煤炭基础知识1课件

燃燃 料料 采采 制制 化化 培培 训训主主讲讲：范志斌：范志斌TEL:13703114170Email：20102010年年 版版权权所有所有 谢绝谢绝复制复制 电电力工力工业业河北河北发电发电用煤用煤质质量量监监督督检验检验中心中心7/8/20241整理ppt第一章第一章 煤炭基煤炭基础础煤炭是天然形成的具有复煤炭是天然形成的具有复杂杂的的组组成与成与结结构的混合物，构的混合物，要充分利用煤炭要充分利用煤炭资资源，必源，必须须掌握煤炭的基本特性，掌握煤炭的基本特性，了解煤炭了解煤炭质质量指量指标标的的变变化化对电对电力生力生产过产过程的影响。程的影响。本章主要本章主要阐阐述煤的形成述煤的形成过过程、煤炭的主要程、煤炭的主要类别类别及其及其特性、煤的物理和化学特性，介特性、煤的物理和化学特性，介绍绍煤炭的基本煤炭的基本组组成成和表达方式，和表达方式，发电发电用煤常用的煤炭特性指用煤常用的煤炭特性指标标、物理、物理意意义义以及与以及与电电力生力生产产的关系等。的关系等。7/8/20242整理ppt第一第一节节 煤的形成与种煤的形成与种类类 一、煤的形成一、煤的形成 煤是自然煤是自然资资源，它是由古代植物形成的。植物分源，它是由古代植物形成的。植物分低等植物低等植物和和高等植物高等植物两大两大类类。地球上。地球上储储量最多的煤量最多的煤是由高等植物形成的，是由高等植物形成的，统统称称为为腐植煤。腐植煤。植物从死亡到堆植物从死亡到堆积转变为积转变为煤，大致可分煤，大致可分为为两个作两个作用用阶阶段：段：泥炭化泥炭化阶阶段和煤化段和煤化阶阶段段。1.1.泥炭化泥炭化阶阶段：植物残骸在沼段：植物残骸在沼泽泽中中经经生物化学和物生物化学和物理化学理化学变变化形成泥炭的化形成泥炭的过过程。程。细细菌菌古代植物（腐古代植物（腐烂烂+分解）分解）变为变为气体和泥炭。气体和泥炭。7/8/20243整理ppt煤的形成与种煤的形成与种类类2.2.煤化煤化阶阶段：泥炭在地下段：泥炭在地下(压压力、温度、力、温度、时间时间）压压紧紧和硬化，排除气体和水分，使碳含量增高的和硬化，排除气体和水分，使碳含量增高的过过程。程。这这种成岩与种成岩与变质变质作用作用统统称称为为煤化作用。煤化作用。综综上所述，煤上所述，煤实际实际上是由古代植物残骸上是由古代植物残骸经经地地质质作用作用变变化而成的化而成的固体有机可燃固体有机可燃矿矿岩岩。成煤成煤过过程中，各程中，各阶阶段主要作用因素及段主要作用因素及产产生的化学生的化学变变化列于表化列于表1-11-1。7/8/20244整理ppt表表1-1 成煤成煤过过程中主要作用因素和化学程中主要作用因素和化学变变化化成煤成煤过过程程阶阶段划分段划分泥炭化泥炭化阶阶段段煤化煤化阶阶段段条条 件件沼沼泽泽、细细菌菌数千年到数万年数千年到数万年地下（不太深）地下（不太深）数万年数万年地下（深地下（深处处）数千万年以上数千万年以上主要作用因素主要作用因素生物化学作用生物化学作用物理化学作用物理化学作用化学作用化学作用化学表达式化学表达式7/8/20245整理ppt煤的形成与种煤的形成与种类类二、煤的种二、煤的种类类及其特征及其特征1.1.煤的种煤的种类类 煤化煤化过过程是一个增碳的碳化程是一个增碳的碳化过过程。是一个由低程。是一个由低级级向高向高级级逐逐渐变渐变化的化的过过程，成煤条件的程，成煤条件的变变化，决定了化，决定了煤的煤的多多样样性、复性、复杂杂性和不均匀性性和不均匀性。所以根据煤化程。所以根据煤化程度的深浅、地度的深浅、地质质年代的年代的长长短以及含碳量的多少，可短以及含碳量的多少，可将煤划分将煤划分为为褐煤、烟煤和无烟煤褐煤、烟煤和无烟煤三大三大类类。7/8/20246整理ppt 由植物的成煤由植物的成煤过过程可知，植物埋在地下的年代越程可知，植物埋在地下的年代越久，成煤久，成煤过过程中煤的煤化程度就越深，煤中的水分程中煤的煤化程度就越深，煤中的水分与与挥发挥发分的含量就越小，含碳量分的含量就越小，含碳量则则越高。越高。2.各种煤的基本特征各种煤的基本特征 褐煤褐煤 褐煤是煤化程度最低的煤。外褐煤是煤化程度最低的煤。外观观多程褐色或暗褐多程褐色或暗褐色，其光色，其光泽泽暗淡，暗淡，质质地地较软较软，极易破碎，其，极易破碎，其挥发挥发分分与内在水分都很高，褐煤易与内在水分都很高，褐煤易风风化，随之化，随之热热量明量明显显降降低。低。煤的形成与种煤的形成与种类类7/8/20247整理ppt煤的形成与种煤的形成与种类类 烟煤烟煤 烟煤的煤化程度高于褐煤，低于无烟煤。是自然烟煤的煤化程度高于褐煤，低于无烟煤。是自然界中分布最广的煤种，烟煤具有不同程度的光界中分布最广的煤种，烟煤具有不同程度的光泽泽，大多数呈条大多数呈条带带状。其特点状。其特点挥发挥发分范分范围围很很宽宽，不同，不同类类别别的烟煤粘的烟煤粘结结性差异性差异较较大，燃大，燃烧时烧时烟多。它的各烟多。它的各项项特性基本上也是介于无烟煤与褐煤之特性基本上也是介于无烟煤与褐煤之间间。如：。如：贫贫煤煤性性质质最接近无烟煤，所以有最接近无烟煤，所以有时时也称它也称它为为半无烟煤；半无烟煤；长长焰煤的性焰煤的性质质最接近褐煤。最接近褐煤。7/8/20248整理ppt煤的形成与种煤的形成与种类类 无烟煤无烟煤 煤化程度最高的一种煤。煤化程度最高的一种煤。挥发挥发分含量低，密度大，分含量低，密度大，含碳量高，燃点高，无粘含碳量高，燃点高，无粘结结性，外性，外观观呈灰黑色，有呈灰黑色，有金属光金属光泽泽，无明，无明显显条条带带，燃，燃烧时烧时不冒烟，火焰不冒烟，火焰较较短。短。褐煤、烟煤、无烟煤的主要特征褐煤、烟煤、无烟煤的主要特征见见表表1-2。7/8/20249整理ppt煤的形成与种煤的形成与种类类表表1-2 煤炭的种煤炭的种类类与特征与特征种种类类褐煤褐煤烟煤烟煤无烟煤无烟煤颜颜色色褐至黑褐色褐至黑褐色黑色黑色灰黑色灰黑色光光泽泽大多无光大多无光泽泽有一定光有一定光泽泽有金属光有金属光泽泽外外观观无原始植物残体，无原始植物残体，无明无明显显条条带带有亮暗相有亮暗相间间的的条条带带无明无明显显条条带带燃燃烧现烧现象象易着火，有烟易着火，有烟多烟多烟难难着火，无烟着火，无烟水分水分较较多多少少较较少少硬度硬度低低较较高高高高7/8/202410整理ppt第二第二节节 煤的岩相煤的岩相组组成成一、煤岩学的概念一、煤岩学的概念 煤是一种有机岩煤是一种有机岩矿矿，利用通常研究岩石的方法，利用通常研究岩石的方法来研究煤的学科称来研究煤的学科称为为煤岩学。煤岩学。二、煤岩学的研究方法二、煤岩学的研究方法 宏宏观观研究法和微研究法和微观观研究法研究法 宏宏观观研究法是用肉眼来研究法是用肉眼来观观察区察区别别煤煤层层的岩相的岩相组组成。成。微微观观研究法是利用研究法是利用显显微微镜镜来来识别识别煤的煤的纤维组纤维组成成7/8/202411整理ppt煤的岩相煤的岩相组组成成三、宏三、宏观观煤岩成分煤岩成分 丝丝碳、碳、镜镜煤、亮煤、暗煤煤、亮煤、暗煤四、煤岩有机四、煤岩有机显显微微组组分分 镜质组镜质组、丝质组丝质组、壳、壳质组质组稳稳定定组组。五、煤岩无机五、煤岩无机显显微微组组成成 煤中煤中矿矿物物质质=灰分，硫分灰分，硫分六、煤中常六、煤中常见矿见矿物物质质 粘土粘土矿矿、黄、黄铁矿铁矿、石英、方解石、石英、方解石7/8/202412整理ppt第三第三节节 煤炭分煤炭分类标类标准准简简介介一、中国煤炭分一、中国煤炭分类类 中国煤炭分中国煤炭分类标类标准主要是按照煤的准主要是按照煤的煤化程度煤化程度（V Vdafdaf、P Pm m）及）及工工艺艺性能性能（G G、Y Ymmmm、b b）相）相结结合合对对煤炭煤炭进进行分行分类类。采用煤的煤化程度参数采用煤的煤化程度参数V Vdafdaf，将煤划分，将煤划分为为无烟无烟煤、烟煤和褐煤三大煤、烟煤和褐煤三大类类。凡干燥无灰基凡干燥无灰基挥发挥发分分10.0%的煤的煤为为无烟煤；无烟煤；10.0%为为烟煤；烟煤；37.0%为为褐煤。褐煤。7/8/202413整理ppt煤炭分煤炭分类标类标准准简简介介无烟煤按照干燥无灰基无烟煤按照干燥无灰基挥发挥发分（分（V Vdafdaf ）和干燥）和干燥无灰基无灰基氢氢（H Hdafdaf ）含量）含量为为指指标标，分，分为为无烟煤无烟煤1 1号、号、2 2号和号和3 3号三号三类类。烟煤采用两个参数来确定其烟煤采用两个参数来确定其类别类别，一个是表征烟，一个是表征烟煤煤化程度的参数煤煤化程度的参数(V(Vdafdaf)，另一个是表征烟煤黏，另一个是表征烟煤黏结结性的参数（性的参数（G G）、（）、（Y Ymmmm）或（）或（b b）作）作为为指指标标，将烟煤将烟煤细细分分为为1212个小个小类类，它，它们们分分别别是是贫贫煤煤(PM)(PM)、贫贫瘦煤瘦煤(PS)(PS)、瘦煤、瘦煤(SM)(SM)、焦煤、焦煤(JM)(JM)、肥煤、肥煤(FM)(FM)、1/31/3焦煤焦煤(1/3JM)(1/3JM)、气肥煤、气肥煤(QF)(QF)、气煤、气煤(QM)(QM)、1/21/2中粘煤中粘煤(1/2ZN)(1/2ZN)、弱粘煤、弱粘煤(RN)(RN)、不粘煤、不粘煤(BN)(BN)和和长长焰煤焰煤(CY)(CY)。7/8/202414整理ppt煤炭分煤炭分类标类标准准简简介介根据透光率指根据透光率指标标（P Pm m），褐煤又可分），褐煤又可分为为两小两小类类，分分别别是褐煤是褐煤1 1号和褐煤号和褐煤2 2号。号。二、煤炭二、煤炭产产品品种和等品品种和等级级划分划分 所所谓谓煤炭煤炭产产品品种，是指煤炭品品种，是指煤炭经过拣经过拣矸或矸或筛选筛选加加工后所工后所获获得的具有不同得的具有不同质质量和用途的煤炭量和用途的煤炭产产品。品。煤炭煤炭产产品按照品按照用途用途（冶（冶炼炼或其它用途）、或其它用途）、加工方加工方法法（洗（洗选选或或筛选筛选）和）和技技术术（粒度、灰分）（粒度、灰分）要求要求划分划分为为五大五大类类，2828个品种。个品种。7/8/202415整理ppt煤炭分煤炭分类标类标准准简简介介精煤（包括精煤（包括2个品种）。个品种）。经经精精选选加工生加工生产产出来的，符合品出来的，符合品质质要求的要求的产产品。多品。多为为低灰分、低含硫量的低灰分、低含硫量的优质优质煤。煤。粒粒级级煤（包括煤（包括16个品种）。个品种）。经过筛选经过筛选或洗或洗选选生生产产的，粒度的，粒度下限大于下限大于6mm的煤炭的煤炭产产品。品。洗洗选选煤（包括煤（包括7个品种）。个品种）。经过经过洗洗选选加工的煤。加工的煤。原煤。从毛煤中原煤。从毛煤中选选出出规规定粒度的矸石（包括黄定粒度的矸石（包括黄铁矿铁矿等等杂杂物）物）以后的煤炭以后的煤炭产产品。品。低低质质煤（包括煤（包括2个品种）。通常指低个品种）。通常指低发热发热量（量（14.5MJ/kg）、高灰分的煤（）、高灰分的煤（40%）的各种煤炭）的各种煤炭产产品或煤品或煤泥（洗煤厂粒度在泥（洗煤厂粒度在0.5mm以下的一种洗煤以下的一种洗煤产产品）。品）。7/8/202416整理ppt煤炭分煤炭分类标类标准准简简介介三、三、发电发电用煤粉用煤粉锅锅炉用煤技炉用煤技术术条件条件为为适适应应火火电电厂厂动动力用煤的特点，提高煤的使用效率，力用煤的特点，提高煤的使用效率，并根据并根据电电厂固厂固态态排渣煤粉排渣煤粉锅锅炉的技炉的技术术条件要求，条件要求，选选用了用了7 7项项指指标进标进行划分，以作行划分，以作为锅为锅炉炉设计设计与与选选用煤源用煤源的依据之一。的依据之一。分分类类指指标标有有干燥无灰基干燥无灰基挥发挥发分分、收到基低位收到基低位发热发热量量、干燥基灰分干燥基灰分、全水分全水分、干燥基全硫干燥基全硫、煤灰熔融性的煤灰熔融性的软软化温度化温度、哈氏可磨性哈氏可磨性HGIHGI等七等七项项指指标标，7/8/202417整理ppt第四第四节节 煤的煤的组组成与表达式成与表达式一、煤的一、煤的组组成成 煤是多种有机物和无机物的混合物，煤是多种有机物和无机物的混合物，组组成成结结构非构非常复常复杂杂，其有机主体是一种不确定非均一的、分子，其有机主体是一种不确定非均一的、分子量很高的量很高的缩缩聚物聚物结结构。构。煤中无机物的煤中无机物的组组成主要以硅酸成主要以硅酸盐盐（铝铝、钙钙、镁镁、钠钠、钾钾）、碳酸）、碳酸盐盐（主要是（主要是钙钙、镁镁、铁铁等等盐盐）、硫）、硫酸酸盐盐和硫化物（黄和硫化物（黄铁矿铁矿）等）等矿矿物物质质形式存在。此外形式存在。此外还还有一些伴生的稀有元素。有一些伴生的稀有元素。工工业业上常将煤划分上常将煤划分为为工工业业分析分析组组成和元素分析成和元素分析组组成成两种方式。两种方式。7/8/202418整理ppt煤的煤的组组成与表达式成与表达式二、煤的工二、煤的工业业分析和元素分析分析和元素分析组组成之成之间间的关系的关系 煤中工煤中工业业分析各分析各组组分以百分含量形式表示，分以百分含量形式表示，总总和和为为100。即：水分即：水分+灰分灰分+挥发挥发分分+固定碳固定碳=100 煤中元素分析煤中元素分析组组成是成是对对煤中可燃有机煤中可燃有机质质的划分，的划分，所以按相所以按相应应的可燃的可燃组组分，再加上不可燃分，再加上不可燃组组分水分和分水分和灰分，灰分，总总和和为为100。即：碳即：碳+氢氢+氮氮+氧氧+硫硫+水分水分+灰分灰分=100 见图见图11。7/8/202419整理ppt煤的煤的组组成与表达式成与表达式1-1 1-1 煤的工煤的工业业分析和元素分析分析和元素分析组组成的关系成的关系图图7/8/202420整理ppt煤的煤的组组成与表达式成与表达式 由此我由此我们们可以看出，从煤可以看出，从煤组组成的角度去分析，煤成的角度去分析，煤中的碳、中的碳、氢氢、氮、氧、硫相当于煤中的、氮、氧、硫相当于煤中的挥发挥发分与固分与固定碳，它定碳，它们们构成了煤中的可燃构成了煤中的可燃组组分，即：分，即：挥发挥发分分+固定碳固定碳=碳碳+氢氢+氮氮+氧氧+硫硫三、表达式三、表达式 煤煤质质特性指特性指标标普遍采用普遍采用该该特性英文名称第一个字特性英文名称第一个字母，用大写方式表示。如灰分，英文名称母，用大写方式表示。如灰分，英文名称为为ash，故用故用A表示；又如：水分，英文名称表示；又如：水分，英文名称为为moisture,故故用用M表示。表示。7/8/202421整理ppt煤的煤的组组成与表达式成与表达式1-3 1-3 常用煤常用煤质质特性指特性指标标表示方法表示方法特性指特性指标标符号符号水分水分全水分全水分灰分灰分挥发挥发分分固定碳固定碳 弹弹筒筒发热发热量量高位高位发热发热量量7/8/202422整理ppt低位低位发热发热量量碳碳氢氢氧氧氮氮全硫全硫可燃硫可燃硫哈氏可磨性指数哈氏可磨性指数碳酸碳酸盐盐二氧化碳二氧化碳磨磨损损性性着火温度着火温度灰熔融性灰熔融性变变形温度形温度软软化温度化温度半球温度半球温度流流动动温度温度粘粘结结指数指数透光率透光率7/8/202423整理ppt煤的煤的组组成与表达式成与表达式工工业业分析分析组组成百分含量的表达式成百分含量的表达式为为：M+A+V+FC=100元素分析元素分析组组成百分含量的表达式成百分含量的表达式为为：M+A+C+H+N+O+S=1007/8/202424整理ppt第五第五节节 煤的物理和化学特性煤的物理和化学特性一、煤的物理性一、煤的物理性质质 煤的物理性煤的物理性质质主要包括：煤的相主要包括：煤的相对对密度（比密度（比重）、重）、颜颜色、光色、光泽泽、硬度、粉碎性和、硬度、粉碎性和热稳热稳定性等。定性等。煤的物理性煤的物理性质质主要影响因素主要影响因素 煤的成因因素，即原始物料及其堆煤的成因因素，即原始物料及其堆积积条件，煤化条件，煤化度或度或变质变质程度；煤的灰分、水分和程度；煤的灰分、水分和风风化程度。化程度。7/8/202425整理ppt煤的物理特性煤的物理特性1.煤的相煤的相对对密度（比重）密度（比重）煤的真相煤的真相对对密度（真比重）密度（真比重）：20时时，煤的，煤的质质量与同温量与同温度同体度同体积积（不包括煤的所有空隙）水的（不包括煤的所有空隙）水的质质量之比。是量之比。是计计算算煤煤层层平均平均质质量与研究煤炭性量与研究煤炭性质质的一的一项项重要指重要指标标。煤的真相煤的真相对对密度随煤化程度而密度随煤化程度而变变化，以化，以镜质组镜质组密度密度为为例，例，当煤化程度当煤化程度较较低低时时，镜质组镜质组密度随煤化度的提高而减小；密度随煤化度的提高而减小；但当碳含量但当碳含量约约达达87%时时，镜质组镜质组出出现现最小最小值值，以后随煤化，以后随煤化度的增加而迅速增加。度的增加而迅速增加。7/8/202426整理ppt煤的物理特性煤的物理特性 煤的煤的视视相相对对密度（密度（视视比重）比重）：2020时时，煤的，煤的质质量与同温度量与同温度同体同体积积（包括煤的所有空隙）水的（包括煤的所有空隙）水的质质量之比。它是量之比。它是计计算煤的算煤的储储量、煤量、煤仓设计仓设计和运和运输输量、粉碎、燃量、粉碎、燃烧烧等等过过程的指程的指标标。煤的气孔率煤的气孔率：根据煤的真比重和：根据煤的真比重和视视比重比重计计算得煤的气孔率算得煤的气孔率。它与煤的反。它与煤的反应应性能、性能、强强度有一定的关系，气孔率大的煤其度有一定的关系，气孔率大的煤其表面表面积积大，反大，反应应性能好，但其性能好，但其强强度一般度一般较较小。小。气孔率气孔率=真比重真比重-视视比重比重 100%100%真比重真比重 7/8/202427整理ppt煤的物理特性煤的物理特性 煤的堆煤的堆积积比重比重：20时时，自由堆，自由堆积积的煤的的煤的质质量与同量与同温度同体温度同体积积（包括煤的所有孔隙和煤（包括煤的所有孔隙和煤块块之之间间孔孔隙在内的煤堆体隙在内的煤堆体积积）水的）水的质质量之比。量之比。注意：此注意：此为为自由堆自由堆积积，而非，而非认为压实认为压实，并且包括，并且包括煤煤块间块间的孔隙，以的孔隙，以t/cm3为单为单位，在位，在设计设计煤煤仓仓、估、估算算炼炼焦装煤量和装焦装煤量和装车车重量的情况下使用。重量的情况下使用。7/8/202428整理ppt煤的物理特性煤的物理特性影响煤比重的因素影响煤比重的因素1.1.煤的种煤的种类类（成因因素）（成因因素）2.2.岩相岩相组组成成3.3.煤化程度煤化程度4.4.矿矿物物质质种种类类和含量和含量5.5.水分及水分及风风化化7/8/202429整理ppt煤的物理特性煤的物理特性2.煤的煤的颜颜色色 一般一般为为黑色、褐色和灰色。煤的黑色、褐色和灰色。煤的颜颜色和煤的性色和煤的性质质有关，随煤的有关，随煤的变质变质程度加深而程度加深而变变化。褐煤呈褐色，化。褐煤呈褐色，主要是由于褐煤中含有腐植酸；烟煤呈黑色；无烟主要是由于褐煤中含有腐植酸；烟煤呈黑色；无烟煤成煤成钢钢灰色。灰色。颜颜色的色的变变化也受化也受变质变质程度和程度和矿矿物物质质的不同影响，的不同影响，如如变质变质程度深的褐煤呈深褐色到黑色。程度深的褐煤呈深褐色到黑色。7/8/202430整理ppt煤的物理特性煤的物理特性3.煤的光煤的光泽泽 煤的光煤的光泽泽是指煤表面的反射能力，通常是指煤表面的反射能力，通常为为全暗全暗的、半暗的、半亮的、全亮和很亮等。的、半暗的、半亮的、全亮和很亮等。煤的光煤的光泽泽影响因素影响因素（1 1）煤岩）煤岩组组成成（2 2）煤化程度）煤化程度（3 3）灰分）灰分7/8/202431整理ppt煤的物理特性煤的物理特性4.4.煤的硬度煤的硬度 煤的硬度煤的硬度是指用其它是指用其它较较硬的物硬的物质质刻划的刻划的强强度。了解煤的度。了解煤的硬度能使人硬度能使人们们考考虑虑在采煤在采煤时时所使用的机械装置及推所使用的机械装置及推测测机械机械磨磨损损等情况。同等情况。同时还时还能事先能事先预测预测破碎、成型加工的破碎、成型加工的难难易程易程度。度。煤的煤的显显微硬度是指煤微硬度是指煤对坚对坚硬的物体硬的物体压压入的入的对对抗能力，抗能力，测测定原理是在光滑的煤定原理是在光滑的煤样样平面上平面上压压入一入一坚坚硬的特殊形状的硬的特殊形状的压压力，在煤的表面力，在煤的表面压压入一印痕，然后在入一印痕，然后在显显微微镜镜下下观观察印痕大察印痕大小，印痕越大，煤的小，印痕越大，煤的显显微硬度越低。煤的微硬度越低。煤的显显微硬度随煤的微硬度随煤的变质变质程度加深而程度加深而变变化增高。化增高。7/8/202432整理ppt煤的物理特性煤的物理特性5.5.煤的粉碎性（可磨性）煤的粉碎性（可磨性）煤被粉碎（研磨成粉）的煤被粉碎（研磨成粉）的难难易程度通常用煤的可易程度通常用煤的可磨性指数（磨性指数（HGI)表示。可磨性指数越大表示。可磨性指数越大则则越容易粉越容易粉碎。碎。磨碎定律磨碎定律:在研磨成粉在研磨成粉时时消耗的功（能量）与煤所消耗的功（能量）与煤所产产生的新表面生的新表面积积成正比。成正比。测测定方法定方法 1.1.全全苏热苏热工研究所法（工研究所法（BTNBTN法）法）2.2.哈德格哈德格罗罗夫法（夫法（HardgrcveHardgrcve）哈氏法哈氏法 7/8/202433整理ppt煤的物理特性煤的物理特性6.6.煤的煤的热稳热稳定性定性 煤的煤的热稳热稳定性是指煤在高温燃定性是指煤在高温燃烧烧或气化或气化过过程中程中对热对热的的稳稳定程度。即煤定程度。即煤块块在高温作用下保持原来粒度的性在高温作用下保持原来粒度的性质质。煤的煤的热稳热稳定性与煤种有关，无烟煤由于其定性与煤种有关，无烟煤由于其结结构致密，加构致密，加热时热时内外温差大，引起膨内外温差大，引起膨胀胀不同而破碎，造成不同而破碎，造成热稳热稳定性定性差；差；褐煤因含水分多，加褐煤因含水分多，加热过热过程中水分大量蒸程中水分大量蒸发发使煤容易破使煤容易破碎，其碎，其热稳热稳定性也差。定性也差。7/8/202434整理ppt煤的化学特性煤的化学特性二、煤的化学性二、煤的化学性质质 煤的化学性煤的化学性质质主要包括：煤的主要包括：煤的风风化、氧化、化、氧化、热热分分解等。解等。1.煤的煤的热热分解分解 煤在煤在热热分解分解时时能形成不同数量和不同能形成不同数量和不同组组成的成的产产物，即胶物，即胶质质状状态态、粘、粘结结、成焦等，由于煤的、成焦等，由于煤的结结构复构复杂杂，极不，极不稳稳定，在定，在热热分解分解过过程中的分解方式和程中的分解方式和产产品品性性质质受外界影响，主要与煤化程度、煤炭受外界影响，主要与煤化程度、煤炭组组分、加分、加热热方式有关。方式有关。7/8/202435整理ppt煤的化学特性煤的化学特性 2.煤的煤的风风化、氧化和自燃化、氧化和自燃 煤在空气中堆放或离地表很近的煤煤在空气中堆放或离地表很近的煤层层在受到大气在受到大气因素的因素的综综合影响合影响时时，其物理性，其物理性质质、化学性、化学性质质、工、工艺艺性性质质等会等会发发生一系列的生一系列的变变化，称化，称为风为风化，即氧化。化，即氧化。其主要原因是由于煤的有机其主要原因是由于煤的有机质质和和矿矿物物质质被氧化，煤被氧化，煤便会便会释释放出放出热热量，若量，若释释放的放的热热量不能及量不能及时释时释放出，放出，在煤在煤层层或煤堆中越或煤堆中越积积越多，煤的温度会越来越高，越多，煤的温度会越来越高，促使氧化促使氧化过过程加速，程加速，释释放更多的放更多的热热量，以致达到煤量，以致达到煤的燃点，造成自燃。的燃点，造成自燃。7/8/202436整理ppt煤的化学特性煤的化学特性煤煤经风经风化、氧化后，其性化、氧化后，其性质变质变化：化：1.1.外外观观色色泽泽改改变变；2.2.煤的化学性煤的化学性质变质变化；化；3.3.煤的煤的热值变热值变化。化。7/8/202437整理ppt第五第五节节 煤煤质质特性指特性指标标与与电电力生力生产产关系关系 电电厂厂锅锅炉大多采用煤粉炉大多采用煤粉悬悬浮燃浮燃烧烧方式。方式。电电厂用煤的好坏是由厂用煤的好坏是由电电厂的厂的设计设计和校核煤种来决和校核煤种来决定的。定的。一、工一、工业业分析特性指分析特性指标标1.1.水分（水分（M M）可燃部分含量相可燃部分含量相对对减少，减少，发热发热量降低；量降低；气气态态排放排放过过程程带带走走热热量；量；降低炉膛温度，推降低炉膛温度，推迟迟着火着火时间时间，增加化学和机械，增加化学和机械不完全燃不完全燃烧热损烧热损失；失；7/8/202438整理ppt煤煤质质特性指特性指标标与与电电力生力生产产关系关系造成煤造成煤仓仓、输输煤管路堵塞及磨煤机出力下降煤管路堵塞及磨煤机出力下降加速煤氧化和自燃。加速煤氧化和自燃。若含有适量的水分，可以防止若含有适量的水分，可以防止储储运、装卸运、装卸过过程中程中煤粉煤粉损损失，减少失，减少对环对环境的境的污污染，染，还还能改善燃能改善燃烧烧工况工况和提高炉膛和提高炉膛热辐热辐射效果。射效果。一般来一般来说说，水分，水分为为5 58%8%为为宜，大于宜，大于8%8%就可能就可能导导致致输输煤、煤、给给煤系煤系统统运行障碍。运行障碍。7/8/202439整理ppt煤煤质质特性指特性指标标与与电电力生力生产产关系关系2.2.灰分（灰分（A A）增加增加发电发电成本；成本；影响影响锅锅炉安全运行；炉安全运行；腐腐蚀锅蚀锅炉炉设备设备；污污染染环环境。境。7/8/202440整理ppt煤煤质质特性指特性指标标与与电电力生力生产产关系关系3.挥发挥发分（分（V）随煤化程度的加深而减少；随煤化程度的加深而减少；其大小决定煤着火的其大小决定煤着火的难难易程度；易程度；VdafVdaf大于大于25%25%易易发发生爆炸。生爆炸。4.4.固定碳（固定碳（FC)FC)固定碳固定碳总总是低于元素碳（是低于元素碳（V V主要包含主要包含C+H)C+H)7/8/202441整理ppt煤煤质质特性指特性指标标与与电电力生力生产产关系关系 1-4 1-4 不同煤种不同煤种挥发挥发分的特性分的特性 煤种煤种 挥发挥发分开始逸出的温度（分开始逸出的温度（）挥发挥发分的分的发热发热量（量（MJ/kg)无烟煤无烟煤 约约400 69.00 贫贫煤煤 320390 54.3656.45 烟煤烟煤 210260 39.3148.06 长长焰煤焰煤 约约170 约约35.54 褐煤褐煤 130170 约约25.727/8/202442整理ppt煤煤质质特性指特性指标标与与电电力生力生产产关系关系二、元素分析特性指二、元素分析特性指标标 煤的元素煤的元素组组成在燃成在燃烧过烧过程中，程中，发发生下列生下列变变化：化：煤煤COCO2 2+H+H2 2O+SOO+SO2 2+SO+SO3 3+N+N2 2+NO+NOX X+1.1.碳（碳（C C）、）、氢氢（H)H)C C和和H H是煤炭燃是煤炭燃烧产烧产生生热热量的主要来源量的主要来源 1g 1g碳完全燃碳完全燃烧产烧产生生34040J34040J的的热热量；量；1g 1g氢氢完全燃完全燃烧产烧产生生143010J143010J的的热热量。量。2.2.硫（硫（S S）硫硫对电对电力生力生产产的影响的影响 对锅对锅炉炉设备设备的腐的腐蚀蚀；对环对环境的危害。境的危害。7/8/202443整理ppt煤煤质质特性指特性指标标与与电电力生力生产产关系关系三、可磨性指三、可磨性指标标（HGIHGI）在在规规定的条件下，煤研磨成粉的定的条件下，煤研磨成粉的难难易程度。易程度。煤炭在磨制煤炭在磨制过过程中的能量消耗与磨制效率取决于煤炭自程中的能量消耗与磨制效率取决于煤炭自身可磨性。身可磨性。通常用哈氏可磨性指数来表示，通常用哈氏可磨性指数来表示，HGIHGI一般在一般在50-9050-90内内。四、煤灰熔融性指四、煤灰熔融性指标标 煤灰受煤灰受热时热时，由固，由固态态向液向液态转态转化化过过程中表程中表现现出的性出的性质质。表征特征表征特征变变化点的温度分化点的温度分别为别为DTDT、STST、HTHT、FTFT。7/8/202444整理ppt煤煤质质特性指特性指标标与与电电力生力生产产关系关系 测测定灰熔融性的意定灰熔融性的意义义1.提供提供锅锅炉炉设计选择设计选择炉膛出口烟温和炉膛出口烟温和锅锅炉安全运行依据；炉安全运行依据；2.预测预测燃煤的燃煤的结结渣；渣；ST=1350ST=1350为为分分界界线线。3.为为不同不同锅锅炉燃炉燃烧烧方式方式选择选择燃煤；燃煤；4.判断煤灰的渣型判断煤灰的渣型7/8/202445整理ppt煤煤质质特性指特性指标标与与电电力生力生产产关系关系五、煤灰成分特性指五、煤灰成分特性指标标 煤灰成分主要含有硅、煤灰成分主要含有硅、铝铝、铁铁、钛钛、钙钙、镁镁、硫、硫、钾钾、钠钠等元素，其中硅、等元素，其中硅、铝铝、铁铁的氧化物占的氧化物占90%以上。以上。测测定煤灰成分的意定煤灰成分的意义义1.1.初步判断煤灰的熔融温度；初步判断煤灰的熔融温度；2.2.判断判断对锅对锅炉的腐炉的腐蚀蚀情况；情况；3.3.计计算算结结渣指数。渣指数。7/8/202446整理ppt煤煤质质特性指特性指标标与与电电力生力生产产关系关系 1-5 1-5 灰中氧化物的熔点灰中氧化物的熔点 氧化物名称氧化物名称 熔点（熔点（）氧化物名称氧化物名称 熔点（熔点（）SiOSiO2 2 1625 Fe 1625 Fe2 2O O3 3 1565 1565 Al Al2 2O O3 3 2050 FeO 1420 2050 FeO 1420 MgO 2800 K MgO 2800 K2 2O 800O 8001000 CaO 2570 NaCaO 2570 Na2 2O 800O 8001000 7/8/202447整理ppt煤煤质质特性指特性指标标与与电电力生力生产产关系关系六、煤粉六、煤粉细细度（度（Rx)指煤粉中不同粒度指煤粉中不同粒度颗颗粒所占的粒所占的质质量百分数。它量百分数。它对对煤炭燃煤炭燃烧烧的的经济经济性有直接的影响。性有直接的影响。利用煤粉利用煤粉细细度判断煤粉粒度分布的均匀性。度判断煤粉粒度分布的均匀性。当当n1时时，煤粉粒度分布，煤粉粒度分布较较均匀；当均匀；当n1时时，则则煤粉粒度分煤粉粒度分布均匀性布均匀性较较差。根据不同差。根据不同设计设计煤煤质质，发电发电厂一般厂一般选选取取n=0.81.2。7/8/202448整理ppt第六第六节节 煤煤质质分析方法的一般分析方法的一般规规定和定和基准的基准的应应用用一、煤一、煤样样的保存的保存 1）水分煤）水分煤样应样应装入不吸水、不透气的密装入不吸水、不透气的密闭闭容器中；容器中；2）一般分析）一般分析试验试验煤煤样应样应在达到空气干燥状在达到空气干燥状态态后装入后装入严严密密的容器中。的容器中。二、水分二、水分测测定期限定期限 1）全水分）全水分应应在煤在煤样样制制备备后立即后立即测测定，如不能立即定，如不能立即测测定，定，则应则应将其准确称量。将其准确称量。2）凡需根据水分）凡需根据水分测测定定结结果果进进行校正或行校正或换换算的分析算的分析试验试验，应应同同时测时测定煤定煤样样水分；如不能同水分；如不能同时进时进行，两者行，两者测测定也定也应应在在尽量短的、煤尽量短的、煤样样水分未水分未发发生生显显著性著性变变化的期限内化的期限内进进行，即行，即5d。7/8/202449整理ppt煤煤质质分析方法的一般分析方法的一般规规定和定和基准的基准的应应用用三、三、测测定次数定次数 对对同一煤同一煤样进样进行行2次次测测定（一般定（一般为为重复重复测测定），定），测测定差定差值值T；3次次测测定，极差定，极差1.2T；4次次测测定，极差定，极差1.3T。否。否则则舍去全部舍去全部结结果，果，查查原因重新原因重新测测定。定。四、基准的四、基准的应应用用 按照煤存在的状按照煤存在的状态态或者根据需要而或者根据需要而规规定的成分定的成分组组合，称合，称为为基准。基准。1.电电力用煤常用基准力用煤常用基准 四种状四种状态态：收到基：收到基(ar)、空气干燥基、空气干燥基(ad)、干燥基、干燥基(d)、干、干 燥无灰基燥无灰基(daf)7/8/202450整理ppt煤煤质质分析方法的一般分析方法的一般规规定和定和基准的基准的应应用用1-6 各种基的燃煤状各种基的燃煤状态态 燃煤基燃煤基 燃煤状燃煤状态态 燃煤含有燃煤含有组组成成 收收 到到 收到收到时时的燃煤的燃煤 表面水分、空干基水分、表面水分、空干基水分、灰分、灰分、挥发挥发分、固定碳分、固定碳 空气干燥空气干燥 达到与达到与环环境湿度境湿度 空气干燥基水分、灰分、空气干燥基水分、灰分、平衡平衡时时的燃煤的燃煤 挥发挥发分、固定碳分、固定碳 干干 燥燥 在在105 下干燥下干燥 挥发挥发分、灰分、固定碳分、灰分、固定碳 后的假想燃煤后的假想燃煤 干燥无灰干燥无灰 扣除水分和扣除水分和815 下燃下燃烧烧所得灰分所得灰分 挥发挥发分、固定碳分、固定碳 量后的假想状量后的假想状态态7/8/202451整理ppt煤煤质质分析方法的一般分析方法的一般规规定和定和基准的基准的应应用用2.2.不同基准之不同基准之间间的关系的关系煤煤质质某一特性指某一特性指标标，当用不同基准表示，当用不同基准表示时时，其数，其数值值随随收到基收到基空气干燥基空气干燥基干燥基干燥基干燥无灰基的干燥无灰基的顺顺序依次序依次增大；增大；无无论论采用哪种基准表示，煤炭各成分之和一定是采用哪种基准表示，煤炭各成分之和一定是100%100%且只有采用且只有采用统统一基准，各特性指一基准，各特性指标值标值才可以直接相加才可以直接相加减，若采用不同基准，必减，若采用不同基准，必须须将其将其换换算到同一基准后算到同一基准后进进行行运算。运算。不同基准之不同基准之间间相差水分或灰分，有相差水分或灰分，有时则时则同同时时相差水分相差水分与灰分。与灰分。采用干燥基采用干燥基时时，则则灰分、灰分、挥发挥发分、固定碳三者之和分、固定碳三者之和为为100%100%；采用干燥无灰基采用干燥无灰基时时，则挥发则挥发分与固定碳之和分与固定碳之和为为100%100%。7/8/202452整理ppt煤煤质质分析方法的一般分析方法的一般规规定和定和基准的基准的应应用用3.基准的基准的换换算算 基准基准换换算可按下式算可按下式计计算：算：Y=KX0 当所需当所需计计算的基准比初始基准成分有所减少算的基准比初始基准成分有所减少时时，各成分所，各成分所占的百分含量随之增加，比例系数占的百分含量随之增加，比例系数K1；反之，当所需；反之，当所需计计算的基准比初始基准成分有所增加算的基准比初始基准成分有所增加时时，各成分所占的百分，各成分所占的百分含量随之减少，比例系数含量随之减少，比例系数K1。7/8/202453整理ppt煤煤质质分析方法的一般分析方法的一般规规定和定和基准的基准的应应用用举举例：以工例：以工业业分析分析组组成成为为例例1.由空气干燥基由空气干燥基Aad换换算到干燥基算到干燥基Ad 空气干燥基工空气干燥基工业业分析分析组组成：成：Mad+Aad+Vad+FCad=100 干燥基工干燥基工业业分析分析组组成：成：Ad+Vd+FCd=100 根据干燥基定根据干燥基定义义，Ad含量相当于在空气干燥基条件下，含量相当于在空气干燥基条件下，计计算算Aad占占Aad、Vad、FCad含量之和的百分数，即：含量之和的百分数，即：Aad 100 Ad=100=Aad Aad+Vad+FCad 100-Mad7/8/202454整理ppt 100 K=1 100-Mad 反之，由干燥基反之，由干燥基换换算到空气干燥基：算到空气干燥基：100-Mad K=1 100 7/8/202455整理ppt 除低位除低位发热发热量的量的换换算外，只要将有关数算外，只要将有关数值带值带入下表所列相入下表所列相应应公式，再乘公式，再乘以用已知基的以用已知基的项项目目值值，即可求得所要求的基准。，即可求得所要求的基准。1-7 不同基的不同基的换换算公式算公式已知基已知基要要 求求 基基收到基收到基ar空气干燥基空气干燥基ad干燥基干燥基d干燥无灰基干燥无灰基daf收到基收到基ar空气干燥基空气干燥基ad干燥基干燥基d干燥无灰基干燥无灰基daf7/8/202456整理ppt 谢谢大家！7/8/202457整理ppt