一.发电用煤分类
我国现行煤炭分类方法是以干燥无灰基挥发分的产率,和最大胶质层厚度作为分类标准的。此分类方法对发电用煤并不完全合适。如贫煤和瘦煤,最大胶质厚度是不同的,但对于煤粉燃烧过程来说,二者几乎没有什么差别。同样,弱粘煤和不粘煤、气煤和肥煤,在燃烧特性上差别也不大。因此,对于发电用煤来说,目前的分类方法在烟煤范围内分得过细;而在无烟煤、褐煤范围内,又显得过于笼统。此外一些对锅炉燃烧过程有重要影响的特性,却没有作为分类指标。
为了能更合理地利用煤炭,为运行锅炉配合质量适宜的煤种,使电厂能获得较大的技术经济效益和社会效益,西安热工研究所和北京煤化学研究院,共同提供了我国发电煤粉锅炉用煤分类GB7562-87(VAMST),如下表。
该国标是以煤的干燥无灰基挥发分Vdaf、干燥基灰分Ad、收到基水分Mar、干燥基全硫Sd.t和灰熔融性软化温度ST作为主要的分类指标,以收到基低位发热量Qar.net.p作为Vdaf和ST的辅助分类指标。因Qar.net.p是Vdaf、Ad、Md.t的函数,所以Qar.net.p是一个综合指标。其数值大小标志着燃烧过程炉内温度水平的高低。表中各分类指标V、A、M、S、ST(即挥发分、灰分、水分、硫分、灰熔融性软化温度)等级的划分,是根据锅炉燃烧安全、经济性等方面的现场统计资料和非常规的煤质特性实验室指标数据,通过有序量最优化分割法计算,并结合经验确定的。
发电煤粉锅炉用煤我国分类标准(VAMST)
分类指标 | 煤种名称 | 等级 | 代号 | 分级界限 | 辅助指标界限值 |
挥发分 Vdaf ① | 超低挥发分无烟煤 | 特级 | V0 | ≤6.5% | Qar.net.p > 23MJ/kg |
低挥发分无烟煤 | 1级 | V1 | >6.5%~9% | Qar.net.p > 20.9MJ/kg | |
低中挥发分贫瘦煤 | 2级 | V2 | >9%~19% | Qar.net.p > 18.4MJ/kg | |
中挥发分烟煤 | 3级 | V3 | >19%~27% | Qar.net.p > 16.3MJ/kg | |
中高挥发分烟煤 | 4级 | V4 | >27%~40% | Qar.net.p > 15.5MJ/kg | |
高挥发分烟褐煤 | 5级 | V5 | >40% | Qar.net.p > 11.7MJ/kg | |
灰分 AdAz② | 常灰分煤 | 1级 | A1 | ≤34%(≤7) | |
灰分煤 | 2级 | A2 | >34%~45%(>7~13) | ||
灰分煤 | 3级 | A3 | >45%(>13) | ||
表面水分 Mf | 水分煤 | 1级 | M1 | ≤8% | Vdaf≤40% |
水分煤 | 2级 | M2 | >8%~12% | ||
水分煤 | 3级 | M3 | >12% | ||
全水分 Ml | 水分煤 | 1级 | M1 | ≤22% | Vdaf≤40% |
水分煤 | 2级 | M2 | >22%~40% | ||
水分煤 | 3级 | M3 | >40% | ||
全硫 Sd.t(Stz)③ | 硫煤 | 1级 | S1 | ≤1%(≤0.2) | |
硫煤 | 2级 | S2 | >1%~2.8% (>0.2~0.55) | ||
硫煤 | 3级 | S3 | >2.8%(>0.55) | ||
煤灰 | 不结渣煤 | 1级 | ST1 | >1350℃ | Qar.net.p > 12.6MJ/kg |
不限 | Qar.net.p > 12.6MJ/kg | ||||
熔融性软化温度 ST |
易结渣煤 |
2级 |
ST2 |
≤1350℃ |
Qar.net.p > 12.6MJ/kg |
二.常用的动力煤特性
1.无烟煤
无烟煤是煤化程度最深的煤类,即含碳量最高;挥发分含量低(在10%以下);不易点燃,燃烧缓慢,燃烧时没有烟,只有很短的蓝色火焰;杂质少而发热量高;无结焦性。无烟煤呈黑色而有金属光泽;重度较大,质硬不易研磨。由于挥发分低故不易点燃,贮藏较稳定,一般不会自燃。为保证着火和稳燃,在锅炉设计中常需要采取一些特殊措施,对低灰熔点的无烟煤还须同时解决着火稳定性和结渣之间的矛盾。
2.烟煤
烟煤是一种碳化程度较高的煤,次于无烟煤,挥发分含量范围较广(约为20~40%)。
与褐煤相比,它的挥发分较少,密度较大,吸水性较小,含碳量增加,氢和氧的含量减少。烟煤的最大特点是具有粘结性,这是其他固体燃料所没有的。应当指出的是,不是所有的烟煤都具有同样的粘结性。大部分烟煤都容易点燃,火焰长,其发热量一般比无烟煤低。外表呈灰黑色,有光泽,质较松,有的焦结性强,个别含氢量多,灰分、水分少的优质烟煤,其发热量可超过无烟煤。但是也有灰分甚高的劣质烟煤,它的发热量很低。
3.贫煤
贫煤的碳化程度与烟煤相近,它的性质介于烟煤与无烟煤之间,其挥发分含量较低(约为10~20%),不易点燃;火焰较短,焦结性差。发热量介于无烟煤与一般烟煤之间。
4.褐煤
褐煤的形成年限较短,外观呈棕褐色,无光泽,质软易碎。其碳化程度低,挥发物可达40%或更高。褐煤的挥发物开始析出温度低,容易着火。但它的吸水能力强,含水分高,多数情况下其总水分均大于20%。褐煤的含碳量低,杂质多,故通常发热量低;褐煤的机械强度很差,易破碎;在空气中易风化,且易自燃,故不宜远距离运输和长时间贮存。
5.低质煤
就目前的技术水平而言,凡是单独燃用有困难,或燃烧不稳定,或燃烧经济性较差,或煤中有害杂质含量较高的煤,统称为低质煤(或劣质煤)。