1、鍋爐常用煤種基本燃料特性試驗(yàn)研究文獻(xiàn)綜述我國目前的能源現(xiàn)狀我國是一個(gè)油氣資源短缺而煤炭資源相對(duì)豐富的國家， 一次能源結(jié)構(gòu)中以上是煤。預(yù)計(jì)到世紀(jì)中葉，甚至到世紀(jì)末，我國以煤為主的能源結(jié)構(gòu)將不會(huì)改變。對(duì)照我國的經(jīng)濟(jì)狀況， 我國的經(jīng)濟(jì)自改革開放以來取得了高速增長， 能源的生產(chǎn)和消費(fèi)也相應(yīng)增加， 目前己成為世界第二大能源生產(chǎn)和消耗國， 其中煤炭消費(fèi)量已連續(xù)十年居世界第一位。 而我國目前的煤炭轉(zhuǎn)化過程普遍存在效率低、 污染嚴(yán)重等問題，要實(shí)現(xiàn)全面、協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展，必須大幅度提高煤炭轉(zhuǎn)化的效率、并大幅度降低污染物排放， 煤的高效、清潔利用， 是我國經(jīng)濟(jì)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略選擇，是保證我國能源穩(wěn)定可靠供應(yīng)

2、以及可持續(xù)發(fā)展的重要科技基礎(chǔ)。 在相當(dāng)長的時(shí)期內(nèi)， 我國以煤為主的能源結(jié)構(gòu)將難以改變， 為了滿足未來經(jīng)濟(jì)、 社會(huì)和環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展對(duì)能源的需求， 煤炭的潔凈利用必須以科學(xué)的發(fā)展觀， 依靠科技進(jìn)步，走出一條兼顧效率、環(huán)保和經(jīng)濟(jì)的新型工業(yè)化道路 。根據(jù)第屆世界能源會(huì)議提供的資料， 世界煤炭經(jīng)濟(jì)可采儲(chǔ)量為億噸。 年世界煤炭資源在一次能源中所占比例為， 預(yù)計(jì)到年這個(gè)百分比將達(dá)到； 年亞洲煤炭在一次能源中占， 預(yù)計(jì)到年煤的比例將達(dá)到； 年我國煤炭占一次能源的， 估計(jì)到年煤在一次能源中的比例仍有左右。 可見，在今后年內(nèi)中國以煤炭為主的能源結(jié)構(gòu)不會(huì)發(fā)生顯著變化。年，我國的發(fā)電裝機(jī)容量為億千瓦，其中火力發(fā)電占，到

3、年仍將占左右。因此，近幾十年煤炭仍將在我國電力事業(yè)中占據(jù)主導(dǎo)作用。雖然我國的煤炭生產(chǎn)量很高， 但人口眾多，人均擁有量和人均消費(fèi)量并不高。以年為例，煤炭的人均儲(chǔ)量原蘇聯(lián)是我國的倍， 美國是倍。 年我國的能源生產(chǎn)總量位居世界第三位， 但人均能源消費(fèi)水平僅及世界平均值的。 并且我國的煤炭利用率很低，以我國年煤炭產(chǎn)量億噸計(jì)算， 按我國的能源利用水平， 有效利用的煤炭只有億噸， 如在日本可利用億噸， 也就是說我們浪費(fèi)了億噸， 浪費(fèi)了將近當(dāng)年產(chǎn)量的一半 。而且，由于我國煤炭供選率較低，運(yùn)輸能力不足以及國家有關(guān)對(duì)鍋爐等燃燒設(shè)備盡量燃用劣質(zhì)煤的政策等原因， 造成用煤企業(yè)不可能燃用單一煤種，而不得不燃用兩種或兩

4、種以上 的混煤。近年來，火力發(fā)電廠的裝機(jī)容量越來越大，單機(jī)容量以由年代的 為主發(fā)展到現(xiàn)在的 為主力機(jī)組 。煤的基本燃料研究的意義1 / 5由于煤耗量增大， 而運(yùn)輸能力又不足， 我們必須選擇合適的煤種、 合適的燃燒條件進(jìn)行燃燒， 在滿足負(fù)荷要求的前提下盡量節(jié)約。 目前我國大部分燃煤鍋爐都在主動(dòng)或被動(dòng)地燃用混煤， 存在實(shí)際燃燒與設(shè)計(jì)煤種不符合的嚴(yán)峻現(xiàn)狀。 現(xiàn)有資料顯示 : 按我國鍋爐臺(tái)數(shù)或鍋爐容量統(tǒng)計(jì)，其中燃煤煤質(zhì)不符合設(shè)計(jì)要求的約占。調(diào)查表明，凡是燃用煤種與設(shè)計(jì)煤種相符的電廠，鍋爐運(yùn)行較正常，生產(chǎn)穩(wěn)定，無需改造設(shè)備，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)也較好；而煤種不符則會(huì)引起各種問題。實(shí)際煤質(zhì)與設(shè)計(jì)上的差異， 給鍋爐

5、安全性、 經(jīng)濟(jì)性帶來的影響大致可分為以下幾個(gè)方面 : 鍋爐出力下降，機(jī)組不能滿發(fā)；鍋爐效率降低，發(fā)電煤耗增加；煤種多變，煤質(zhì)劣化，使電廠助燃油量增加；爐膛結(jié)渣，受熱面超溫；燃料費(fèi)用和發(fā)電成本增加 ?；谝陨系母鞣N問題，必須深入了解各種常用煤種在不同的燃燒條件下的燃燒特性，以便解決能源、環(huán)境、安全等各種問題。潔凈煤技術(shù)是當(dāng)前世界各國解決環(huán)境問題的主導(dǎo)技術(shù)之一， 也是高技術(shù)國際競爭的重要領(lǐng)域之一。 我國圍繞提高煤炭開發(fā)利用效率、 減輕對(duì)環(huán)境污染開展了大量的研究開發(fā)和推廣工作。 隨著國家宏觀發(fā)展戰(zhàn)略的轉(zhuǎn)變， 中國政府把潔凈煤技術(shù)作為可持續(xù)發(fā)展和實(shí)現(xiàn)兩個(gè)根本轉(zhuǎn)變的戰(zhàn)略措施之一。 我國于年成立了煤炭工業(yè)

6、潔凈煤工程技術(shù)研究中心， 年成立了國家潔凈煤技術(shù)推廣應(yīng)用領(lǐng)導(dǎo)小組， 年國務(wù)院批準(zhǔn)了中國潔凈煤技術(shù)九五計(jì)劃和年發(fā)展綱要 。在中國國民經(jīng)濟(jì)第十個(gè)五年計(jì)劃和煤炭工業(yè) “十五”規(guī)劃中，都強(qiáng)調(diào)要加大潔凈煤技術(shù)研究開發(fā)力度，擴(kuò)大潔凈煤領(lǐng)域的對(duì)外開放，推進(jìn)潔凈煤技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化。中國發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)的目標(biāo)：一是減少環(huán)境污染 , 如、煤矸石、粉塵、煤泥水等；二是提高煤炭利用效率 , 減少煤炭消費(fèi)；三是通過加大轉(zhuǎn)化，改善終端能源結(jié)構(gòu)。目前，中國已成了世界上最大的潔凈煤市場 。中國潔凈煤技術(shù)計(jì)劃框架涉及四個(gè)領(lǐng)域 （煤炭加工、 煤炭高效潔凈燃燒、 煤炭轉(zhuǎn)化、污染排放控制與廢棄物處理） ，包括十四項(xiàng)技術(shù)。、煤炭加工領(lǐng)域（包

7、括選煤、型煤、配煤、水煤漿技術(shù)）、煤炭的高效潔凈燃燒技術(shù)領(lǐng)域（先進(jìn)的燃燒器、流化床燃燒技術(shù)、整煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)）、煤炭轉(zhuǎn)化領(lǐng)域（包括煤炭氣化、煤炭液化、燃料電池）、污染排放控制與廢棄物處理領(lǐng)域（包括煙氣凈化、煤層氣的開發(fā)利用、2 / 5煤矸石、粉煤灰和煤泥的綜合利用、工業(yè)鍋爐和窯爐等技術(shù)）發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)是中國解決煤煙型大氣污染為主要特征的環(huán)境問題的一項(xiàng)戰(zhàn)略措施，是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)持續(xù)發(fā)展和經(jīng)濟(jì)、能源、環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的重要技術(shù)方向。潔凈煤技術(shù)的核心技術(shù)領(lǐng)域是煤炭高效潔凈燃燒。其中，燃煤固硫技術(shù)是一項(xiàng)適合我國國情的減排的技術(shù)。故，了解各種常用煤的燃燒基本數(shù)據(jù)和規(guī)律、最佳工藝參數(shù)等對(duì)鍋爐的有利燃燒

8、、控制大氣污染等方面具有重要的意義。本課題的主要研究內(nèi)容及意義主要研究內(nèi)容：以鍋爐常用煤種（無煙煤、煙煤）為原料，對(duì)其進(jìn)行工業(yè)分析（測(cè)定煤的水分、灰分、揮發(fā)分和固定碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)） 、元素分析（碳、氫、氧、氮、硫）、發(fā)熱量（發(fā)熱量是組織鍋爐熱平衡、計(jì)算燃燒物料平衡等各種參數(shù)和設(shè)備選擇的重要依據(jù)） 、灰熔點(diǎn)（灰熔點(diǎn)是用四個(gè)特征溫度表示的，他們分別是變形溫度、 軟化溫度、 半球溫度和流動(dòng)溫度， 其值通常用試驗(yàn)方法角錐法測(cè)得）的基本特性試驗(yàn)，再用熱重差示（）同步熱分析儀對(duì)常用煤種進(jìn)行熱重實(shí)驗(yàn)，通過對(duì)熱重曲線的分析， 研究不同因素（煤種和升溫速率） 對(duì)煤燃燒的影響，分析煤的燃燒特性， 并且利用數(shù)學(xué)推導(dǎo)，

9、 計(jì)算煤燃燒反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)參數(shù)。 通過橫向比較、縱向比較分析各種煤在各種燃燒條件中的燃燒特性， 從而得知其最佳燃燒條件、適用條件等。意義：研究不同煤種的基本燃料特性， 并探究不同因素對(duì)煤燃燒熱重曲線的影響，掌握煤燃燒的基本數(shù)據(jù)和規(guī)律。探索研究常用煤種燃燒的最佳工藝參數(shù)，通過對(duì)常用煤種燃燒特性的研究判斷燃燒機(jī)理及影響因素， 為優(yōu)化反應(yīng)條件及反應(yīng)器設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。 煤的燃燒與熱解是煤焦化、 氣化、液化和燃燒的必經(jīng)階段，同時(shí)是硫、氮污染物形成的重要階段， 所以研究煤燃燒特性對(duì)煤的清潔燃燒和脫硫脫氮技術(shù)有著重要意義。本課題的技術(shù)路線通過對(duì)兩種煤的工業(yè)分析、元素分析、發(fā)熱量、灰熔點(diǎn)的基本特性試驗(yàn)，了解各

10、種煤的基本特性，大致掌握其燃燒特點(diǎn)。再用熱重差示（）同步熱分析儀對(duì)常用煤種進(jìn)行熱重實(shí)驗(yàn)。 熱重分析法 () 是在程序溫度控制下測(cè)量物質(zhì)質(zhì)量和溫度關(guān)系的一種技術(shù)， 得到各種煤的重量變化曲線和重量變化率曲線。通過對(duì)熱重曲3 / 5線的分析，研究不同因素（煤種和升溫速率）對(duì)煤燃燒的影響，分析煤的燃燒特性，并且利用數(shù)學(xué)推導(dǎo)，計(jì)算煤燃燒反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)參數(shù)。本課題的創(chuàng)新點(diǎn)目前我國主要的研究方向是潔凈煤技術(shù)，主要的研究方法有：煤炭加工技術(shù)、燃燒技術(shù)、煤炭轉(zhuǎn)化技術(shù)、煙氣凈化等。許多研究者試圖闡明煤的結(jié)構(gòu)，但由于煤種的多樣性， 煤本身的不均勻性及單個(gè)煤組分的復(fù)雜性，這個(gè)工作非常困難 。但是并未具體的從煤本身的特性來研究，也沒從幾種主要煤種的比較來著手。本課題主要的創(chuàng)新點(diǎn)是共同研究兩種煤( 無煙煤、煙煤）的基本參數(shù)與燃燒特性，通過對(duì)比研究， 得知各種煤的適用條件以及燃燒特性。通過實(shí)驗(yàn)精確地分析出各種煤的燃燒特性，為鍋爐的設(shè)計(jì)、尾氣的處理、環(huán)境保護(hù)提供有力的理論依據(jù)。參考文獻(xiàn) 許世森 ,張世亮 ,任永強(qiáng) .大規(guī)模煤氣化技術(shù) .北京 :化學(xué)工業(yè)出版社郝吉明，王書肖，陸永琪. 燃煤二氧化硫污染控制技術(shù)手冊(cè) . 化學(xué)工業(yè)出版社， 韓才元，徐明厚，周懷春，邱建榮. 煤粉燃燒 . 科學(xué)出版社， 許傳凱 . 大型電站鍋爐用煤及燃燒技術(shù) . 中國電力， ()二 王曉雷 . 混煤熱解燃燒特性的試驗(yàn)研究 . 華北電力