煤炭燃烧特性指标

1、煤炭燃烧特性指标几乎所有的煤炭特性指标都与煤炭的燃烧特性是相关的， 反之，也没有一个能完全、全面表征煤炭燃烧特性的指标。 与此同时，不同的煤炭特性指标对于煤炭燃烧特性的重要 性，也随着煤炭燃烧方式的不同而异，并具有相当的差别。 作为影响煤炭燃烧特性或者说过程最明显的指标是煤炭的 挥发份和粘结性或者说膨胀系数。前者表征着煤炭在燃烧过 程中的以气相完成的份额和其对后续固相燃烧过程的影响； 后者则关系到煤炭颗粒因形态、尺寸和反应表面积的变化而 使其自身的燃烧特性受到的影响。而前者和后者有时又是具 有密切联系的。与煤炭燃烧特性有关的还有挥发份的释出特 性、焦炭的反应性、煤炭的热稳定值、重度等，以及煤炭

2、在 堆放过程中的风化、自燃特性和可磨度。煤炭颗粒在受热过程中的熔融软化、胶质体和半焦的形式几乎所有的烟煤在受热升温的过程中与挥发份释出的同 时，都会出现胶质体，呈塑性和颗粒的软化现象。煤炭颗粒 间的粘结就是因颗粒胶体间的相互粘结而产生的，因此煤炭 的粘结性也就于其所呈现胶体的条件相关。当一个按一定升 温速度，经历着受热过程的煤炭颗粒进行观察时，考虑到在 此受热过程中热量总是从表面传向颗粒核心的，在同一时间 内表面温度也总高于核心。可以发现不同的烟煤，在表面温 度达到320350 C以前，颗粒的形态变化一般觉察不到，只有煤化程度低的气煤才可观察到表面开始有挥发份气体释 出。在温度到350420

3、C时，可以观察到在颗粒表面出现了 一层带有气泡的液相膜，表面上也逐渐失去原来的棱角，这 层膜就是胶质体。当温度为500550C时，一方面因颗粒内 部温度升高，使胶质体层向内层发展，以及外部的胶质体层 因挥发份释出被蒸干转化为半焦，即从表面到中心由半焦 壳、胶质体和原有的煤三层所构成，但这种形态所保持的时 间是短暂的。随着受热的继续，胶质体的发展和体积的膨胀， 半焦外壳出现裂口，胶质体流出。其后是胶质体向颗粒中心 区域的发展，流出的胶质体被蒸干转变为半焦，直到整个颗 粒都经历胶质体和半焦的形成。整个的过程如图3-2-2所示:试验证明软化温度越低的煤种，挥发份开始释出的时间越早。因此软化温度Tp

4、（对于不同的烟煤表面开始出现液相膜 的温度）和再固化温度 TK （呈现最大塑性的温度 TMAX以及 被蒸干再次呈固体形状的温度）都是表明煤炭流变特性的指 标，同样也间接表明了于煤炭燃烧特性密切相关的问题。I软化开始阶段H开始形成半焦的阶段山煤粒强烈软化和半焦破1、煤 2 、含有气泡的液态胶质体图3-2-2 在结焦过程的不同阶段单独煤粒的转化示意图半隹粘结性和结焦性粘结性是指煤炭在缺氧的条件下粘结其自身或外来惰性 物成团的能力。而结焦性首先是应炼焦的目的而提出的。除 前述的粘结能力之外也包含着被粘结成团的焦炭的结构机 械强度之类的性质。对大型电站煤粉炉来说，煤粉颗粒在炉 内是相互分离的，虽不会产

5、生相互粘结，但将通过在塑化过 程中的形态变化影响到表面结构和实际的反应面积，从而影 响燃烧速度。煤（碳焦）的反应性煤炭颗粒的燃烬时间因挥发份的释出和燃烬相对迅速而 基本上等同于生成碳焦的燃烬时间，碳焦颗粒的反应性是决 定燃烧速度的重要因素。反应性也称活性，是指在一定的温 度下煤炭与诸如二氧化碳、水蒸气等介质的反应能力；是对 不同的煤炭的其他相同条件下的反应速度的相对比较。煤炭的可选性煤炭的可选性原是应煤炭工业中的洗选精煤而提出的， 实质上也是与煤炭的燃烧利用特性有关的。煤炭中的灰份是 以不同的状态、不同的偏析程度存在于煤炭之中的。这种灰 份在煤炭中的偏析程度意味着能使灰份从煤炭中分离出来 的可

6、能程度。在煤炭工业中使煤炭中灰份高的石煤、矿石、 黄铁矿得以排出，成为低灰、低硫精煤的过程叫做选煤或者 洗选。洗选就是将煤碳置于不同的液体中，借助煤炭颗粒间 的灰份大小、比重的差别以及沉与浮来进行的。煤炭的风化和自燃性煤炭在空气中堆存时， 或在离地表很近的煤层中， 受环境 的影响（包括空气中的氧、地下水和地面上的温度变化等化 学和物理作用）的综合影响，其物理、化学和工艺性质会发 生一系列的变化，这就是所说的风化。风化的作用主要是煤 种的有机物被氧化所引起的，风化的过程基本上也就是氧化 过程。氧化过程是放热的，如果氧化过程所释放出的热量不 能及时散失，煤堆和煤层中的温度会升高，反应也随之加速，反

7、应释放出的热量将进一步增加，以致煤堆温度进一步升 高，当温度达到煤的着火点时，煤堆将因煤自身的放热而自 燃。煤炭在低温时的氧化趋向与煤种相关，一般认为煤化程 度越高在低温条件下的氧化趋向越小；煤炭的自燃也与煤炭 的岩相相关，各岩相成份的氧化趋向以镜煤最大，其次是亮 煤、暗煤并以丝碳最小；煤炭的氧化能力还与其筛分组成、 黄铁矿含量、水份、比热以及吸附一定的氧时所放出的热量 等相关，黄铁矿含量大、粒度偏细的和较为松散的煤堆较容 易产生自燃。可磨度系数煤的可磨度系数也称可磨度， 是煤炭的一项特性指标， 表 征了煤炭被磨制成粉的难易程度。煤炭的磨制成粉需克服原 块状煤炭结构的结合力，取得新的表面，可磨

8、度系数也就表 征了为取得这一新的表面积的耗功大小，是只决定于煤炭 的。可磨度不同于煤炭的硬度，同一类别的煤炭可因所存在 的某些组份的不同而表现出相当大的可磨度差别。反之硬度 差别很大的无烟煤与某些褐煤也可以具有相近的可磨度。同 一煤种在含水份（或灰份）不同时，可磨度也会出现成倍的 差别。表征煤炭磨制成粉的难易程度， 最为简捷和实用的方法是 进行相对比较，再引入一个由实验室得出的可磨度系数。由 于可磨度系数是基于相对比较的，因此各国的标准不尽相 同。我国规定可磨度系数的定义为：单位重量处于风干状态的标准煤与试验煤样，以相同的入磨煤炭颗粒度、在相同的 磨制设备中，磨制到相同的煤粉细度所消耗的能量之

9、比。即:KGaEoE-13式中的KGa即为可磨度系数；E。和E分别是为磨制标准煤 和试验煤到同样细度所需的电耗。 因此KGa越大，亦即磨制试 验样煤到标准煤相同细度的电耗越小，该煤也就越易磨制。各国关于原煤可磨度系数的算法是不同的，我国标准的可磨度系数的计算式经试验确定为:2Kga 1.96（ L n00）3民。314其中Kga表示（我国的标准）可磨度系数，验表示试验煤样在试验用的球磨机内经历15min磨制后得出的在 70号标准筛上的残留量（）。不难看出可磨度系数越小的煤，越 难磨制。一般认为可磨度系数小于1.2的煤种为难磨煤种；可磨度系数大于1.5的煤种为易磨煤种。常用的另一种可磨度系数为哈氏可磨度系数（d）,这是美国的标准。K-可通过下面的计算公式与我国的可磨度系数 进行换算：Kga 0.0034盅）1.25 0.613 15通过计算可以得出K燐处于40 100之间的煤种属于易磨 煤，低于40的煤属于难磨煤。还应该说明的是虽然煤炭的可磨度系数是通过比较的方 式得出的，意味着磨煤机的出力应与进入磨煤机的煤的可磨 度系数成正比。但由于试验用的磨煤机和实际的磨煤机的工 作过程不同，亦即前者是在静止条件下而后者是始终处于运 动和分离状态下进行的，还由于影响磨煤机出力的因素众