1 燃料基础知识 前 言 电厂燃料概述:能源工业是国民经济的基础。我国发展电力的基本特点,是以燃煤为基础,以火电为主,煤电占总发电量的80%。从提高发电效率、节约能源和解决环保三方面来考虑,走可持续发展的道路。电力燃料,特别是电煤质量与上述三方面都有着十分密切的关系。2002 年原国家电力公司直供燃煤发电厂耗煤总量达 3.68 亿吨,数以万计的科技人员直接从事燃料监督和试验工作。随着电力生产的发展,锅炉机组容量日益增大,就需要提供数量更多,质量更好的电力燃料。了解和掌握动力燃料的基本知识及其物理化学特性,切实做好火电厂燃料的采制样及化验工作,对降低发电成本,确保锅炉机组的安全经济运行,具有极其重要的意义。 第一节 煤的形成、组成和特性 一、煤的形成 煤是由古代植物形成的。植物分低等植物和高等植物两大类。在地球上储量最多的煤由高等植物形成,统称为腐植煤,即现代被广泛使用的褐煤、烟煤和无烟煤等。高等植物的有机化学组成主要为纤维素和本质素,此外还有少量蛋白质和脂类化合物等;无机化学组成主要为矿物质。古代植物随地壳运动而被埋入地下,经过长期的细菌生物化学作用以及地热高温和岩层高压的成岩、变质作用,使植物中的纤维素、木质素发生脱水、脱一氧化碳、脱甲烷等反应,而后逐渐成为含碳丰富分可燃性岩石,这就是煤。该过程成为煤化作用,它是一个增碳的碳化过程。根据煤化程度的深浅、地质年代长短以及含碳量多少可将煤划分为泥炭、褐煤、烟煤和无烟煤四大类,其演化过程可用下列框图说明。 组成植物质的有机元素主要为碳、氢、氧和少量氮、硫和磷。这些元素在成煤过程中随着地质年代的增长,变质程度加深,含碳量逐步增加,氢和氧逐步减少,硫和氮则变化不大。 413OHCH21415CO31416OH251816COOH3102417HCOHCOHCOHCOHC242222无烟煤烟煤褐煤泥炭植物、----、-- 二、煤的组成 煤在成煤过程漫长的地质年代中,其原始的组成和结构发生了变化,形成一种新物质。煤是由多种结构形式的有机物(或称煤素质),与少量种类不同的无机物(或称矿物质)组成 2 的混合物。煤中有机物的基本结构单元,主要是带有侧链和官能团的缩合芳香核体系,随着变质程度的加深,基本结构单元中六碳环的数目不断增加,而侧链和官能团则不断减少。煤中无机物的组成极为复杂,所含元素多达数十种,常以硫酸盐、碳酸盐(主要是钙、镁、铁等盐)、硅酸盐(铝...