造成自燃。 对于燃用高挥发份煤的电厂， 存煤时间不能太长，通常以 1-2 个月为宜。煤堆不易过高，同时要切实加强煤堆的测温监督，以防煤堆自燃。（2）挥发份越高，越易引起电厂制粉系统的自燃与爆炸，Vdaf 为15%-30% 的煤，自燃温度约为270-300 摄氏度
14、，而 Vdaf 超过 30-40% ，自燃温度降至2100C,因此当制粉系统中局部存在积粉时，将造成自燃。（三）煤中的灰分1、所谓灰分，是指煤样中可燃成分完全燃烧，以及煤中矿物质在 8150C下发生一系列分解、化合等反应后的残渣。煤中矿物质则是指赋存于煤中的无机物质，煤中矿物质又分内在和外在矿物质两种。内在矿物质是在成煤过程中， 由成煤植物本身所含金属元素组成的叫原生矿物质，在采煤过程中混入煤中的顶板和煤层中的夹矸等称为外来矿物质。2、煤的灰分和发热量对电厂生产运行的影响：煤中灰分越高， 意味着煤的可燃成分越少， 即把大量不可燃的灰分运进电厂，除增加运输负担外，还将带来一系列不良后果：（1）煤
15、中灰分增多，电厂需解决大量煤粉灰的输送、存储、利用等问题，同时还存在冲灰管道可能淤堵、磨损以及储灰场地不易解决和灰场排水影响环保等问题。（2）灰分高则电厂用于破碎、制粉的能耗大大增加，煤粉进入锅炉后，因发热量下降，燃烧稳定减弱从而降低锅炉效率。（3）煤中灰分增高，则锅炉受热面沾污、磨损加剧，常常会引起锅炉结渣和过热器超温，到影响锅炉安全运行。（4）煤中灰分增高，使电除尘压力加大，则要提高除尘器和烟囱的性能，以降低烟尘排放量及其浓度， 这就增加了电厂投资与运行费用。3、煤中灰分与发热量的关系：煤中灰分是不可燃成分， 灰分越高，发热量越低，在一定范围内，灰分与发热量之间大体呈负线性相关。烟煤灰分A
16、d 与高位发热量Qgr,d 的大量实测数据表明两者的相关性是较好的，如下表数据：1 2 3 4 5 Aad(x)(%) 24.93 27.37 29.97 30.54 39.27 Qgr,d(y)(MJ/Kg) 24.75 24.01 23.31 23.18 20.13 上表中自变量 X为 Ad，因变量 Y为 Qgr,d，采用一元线性回归法，可用 一 次 方程Y=a+bx 表示 ， 经 过大 量 的 实 测 数 据 计 算 得知 ，a=31.24,b=-0.27 ，表征 Ad与 Qgr,d 之间的关系可用下列一次方程，Y=31.24-0.27x. 设 X=20,则 Y=25.84 MJ/Kg ，如X=30,则 Y=23.14 MJ/Kg. （四）煤中水分水分是煤中不可燃成分，是评价商品煤经济价值最基本指标之一，它既是煤中的计量指标，又是热值计价的重要指标。1、水分的存在方式：煤中水分的存在形式， 根据其结合状态， 可分为游
