1、动力煤的定义和特点

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。 火电厂用煤的质量是锅炉设计和生产过程控制的重要依据。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。

2、动力煤的类别

动力用煤就类别来说,主要有褐煤、长焰煤、不粘结煤、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, 约合 3760千卡/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。

(1)褐煤

褐煤,又名柴煤,是煤化程度最低的矿产煤。一种介于泥炭与沥青煤之间的棕黑色、无光泽的低级煤。由于它富含挥发分,所以易于燃烧并冒烟。热值约为 8.38-16.76兆焦/千克(2000-4000千卡/千克) 。多呈褐色或褐黑色。主要用于发电燃料,也可作化工原料、催化剂载体、吸附剂、净化污水和回收金属等。

中国褐煤资源查明资源储量为 1556亿吨(2008年底) ,主要分布在内蒙古东部、云南东部,东北和华南也有少量。

(2)长焰煤

长焰煤(long flame coal)是在《中国煤炭分类国家标准》中对煤化度最低的烟煤的称谓。 它的挥发分特别高, 燃烧时火焰长,因此而得名。该标准规定,长焰煤的干燥无灰基挥发分 Vr>37%; 粘结指数 G>35。长焰煤的粘结性很弱,一般不结焦,是非炼焦煤,主要作为动力和化工用煤。个别焦化厂在炼焦配合煤中,有时配用少量低灰低硫的长焰煤,以降低焦炭的灰分和硫分;但配入量不宜多,否则会使焦炭机械强度明显变坏。由于长焰煤较难粉碎,配入前应单独进行粉碎。中国典型长焰煤种有辽宁的阜新煤和铁法煤。

(3)贫煤

贫煤(meager coal)是对煤化度最高的烟煤的称谓。贫煤的干燥无灰基挥发分 Vr>10%~20%,不粘结或微具粘结性,粘结指数 G≤5。贫煤在加热时,不软化,不熔融;在层状炼焦炉中不结焦。单独炼焦时,不能结成焦块,为非炼焦煤。贫煤燃烧时火焰短, 耐烧, 通常作为工业和民用燃料。 在瘦煤供应严重不足,而炼焦配合煤中又有足够粘结组分时, 可少量配入贫煤作为瘦化剂。当配入贫煤时,宜将贫煤进行细粉碎,以防止在焦炭中形成裂纹中心。

(4)气煤

气煤(gas coal) ,是煤化度较低的烟煤。气煤能结焦,可用作炼焦原料。 但因粘结性弱, 热分解时产生大量煤气和煤焦油,焦炭收缩度大,裂纹较多,必须配入焦煤、肥煤等,以提高焦炭质量。气煤是炼焦配合煤中的组分之一,还可以作为动力用煤、气化用煤和化工用煤等。 也可用作气化和低温干馏等工业的原料。中国产地主要有东北抚顺、 北票、 鹤岗, 安徽淮南, 江西萍乡等。

(5)无烟煤

无烟煤(anthracite) ,俗称白煤或红煤,是煤化程度最深的煤,含碳量最多,灰分不多,水分较少,发热量很高,可达5900-7800千卡/千克,挥发分释出温度较高,其焦炭没有粘着性,着火和燃尽均比较困难,燃烧时无烟,火焰呈青蓝色。 中国无烟煤查明储量为 1340.22亿吨, 占全国煤炭资源查明储量的 11.56%。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,神华宁煤集团,阳泉煤业集团。

无烟煤块煤主要应用于化肥(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) .

3、动力煤的用途

从世界范围来看,动力煤产量占煤炭总产量的 80%以上。世界 10大煤炭公司主要生产动力煤,其比重约占该 10大公司煤炭总产量的 82%;美国动力煤产量占其总产量的 90%以上;我国动力煤产量也占到煤炭总产量的 70%以上。 在国外, 动力煤绝大部分用来发电, 工业锅炉也有一些用量。

全世界约有 55%的煤炭用于发电,煤炭需求的增量部分基本上都在电力部门。在中国的动力煤消费结构中,有 65%以上是用于火力发电; 其次是建材用煤, 约占动力煤消耗量的 20%左右,以水泥用煤量最大;其余的动力煤消耗分布在冶金、化工等行业及民用。

4、动力煤的质量要求

理论上讲,任何一种煤都可以用作动力煤。不过不同工业部门对动力煤的质量要求不一样。 如不同发电厂根据锅炉设计的不同,使用不同发热量、不同挥发份的动力煤,而冶金和化工一般要求品质较高的动力煤。近年来,为了将优质煤用于发展冶金和化学工业,我国在开展低热值煤的应用方面取得了较快的进展,不少发热量很低的劣质煤和煤矸石也能用于一般工厂, 有的发电厂已掺烧煤矸石达 30%。