發電用燃料

發電用燃料一般是指火力發電廠進行電力生產時所需要的燃料。火力發電廠的發電燃料按形態大致分成固體燃料、液體燃料、氣體燃料。固體燃料主要是煤。煤的成分有碳、灰分、水分和揮發物。液體燃料主要是重油，即煉油廠從石油中提煉出汽油、煤油、柴油等以後剩下的油。重油是一種優質發電燃料，灰分和水分都很少。氣體燃料主要是天然氣，還有焦爐煤氣、高爐煤氣等。

基本介紹

• 中文名：發電用燃料
• 外文名：fuel for electric power
• 分類：固體、液體和氣體燃料
• 主要燃料：煤、天然氣、重油等
• 選用原則：量足、運輸方便、經濟

燃料分類

發電用燃料大致可以分為三類，即固體燃料、液體燃料和氣體燃料。火力發電廠的蒸汽鍋爐一般採用固體燃料，只在鍋爐起動點火或低負荷時為了維持穩定燃燒才燃用極少量的液體燃料。缺煤、缺水地區，個別有條件的地方，或需採用內燃機等發電時，則亦有燃用液體或氣體燃料的。

固體燃料

固體燃料主要是煤炭。煤炭根據炭化程度的不同，大致可以分為無煙煤、煙煤、褐煤和油頁岩等幾種。當前發電燃用最多的是煙煤。固體燃料中，除含有水分(W)和灰分(A)等不可燃物質外，主要是由碳(C)、氫(H)、氧(O)、氮(N)、硫(S)構成的燃質，其中碳、氫和揮發性硫是可燃成分。對於煤來說，含有揮發分(V)，也是一個重要特性。

煤炭中的水分分為二種，經30~35℃乾燥而發散的稱之為表面水分，經100℃以上乾燥而蒸發的稱之為固有水分。在與空氣隔離的情況下採用高溫加熱後，其中水分和揮發分析出，殘留下來的是固定炭素和灰分。固定炭素、揮發分以及灰分的比率是衡量煤炭品質的主要指標。含灰多，含揮發分和固定炭素少，每單位重量的發熱量比較低的稱為劣質煤。

灰分中主要是二氧化矽(SiO₂)、三氧化二鋁(Al₂O₃)、三氧化二鐵(Fe₂O₃)以及生石灰(CaO)等。隨著這些成分的含量不同，灰熔點將發生變化。低灰熔點的煤在燃燒時往往導致爐內結渣，受熱面粘污，甚至影響鍋爐出力。 發電用煤的灰熔點一般在1100～1500℃之間。

硫分在燃燒時將生成亞硫酸(SO₂)，與煙氣中的水分結合可以生成硫酸，是造成鍋爐受熱面腐蝕的主要原因。

液體燃料

液體燃料主要為地下取出來的石油，或稱原油。原油經過加熱精煉加工後，分餾成為汽油、煤油、柴油，最後在300℃以上分餾出以重碳氫化合物為主要成分的黑褐色重油， 重油的發熱量高達10000kcal/kg,含灰量極少，是很好的燃料油。

重油與煤炭相比，同樣發熱量的重油容積僅為煤炭的一半，它具有可以利用油泵和油管輸送，勿需排灰處理，貯藏設備和燃燒裝置都比較簡單以及燃燒效率高、對負荷適應性較強等優點。但是，由於含硫量較大，有大氣污染和低溫腐蝕等問題。 特別是在重油中即使有極微量的釩時，由於高溫燃燒生成五氧化二釩(V₂O₅)，與鍋爐的過熱器或再熱器的高溫（約600℃以上）金屬表面接觸後，將引起所謂“高溫腐蝕”。此外，重油還易於著火爆炸，輸送和貯藏時要特別注意安全。

氣體燃料

氣體燃料有高爐煤氣、焦爐煤氣和天然氣三種。發電用的氣體燃料主要是天然氣。

天然氣是一種天然產出的可燃性氣體，主要成分是碳氫化合物，大致又可以分為天然煤氣、油田煤氣、煤田煤氣和水溶性煤氣四種。後三種煤氣都是伴生性質，是油田或煤田地帶的背斜構造所形成的構造性煤氣。

天然煤氣幾乎能以理論空氣量達到完全燃燒。由於含灰極少，排煙清潔。 氣態形式的燃燒便於控制，可以儘快地調節燃燒溫度，且點火和滅火過程均比較簡單。同時，發熱量高，熱量的利用係數亦比其它形式的燃料高，燃燒時可以獲得極大的鍋爐效率。

氣體燃料的貯藏一般比較困難，又受地理條件的限制，燃料價格往往比其它形式的貴。 同時有在裝卸、使用和運輸過程中由於泄漏而引起爆炸等缺點。

選用原則

根據國家的能源利用政策，在選擇火力發電用的燃料時，應該注意下列幾點：

1. 考慮到能源的合理利用，火力發電應儘量採用當地供應的劣質燃料，例如褐煤、洗中煤、矸石、油頁岩或渣油等，並充分利用其他工礦企業燃料副產品，不占用其他工業部門所必需的優質燃料。
2. 要有足夠的燃料資源供火電廠長期使用，凡是定點供應的煤礦，其開採量至少能保證供應電廠100年以上的用煤量。
3. 大型火電廠由於用煤量較多，一般應靠近燃料基地，儘可能建成礦口電廠，以減少國家鐵路幹線的運輸量。
4. 在有多種燃料可供選擇時，必須進行詳細的運煤和輸電的論證比較，選定最佳的燃料供應礦點，以防止有煤電倒流現象。

貯運設施選擇

發電用燃料的運輸和貯存業務包括燃料運達電廠的設施和廠內卸載作業、貯存作業及輸送作業。

對於採用鐵路、船舶運輸燃料的發電廠，其廠外運輸業務一般由鐵道、交通部門負擔，只是在與國家鐵路網不干擾的專用線等個別情況下才包括在電廠業務中。除此以外，例如採用管道、帶式輸送機、架空索道、汽車以及其它運輸方式時，一般均屬於電廠業務範圍，但有時也必須與燃料供應部門協作完成。

發電採用的固體燃料，以不宜於煉焦的煙煤居多，包括洗中煤、褐煤、石煤和油頁岩等。液體燃料一般為重油和渣油，有時也燃用原油。氣體燃料主要為天然氣和工業煤氣。根據不同的燃料，應設定相應的設施，發電用燃料的貯運設施可按相關要求選型。

如氣體燃料除了採用壓力管道輸送以外，還可以採用液化裝箱輸送的方式。採用這種輸送方式時，通常是在天然氣的產地，將天然氣壓縮液化，裝入特製的液化箱內，然後利用火車或輪船採用貨櫃運輸的方式送入電廠。

未來展望

隨著石油和煤儲量的減少及生態環境的惡化,能源危機和環境污染已經成為當今社會最受人們關注的兩大熱點。而由於石油燃料和煤使用範圍和使用量的不斷增加,能源危機和環境污染的狀況變得更加嚴重。因此石油和煤等發電用燃料的替代燃料的發展也越來越多的受到重視。甲醇由於其清潔、高效、經濟且來源廣泛,近些年來受到了人們廣泛的推崇。目前已在車用方面得到了廣泛的套用,但是在其他領域套用相對較少，其在發電領域的套用具有很好的前景。

生物質能發電燃料也是未來發電用燃料的發展方向。其具有以下特點：

1. 與礦物能源相比，生物質在燃用過程中，對環境污染小。
2. 生物質能蘊藏量大，而且是可再生能源。
3. 生物質能源具有普遍性、易取性，而且廉價、易取，生產過程極為簡單。
4. 生物質能是唯一可以儲存與運輸的能源，對加工轉換與連續使用帶來一定的方便。
5. 生物質揮發組分高，炭活性高，易燃。