2.电站用煤的分类。火力发电厂燃用的煤通常称为动力煤,其分类方法主要是依据煤的干燥无灰基挥发分进行分类。
煤炭在锅炉内燃烧放出的热量,将水加热成具有一定压力和温度的蒸汽,然后蒸汽沿管道进入汽轮机膨胀做功,带动发电机一起高速旋转,从而发出电来。在汽轮机中做完功的蒸汽排入冷汽器中并凝结成水,然后被凝结水泵送入除氧器。水在除氧器中被来自抽气管的汽轮机抽汽加热并除去所含气体,后又被给水泵送回锅炉中重复参加上述循环过程。显然,在这种火力发电厂中存在着三种型式的能量转换过程:在锅炉中煤的化学能转变为热能;在汽轮机中热能转变为机械能;在发电机中机械能转换成电能。进行能量转换的主要设备——锅炉、汽轮机和发电机,被称为火力发电厂的三大主机,而锅炉则是三大主机中基本的能量转换设备。
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锅炉燃用的煤粉细度应由以下条件确定:燃烧方面希望煤粉磨得细些,这样可以适当减少送风量,使q2 、q4损失降低;从制粉系统方面希望煤粉磨得粗些,从而降低磨煤电耗和金属消耗。所以在选择煤粉细度时,应使上述各项损失之和小。总损失蝉联小的煤粉细度称为“经济细度”。由此可见,对挥发分较高且易燃的煤种,或对于磨制煤粉颗粒比较均匀的制粉设备,以及某些强化燃烧的锅炉,煤粉细度可适当大些,以节省磨煤能耗。由于各种煤的软硬程度不同,其抗磨能力也不同,因此每种煤的经济细度也不同。
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5.发电用煤的质量要求。电厂煤粉炉对煤种的适用范围较广,它既可以设计成燃用高挥发分的褐煤,也可设计成燃用低挥发分的无烟煤。但对一台已安装使用的锅炉来讲,不可能燃用各种挥发分的煤炭,因为它受到喷燃器型式和炉膛结构的限制。发电用煤质量指标有:
1.电站锅炉。发电用锅炉称为电站锅炉。目前,在我国大型电厂多用煤粉炉和沸腾炉。电站锅炉与其它工厂用的工业锅炉相比有如下明显特点:①电站锅炉容量大;②电站锅炉的蒸汽参数高;③电站锅炉自动化程度高,其各项操作基本实现了机械化和自动化,适应负荷变化的能力很强,工业锅炉目前仅处于半机械化向全机械化发展的过程中;④电站锅炉的热效率高,多达90%以上,工业锅炉的热效率多在60~80%之间。
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4.煤粉的燃烧。由煤粉制备系统制成的煤粉经煤粉燃烧器进入炉内。燃烧器是煤粉炉的主要燃烧设备。燃烧器的作用有三:一是保证煤粉气流喷入炉膛后迅速着火;二是使一、二次风能够强烈混合以保证煤粉充分燃烧;三是让火焰充满炉膛而减少死滞区。煤粉气流经燃烧器进入炉膛后,便开始了煤的燃烧过程。燃烧过程的三个阶段与其它炉型大体相同。所不同的是,这种炉型燃烧前的准备阶段和燃烧阶段时间很短,而燃尽阶段时间相对很长。
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3.煤粉的制备。煤粉炉燃烧用的煤粉是由磨煤机将煤炭磨成的不规则的细小煤炭颗粒,其颗粒平均在0.05~0.01mm,其中20~50μm(微米)以下的颗粒占绝大多数。由于煤粉颗粒很小,表面很大,故能吸附大量的空气,且具有一般固体所未有的性质——流动性。煤粉的粒度越小,含湿量越小,其流动性也越好,但煤粉的颗粒过于细小或过于干燥,则会产生煤粉自流现象,使给煤机工作特性不稳,给锅炉运行的调整操作造成困难。另外煤粉与O2接触而氧化,在一定条件下可能发生煤粉自然。在制粉系统中,煤粉是由气体来输送的,气体和煤粉的混合物一遇到火花就会使火源扩大而产生较大压力,从而造成煤粉的爆炸。