煤的热工性质及对火焰的影响

一、 发热量（热值）发热量的概念：单位质量或体积的燃料完全燃烧，当燃烧产物冷却到燃烧前的温度时所放出的热量称为燃料的发热量或热值，单位为KJ/kg(kJ/Nm)或MJ/kg(Nm)。燃烧的发热量由高位发热量Qgr和低位发热量Qnet两种。高位发热量是燃料完全燃烧，并当燃烧产物中的水蒸气（包括燃料中所含水分生成的水蒸气和燃料中氢燃烧时生成的水蒸气）全部凝结为水时所放出的热量；低位发热量则是指燃料完全燃烧后，其燃烧产物中水蒸气仍以气态存在时所放出的热量。实际燃烧时，温度很高，燃烧产物中的的水蒸气以气态存在，不可能凝结为水而放出汽化热。故燃烧计算应以燃烧收到基低位发热量为基准。二、其他热工性质其他影响燃料运行过程的燃料热工性质，随不同燃料而异。1. 挥发分在隔绝空气的条件下，将一定量的煤样在温度900下加热7分钟，所得到的气态物质（不包括其中的水分）称为煤的挥发物。而挥发物占煤的质量百分数则称为挥发分。挥发物的组成颇复杂，主要由煤的矿物结晶水，挥发性成分和热分解产物等组成，如部分碳氢化合物，碳氧化合物，氢气和焦油蒸气等。煤中挥发物含量，影响到燃烧时火焰的长度及着火温度。一般来说，挥发物含量高时火焰长，着火温度低，易着火；反之，则不然。2.结渣性与煤中灰分的组成有关。灰分的组成，影响煤灰的熔融性，当灰分中SiO2，Al2O3含量多时，灰分软化温度高，FeO，Na2O，K2O等含量多时，灰分软化温度降低。灰分软化温度还与燃烧时的气氛有关，在氧化气氛中，FeO氧化成Fe2O3和Fe3O4，它们与SiO2形成软化温度高的硅酸盐质成分。在还原气氛中，Fe2O3易被还原成FeO，FeO与SiO2形成软化温度低的硅酸盐质灰分。烧易结渣的煤。操作困难，燃烧不易稳定，且灰渣中易带走燃的燃料，使机械不完全燃烧热损失增加。3.水分煤中水分不宜高。水分存在，会降低热量，亦不利于着火，且使炉温降低，并增加烟气带走的热损失。4.可燃硫含量燃料中存在的可燃硫，燃烧后将会生成SO2和SO3气体。这些气体与烟气中的水蒸气结合会形成硫酸或硫酸蒸汽，腐蚀金属管道或设备。此外，SO2和SO3气体若随烟气排到大气中，则使大气污染，直接影响人体健康和植物生长。一般要求含硫量小于1%。由于我国燃料中硫酸盐含量很小，一般所谓全硫含量即可指可燃硫含量。三、煤质对火焰的影响1.煤粉水份对火焰的影响煤粉水份高时，煤粉中水份蒸发需吸收较多的热量，所以煤粉入窑后干燥、预热、升温到着火的时间要相应延长，且火焰的一部分热量被煤粉中水份吸收，用来蒸发水份，不利于提高火焰温度；另外如水份太低，因挥发份较高，着火点低，易燃易爆，所以入窑煤粉一般以1-2%的水分为宜。考虑到煤磨和储运的安全，煤粉要保存有少量的水份。2.煤粉挥发份对火焰的影响含挥发份高的煤粉，着火点低，易于起火，黑火头短，火焰正常，有利窑烧；挥发份低的煤粉，不易起火，黑火头长，而且因着火点高，升温速度慢，与固定碳几乎同时燃烧，造成高温部分过于集中。挥发份低于10%的煤对回转窑窑烧不利，此时可适当增加煤粉细度，提高一次风温以及设法使一次风与煤粉混合更加充分些。3.煤粉细度对火焰及窑皮的影响细度粗的煤粉着火慢，火焰长而无力，过粗的煤粉，会使其落在窑皮上尚在燃烧，使窑皮强度变低，影响窑皮寿命；细度细的煤粉易于起火，黑火头短，热量集中。但过细也不易于操作调节。4.煤粉的灰份对配料的影响灰份高的煤，生料碳酸钙配得高些，发热量低，吃火难烧，操作困难；反之则相反。