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煤中元素组成对锅炉运行有什么意义?

煤中元素组成对锅炉运行有什么意义?

燃料中的碳和氢,是产生热量的主要来源。它们含量的多少决定了发热量的高低,因而对燃烧来说,碳、氢含量的测定有着十分重要的意义,碳在空气充足的条件下完全燃烧时生成二氧化碳,1g碳完全燃烧产生34040J的热量,而在空气不足的条件下燃烧,则生成一氧化碳,每克碳仅能生成9910J的热量,而当一氧化碳进一步燃烧生成二氧化碳时,放出的热量为24130J。

    氢是仅次于碳的主要热源之一。煤中的氢有两种存在形态,一种是构成矿物质及水中的氢,它不能参与燃烧;另一种与碳元素构成有机成分,在燃烧时,释放出很高的热量,每克氢放出143000J的热量,约相当于碳放出热量的四倍,如无烟煤含碳量虽比烟煤高,但含氢量比烟煤低,故通常无烟煤的发热量要低于烟煤。

    氧在煤中呈化合态存在。不同煤种其含量差别很大,如泥炭中含氧量可高达40%,而无烟煤中只有1%-2%,氧本身不燃烧,但加热时,易使有机组分分解成挥发性物质,烟煤及褐煤含氧量较高,所以能生成较多挥发物。煤中含氧量增高,碳、氢含量相对减少,因而发热量降低,不利于燃烧。

    氮在锅炉中燃烧时,大部分呈游离状态随烟气逸出,故从燃烧的角度来看,氮是煤中的无用成分,其中约有20%-40%在燃烧中能变成NO,随着烟气排出,增加了环境污染。

    硫按燃烧特性划分,可分为可燃硫及不燃硫,其中可燃硫参与燃烧,并释放出少量热量。硫的燃烧产物主要是二氧化硫及少量三氧化硫,含有二氧化硫、三氧化硫及水蒸气的烟气时入锅炉尾部时形成硫酸等腐蚀性蒸汽,凝结在低温受热面上,对设备会发生强烈的腐蚀作用。同时,随烟气排出的含有二氧化硫的气体会造成对大气的严重污染。煤中黄铁矿硫增高,还会造成灰熔点降低,促使锅炉结渣情况的发生。因此,硫是煤中极其有害的一种元素,要求含量越少越好。

    此外,元素组成还为燃烧理论烟气量、过剩空气系数、热平衡的计算等提供煤质基础资料。因此,元素分析数据在锅炉的设计和运行上都有十分重要的意义。

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