1、 山西蓝天集团培训课件1动力煤知识培训从广义上来讲，凡是以发电、机 车推进、锅炉燃烧等 为目的，产生动力而使用的煤炭都属于动力用煤，简称动力煤。 火电厂用的煤炭质量对锅炉设计和生产过程都是重要的基本依据。燃料煤的特性包括两个方面：一是煤特性，二是灰特性。煤特性指煤的水分、灰分、挥发分、固定碳、元素含量（碳、氢、氧、氮、硫）、发热量、着火温度、可磨性、粒度等。这些指标与燃烧、加工（例如磨成煤粉）、输送和储存有直接关系。灰特性指煤灰的化学成分、高温下的特性、以及比电阻等。这些特性对燃烧后的清洁程度，对钢材的腐蚀性以及煤灰的清除等有很大的影响。 动力用煤就类别来说，主要有褐煤、长焰煤、不粘 结 煤、
2、贫煤；气煤以及少量的无烟煤。从商品煤来说，主要有洗混煤、洗中煤、粉煤、末煤等。劣质煤主要指对锅炉运行不利的多灰分（大于 40%）低 热值（小于 15.73 兆焦/千克）的烟煤、低挥发分（小于 10%）的无烟煤、水分高热值低的褐煤以及高硫（大于 2%）煤等。一、煤的各种参数1 煤的发热量发热量是指单位质量的煤完全燃烧时所发出的热量。煤炭发热量是动力用煤最重要的一项指标， 发热量的高低，直接影响煤的经济价值。 我们经常使用的热量单位有 2 种：焦耳（J）和卡(cal) 1) 焦耳（ J）：是法定计量单位，煤的发热量测定方法规定的用焦耳/克（J/g），千焦/ 千克（kJ/kg）和兆焦 /千克（MJ/
3、kg）来表 示。 2) 卡（ cal）：1 卡等于将 1 克纯水温度升高 1所需要的 热量，一般用换算的等式为：1cal(20)=4.1816J 山西蓝天集团培训课件2煤的发热量主要取决于煤的水分、灰分和煤化程度，煤的发热量随着碳化程度的提高而不断增大，在含碳量为 87%左右时， 发热量达到最大 值，以后 则开始下降，因为纯煤的发热量主要与煤的元素（碳、氢、氧等）成份有关。在烟煤向无烟煤过渡时，发热量有所降低，而氢含量大大降低，由于氢在燃烧时发 出的热量约等于碳的 3 倍，所以某些烟煤（焦煤、肥煤）的 发热量高于无烟煤就是这个道理。煤的发热量种类很多，通常分为弹筒发热量、高位 发热量和低位发热
4、量 3 种。 1）煤的弹筒发热量 指在实验室内，把单位质量的煤样在热量计的弹筒中用过量的高压氧气约（30-35 大气压）燃烧后产生的热量。在这种特定条件下燃烧时，煤中原有的水分和氢元素燃烧后生成的水冷凝在弹筒中，氮在空气中燃烧时多以游离状态逸出，几乎不产生热量，但在弹筒中燃烧时却成为 NO2 或 N2O5 等氮的高价氧化物，这些氮的氧化物溶于弹筒内的水中后生成硝酸而产生热量。煤中的可燃硫化物（黄铁矿和有机硫）在空气中燃烧时只生成 SO2 气体，但在弹筒中燃烧时却氧化成 SO3，以及 SO3 遇 H2O 成 H2SO4，硫酸溶于水生成硫酸水化合物（H2SO4nH2O）等都是发热反应 。所以煤在
5、弹筒中燃 烧时产生的热量高于在空气中燃烧时生成的热量。 2）高位发热量(Qgr ，v，ad)：在实用上常把弹筒发热量中减去硝酸和硫酸的生成热后的热量称为高位发热量。 3）低位发热量(Qnet，v，ar)：由于煤的高位发热量仍把水作为液态存在，而煤在各种炉窑燃烧时呈气态蒸发出去，当由水变成水蒸汽时要吸收一定的热量，称为汽化热或潜热，因此煤在实际燃烧时可利用的热量，比煤的高位发热量要低得多，也就是必须从煤的高位发热量中减去其中的汽化热后的热量，才是煤的有效热量，即低位发热量。2 挥发分山西蓝天集团培训课件3是判明煤炭着火特性的首要指标。挥发分含量越高，着火越容易。根据 锅炉设计要求，供煤挥发分的值
6、变化不宜太大，否则会影响锅炉的正常运行。如原设计燃用低挥发分的煤而改烧高挥发分的煤后，因火焰中心逼近喷燃器出口，可能因烧坏喷燃器而停炉；若原设计燃用高挥发分的煤种而改烧低挥发分的煤，则会因着火过迟使燃烧不完全，甚至造成熄火事故。因此供煤时要尽量按原设计的挥发分煤种或相近的煤种供应。3 灰分灰分含量会使火焰传播速度下降，着火时间推迟，燃烧不稳定，炉温下降。4 水分水分是燃烧过程中的有害物质之一，它在燃烧过程中吸收大量的热，对燃烧的影响比灰分大得多。5 灰熔点由于煤粉炉炉膛火焰中心温度多在 1500以上，在这样高温下，煤灰大多呈软化或流体状态。6 煤的硫分硫是煤中有害杂质，虽对燃烧本身没有影响，但
7、它的含量太高， 对设备的腐蚀和环境的污染都相当严重。因此，电厂燃用煤的硫分不能太高，一般要求最高不能超 过 2.5%。二、判别煤炭质量优劣的指标 判别煤炭质量优劣的指标很多，其中最主要的指标为煤的灰分含量和硫分含量。 一般陆相沉积，煤的灰分、硫分普遍较低；海陆相交替沉积，煤的灰分、硫分普遍 较高。三、中国煤分布 中国煤炭灰分普遍较高，秦岭以北地区，晋北、陕北、宁夏、两淮、东北等地区，侏罗纪煤田为陆相沉积，煤的灰分一般 为 1020，有的在 10以下，硫分一般小于 1，东北地区硫分普遍小于 05 。中国北方普遍分布的石灰 纪、秦岭以南地区、湖南的黔阳煤系、湖北的山西蓝天集团培训课件4梁山煤系等属
8、海陆交替沉积的煤，灰分一般达 1525，硫分一般高达 25。广西合山、四川上寺等地的晚二叠纪煤层属浅海相沉积煤，硫分可高达 610以上。据统计，中国灰分小于 10的特低灰煤仅占探明储量的 17左右。大部分煤炭的灰分为 1030。硫分小于 1的特低硫煤占探明储量的 435以上，大于 4的高硫煤仅为 228。中国的炼焦用煤一般为中灰、中疏煤，低灰和低硫煤很少。炼焦用煤的灰分一般都在20以上；硫分含量大于 2的炼焦用煤占 20以上。中国炼焦用煤的另一大特点是：硫分越高，煤的动结性往往越强，其可选性一般较差.中国褐煤多属老年褐煤。褐煤灰分一般为 2030。东北地区褐煤硫分多在 1以下，广东、广西、云南
9、褐煤硫分相对较高，有的甚至高达 8以上。褐煤全水分一般可达2050，分析基水分为 1020，低位发热量一般只有 117116 73MJkg。中国烟煤的最大特点是低灰、低硫；原煤灰分大都低于 15，硫分小于 1。部分煤田，如神府、东胜 煤田，原煤灰分仅为 3一 5，被誉 为 天然精煤。烟煤的第二个特点是煤岩组分中丝质组含量高，一般在 40以上，因此中国烟煤大多为优质动力煤。中国贫煤的灰分和硫分都较高，其灰分大多为 15-30，流分在 15-5 之间。 贫煤经洗选后，可作为很好的动 力煤和气化用煤。中国典型的无烟煤和老年无烟煤较少，大多 为三号年轻无烟煤，其主要特点是，灰分和硫分均较高，大多为中灰
10、、中硫、中等 发热量、高灰熔点，主要用作动力用煤，部分可作气化原料煤无烟煤也叫太西煤，是一种低硫煤，燃烧时产生的废气、粉 尘都比较低，是比较环保的。自然变化产生的，它广泛应 用于煤化工， 还可以当燃料用，但是太浪费了。宁夏有大量的无烟煤，还出口 ,同时也是国家 标准煤样的发源地。无烟煤（英文名称 anthracite），俗称白煤或红煤。是煤化程度最大的煤。无烟煤固定碳含量高，挥发分 产率低，密度大，硬度大，燃点高，燃烧时不冒烟。黑色坚硬，有金属光泽。以脂摩擦不致染 污 ，断口成介壳状，燃 烧时火焰短而少烟。不山西蓝天集团培训课件5结焦。一般含碳量在 90%以上， 挥发物在 10%以下。无胶质层
11、厚度。 热值约 8000-8500 千卡/ 公斤。有时把挥发物含量特大的称作半无烟煤；特小的称作高无烟煤。 无烟煤为煤化程度最深的煤，含碳量最多，灰分不多，水分较少，发热量很高，可达25000-32500kJ/kg，挥发分 释出温度较高，其焦炭没有黏着性，着火和燃尽均比 较困难，燃烧时无烟，火焰呈青蓝色 。煤 样在规定条件下隔绝空气加热，煤中的有机物质受热分解出一部分分子量较小的液态（此时为蒸汽状态）和气态产物，这些产物称为挥发物。挥发物占煤样质量的分数成为挥发分产率或简称为挥发分。以干燥无灰基为分析基，挥发分低于 10%的煤称为无烟煤。挥发分大于 6.5%小于 10%的无烟煤称为无烟煤三号。
12、01 号无烟煤为年老无烟煤；02 号无烟煤为典型无烟煤；03 号无烟煤为年轻无烟煤。中国无烟煤预测储量为 4740 亿吨，占全国煤炭 总资源量的 10%，年产 2 亿吨。山西省占 32%，河南省占 18%，贵 州省占 11%。中国有六大无烟煤基地：北京京煤集团，晋城煤 业集团，焦作煤业集团，河南永城矿 区，宁煤集 团，阳泉煤 业 集团。无烟煤块煤主要应用是化肥（氮肥、合成氨）、陶瓷、制造锻造等行业；无烟粉煤主要应用在冶金行业用于高炉喷吹（高炉喷吹用煤主要包括无烟煤、贫煤、瘦煤和气煤）。白煤也是福建龙岩地区对无烟煤的一种称呼。他不是纯粹的优质无烟煤，它是挥发份在38左右，发热量在 4500kj/
13、kg，灰份 3540，水分较低，含硫量为 1的混合煤。它是无烟煤掺杂煤矸石的结果。灰熔点较低， 约在 1500。燃烧时易破碎成较细颗粒。 烟煤，煤的一类。燃烧时火焰较长而有烟的煤，煤化程度较大的煤。外观呈灰黑色至黑色，粉末从棕色到黑色。由有光泽的和无光泽的部分互相集合合成层状，沥青、油脂、玻璃、金属、金刚等光泽均有，具明显的条 带状、凸 镜状构造。 该 种煤含碳量为 7590，不含游离的腐殖酸。大多数具有粘结性； 发热量较高。燃 烧时火焰 长而多烟。多数能 结焦。密度约 1.2-1.5。挥发物约 10%-40%。相对密度 1.251.35，热值约 27170-37200 千焦/千克（6500-
14、8900 千卡/ 公斤）。山西蓝天集团培训课件6挥发分含量中等的称做中烟煤(met bituminous coal)；较低的称做次烟煤(sub-bituminous coal)。根据挥发分含量、胶质层厚度或工艺性质，可分 为长焰煤、气煤、肥煤、焦煤、贫煤、瘦煤等。用作炼焦、炼油、气化、低温干馏及化学工业等的原料，也可直接用作燃料。烟煤除可用于作燃料、燃料电池、催化 剂或载体、土壤改良剂、过滤剂、建筑材料、吸附 剂处理废水等的一类。半无烟煤又叫半烟煤，是介于烟煤、无烟煤之间的一种。一般地说，发热量(大卡)：4100 ；挥发份：25 ；含 硫：100mm) 大于 100mm 的粒级煤 16)大块
15、煤 Large coal(50mm) 大于 50mm 的粒级煤 6 Y8 c* H) M617)中块 煤 Medium-sizldcoal(2550mm) 550mm 的粒级煤 18小块 煤 Small coal(13 25mm) 1325mm 的粒级煤 19)混中 块 Mixed medium-sized coal (1380mm) 1380mm 的粒级煤 20)混块 Mixedlumpcoal(13300mm) 13300mm 之间的粒级煤 21)粒煤 Pea coal(613mm) 613mm 的粒级煤 山西蓝天集团培训课件1422)混煤 Mixed coal(0 50mm) 050mm
16、 之间的煤 23)末煤 Slack;slackcoal(025mm) 025mm 之间的煤 24粉煤 Fine coal(06mm) 06mm 之间的煤 25)煤粉 Coal fines(00.5mm) 小于 0.5mm 的煤 26)煤泥 slime 煤经洗选或水采后粒度在 0.5mm 以下的产品27)矸石 Shale 采.掘过程中从顶、底板或煤层混入煤中的岩矸子 28)夹矸 Dirt band 夹层在煤 层中的矿物质层 29)洗矸 washeryrejects 从洗煤中排出的矸石 30)含矸率 Shale cont ent 煤中大于 50mm 矸石的质 量百分数八、煤种介绍 Y4 o$ T6
17、 1)无烟煤：是 变质程度最深的煤种，含碳量高达 90%-98%，可燃基氢含量都小于 4%，化学反应性较低。光泽强，硬度高，纯煤相对密度 1.4-1.9。一般用于民用燃料。 $ 2)贫煤：是 变质程度较深的煤种。虽然属于烟煤，但加热时不产生胶质体，燃 烧时火焰短，多为动力与民用燃料。3)瘦煤：加 热时产生的胶质体少且软化温度高。可用作炼焦配煤，以增加焦碳的块度及减少焦碳的裂纹。 4)焦煤：受 热时产生的胶质体较多且热稳定性好，单煤炼焦可得到强度好、块度大，裂 纹少的优质焦碳。 5)肥煤 ( 属中 变质程度煤种。加热产生大量胶质体，且其软化温度低，固化温度高。一般作炼焦配煤的主要成分。6)气煤
18、有较 多的挥发分、焦油。胶质体易热分解，可单独炼焦，尤其是在捣固式焦炉中更好。山西蓝天集团培训课件157)弱粘煤 % 属低中变质程度煤种。加热时产生较少胶质体。主要用做机车、电厂燃料及气化原料。8)不粘煤 是成煤初期曾收相当程度氧化的低、中变质程度的煤种。煤的分析基水分有时高达 10%以上，发热量比一般烟煤低，一般用于 动 力及民用，也可作气化用。9)长焰煤 ：是最“ 年青“的烟煤，不具有粘结性或有极弱的粘结性。一般用于 动力、气化及民用燃料。10)褐煤 ：多呈褐色，少数呈褐黑色或黑色。水分高、发热量低。褐煤的化学活性强，在空气中易风化碎裂，热稳定性差，受热后严重碎裂。多做动力、民用燃料。 “
19、白煤”不是煤，是一种无污染、高效、节能的燃料，它是对石油裂化后排出的废气进行冷凝回收和一系列化学处理(经提纯-去毒-聚合- 固化)而得到的一种 仅含碳、氢化合物的白色粉末状颗粒( 这 种颗粒不含硫化物和对人体有害的化学成分)。由于原来植物的种类不同,及埋藏时间的长短不同，煤又分为泥煤、褐煤、烟煤和无烟煤四种。1)无烟煤 (WY)。无烟煤固定碳含量高，挥发分产率低，密度大，硬度大，燃点高，燃烧时不冒烟。01 号无烟煤为年老无烟煤；02 号无烟煤为典型无烟煤；03 号无烟煤为年轻无烟煤。如北京、晋城、阳泉分别为 01、02、03 号无烟煤。2)贫煤 (PM)。贫煤是煤化度最高的一种烟煤，不粘 结
20、或微具粘结性。在 层状炼焦炉中不结焦。燃烧时 火焰短，耐烧。 3)贫瘦煤 (PS)。贫瘦煤是高变质、低 挥发分、弱粘 结 性的一种烟煤。结焦较典型瘦煤差，单独炼焦时，生成的焦粉较多。 4)瘦煤 (SM)。瘦煤是低挥发分的中等粘结性的炼焦用煤。在炼焦时能产生一定量的胶质体。单独炼焦时，能得到块度大、裂纹少、抗碎性 较好的焦炭，但焦炭的耐磨性 较差。 6 ?, 山西蓝天集团培训课件165)焦煤 (JM)。焦煤是中等及低挥发分的中等粘结性及强粘结性的一种烟煤。加热时能产生热稳定性很高的胶质体。单 独炼焦时能得到块度大、裂纹少、抗碎 强度高的焦炭，其耐磨性也好。但单 独炼焦时，产生的膨胀压力大，使推焦
21、困 难6)肥煤 (FM)。肥煤是低、中、高挥发分的强粘结性烟煤。加热时能产生大量的胶质体。单独炼焦时能生成熔融性好、强 度较高的焦炭，其耐磨性有的也较焦煤焦炭为优。缺点是 单独炼出的焦炭，横裂纹较多，焦根部分常有蜂焦。 7)13 焦煤(13JM) 。13 焦煤是新煤种，它是中高挥发分、强粘结性的一种烟煤，又是介于焦煤、肥煤、气煤三者之间的过渡煤。单独炼焦能生成熔融性 较好、强度较高的焦炭。 : 8)气肥煤 (QF)。气肥煤是一种挥发分和胶质层都很高的强粘结性肥煤类，有的称为液肥煤。炼焦性能介于肥煤和气煤之间，单独炼焦时能产生大量的气体和液体化学产品。9)气煤 (QM)。气煤是一种煤化度较浅的炼
22、焦用煤。加热时能产生较高的挥发分和较多的焦油。胶质 体的热稳定性低于肥煤，能够单独炼焦。但焦炭多呈细长条而易碎，有较多的纵裂纹，因而焦炭的抗碎强度和耐磨强度均较其他炼焦煤差。10)1 2 中粘煤(1 2ZN) 。12 中粘煤是一种中等粘结性的中高挥发分烟煤。其中有一部分在单独炼焦时能形成一定强度的焦炭，可作为炼焦配煤的原料。粘结性较差的一部分煤在单独炼焦时，形成的焦炭强度差，粉焦率高。11)弱粘煤 (RN)。弱粘煤是一种粘结性较弱的从低变质到中等变质程度的烟煤。加热时，产生较少的胶质体。单独炼焦 时，有的能 结成强度很差的小焦块，有的 则只有少部分凝结成碎焦屑，粉焦率很高。12)不粘煤 (BN
23、)。不粘煤是一种在成煤初期已 经受到相当氧化作用的低变质程度到中等变质程度的烟煤。加热时，基本上不产生胶质体。煤的水分大，有的还含有一定的次生腐植酸，含氧量较多，有的高达 10%以上。山西蓝天集团培训课件1713)长焰煤 (CY)。长焰煤是变质程度最低的一种烟煤，从无粘结性到弱粘结性的都有。其中最年轻的还含有一定数量的腐植酸。贮存时易风化碎裂。煤化度较高的年老煤，加 热时能产生一定量的胶质体。单独炼焦 时也能结成细小的长条形焦炭，但强度极差，粉焦率很高。 14)褐煤 (HM)。褐煤分为透光率 Pm30的年轻褐煤和 Pm3050的年老褐煤两小类。褐煤的特点为：含水分大，密度较小，无粘 结性，并含有不同数量的腐植酸，煤中氧含量高。常达 1530% 左右。化学反应性强， 热稳定性差， 块煤加 热时破碎严重。存放空气中易风化变质、破碎成效块甚至粉末状。发热 量低，煤灰熔点也低，其灰中含有 较多的 ca*，而有 较少的Al2O3。
