煤粉锅炉

煤粉锅炉是一种工业或公用锅炉，通过燃烧吹入燃烧室的煤粉（也称为粉煤或煤粉，因为它与化妆品中的面粉一样细）来产生热能。使用粉状燃料的燃烧系统的基本思想是使用整个炉子来燃烧固体燃料。煤被磨成细粒大小，与空气混合并在烟道气流中燃烧。生物质和其他材料也可以添加到混合物中。煤含有矿物质，在燃烧过程中会转化为灰烬。灰分作为底灰和飞灰除去。底灰在炉底被除去。这种类型的锅炉在燃煤发电站中占主导地位，提供蒸汽来驱动大型涡轮机。

在导致使用粉煤的发展之前，大多数锅炉使用炉排燃烧，其中燃料以部分破碎的砾石状形式机械分布到燃烧室底部的移动炉排上。用于燃烧的空气通过炉排向上吹，携带较轻的灰烬和较小的未燃烧煤颗粒，其中一些会粘附在燃烧室的侧面。1918年，密尔沃基电气铁路和轻电公司（后来的威斯康星电气公司）在其奥奈达街发电厂进行了煤粉使用测试。这些实验帮助FredL.Dornbrook开发了使用锅炉给水管夹套控制粉煤焦油灰残留物的方法，该夹套用于降低燃烧室壁的表面温度并允许轻松去除灰烬沉积物。密尔沃基市政厅附近的奥奈达街发电厂于1987年退役并进行了翻新。它现在是密尔沃基话剧团的所在地。

燃烧已粉碎成细粉的煤的概念源于这样一种信念，即如果将煤制成足够细的煤，它将几乎像气体一样容易且有效地燃烧。煤粉的进料速度由计算机控制，并根据锅炉需求和可用于干燥和运输燃料的空气量而变化。煤块在两个轨道或滚道之间移动的球或圆柱滚子之间被压碎。然后将原煤与来自锅炉的加热到约650°F(340°C)的空气一起送入粉碎机。当煤通过滚动作用被压碎时，热空气将其干燥并吹出可用作燃料的细煤粉。来自粉碎机的煤粉直接被吹入锅炉中的燃烧器。燃烧器将空气悬浮液中的粉煤与额外的预热燃烧空气混合，并将其从喷嘴中挤出，其作用类似于内燃机中的燃料喷射器雾化燃料。在运行条件下，燃烧区有足够的热量点燃所有进入的燃料。

炉底除灰方法有两种：

• 干底锅炉
• 湿底锅炉，也称为渣龙头

飞灰随烟气带走，并沿其路径从烟气中分离到不同的料斗中，最后进入ESP或袋式过滤器。

煤粉发电厂分为三类：亚临界煤粉（SubCPC）工厂、超临界煤粉（SCPC）工厂和超超临界煤粉（USCPC）工厂。三种煤粉锅炉的主要区别在于工作温度和压力。亚临界工厂在低于水的临界点（647.096K和22.064MPa）下运行。超临界和超超临界工厂在临界点以上运行。随着压力和温度的增加，运行效率也会增加。亚临界设备的运行效率约为37%，超临界设备的运行效率约为40%，超超临界设备的运行效率为42-45%。煤粉有很多种，具有不同的热值（CV），例如印尼煤或钢级煤（印度煤）。

煤粉燃烧已在有限程度上用于蒸汽机车。例如，参见普鲁士G12。

1929年，美国航运委员会评估了一艘9,500吨的商船Mercer轮船上的煤粉锅炉。根据其报告，Mercer上用煤粉加热的锅炉以其最佳燃油行程的95%的效率运行。与使用石油作为燃料的船舶锅炉相比，燃烧煤粉的操作和安装成本也更低。到1920年代末，也采取了使用柴油发动机作为推进手段（在较小的船舶上）的xxx步——参见柴油化。