煤的形成过程

２０１０年第６期　董　优：水冷壁过热器再热器爆管区别及运行调整　２０１０年１２月　

管壁金属温度的影响相对小　Ｊ。　

１．６　３种炉管泄露对汽轮机缸胀差胀以及轴向位移　

影响的差异　再热器管壁泄露，进人高压缸的蒸汽没有减少，而　

进入中压缸的蒸汽减少，使得汽轮机高、中压缸两侧轴　向推力发生变化，汽轮机缸胀、差胀及轴向位移均会有　

所变化。过热器和水冷壁泄露，由于蒸汽进入汽轮机　

高、中压缸的流量同时减少，因此，对汽轮机影响比较小。　

１．７产生的原因不同　

我厂锅炉为哈尔滨锅炉厂亚临界自然循环汽包　炉，因此，水动力问题导致水冷壁爆管的可能性存在，　

吹灰器吹损以及管壁结垢会引起超温爆管。由于屏　过、屏再管长期处于高温烟气区，既吸收辐射热又吸收　

对流热，产生高温蠕变是引起过热器和再热器爆管的　

主要原因。　

２运行方式的调整　

对于水冷壁和过热器爆管，如果泄露小时可采用　

滑压短时运行，泄露大时应紧急停炉。　

对于再热器泄露，可采用３种运行方式进行调整，　

以降低负荷。由于降低负荷，蒸汽温度也就相应降低。　降低主蒸汽汽温可降低再热器进口汽温，但主蒸汽温　

度应根据实际负荷进行控制。根据我厂运行的经验，　可进行如下运行方式的调整。ａ）保留１台下层磨煤机　

和２支油抢带５０　Ｍｗ运行方式，开高排通风阀及控制　减温器后的温度在２１０℃左右，确保冷再压力在０．５　ＭＰａ　

以下，并调整锅炉两侧烟温差，尽快进行停炉处理；ｂ）　定压低负荷短时运行。对于当时机组的运行情况，采　

用先减后加负荷分配的原则，采用在同样负荷下的定　

压运行，加大了高压缸做功能力，降低了再热器的汽　压，同时，汽包压力升高，相应的蒸汽汽化潜热降低，在　相同的热负荷下产生的蒸汽量增加，汽温下降，可增大　

炉膛内水冷壁的辐射吸热，同时，对流吸热减少，减少　再热区域的烟气温度，有效地降低了再热器外管壁的　

温度，延缓了爆管速度。根据实际运行情况，可将辅助　

蒸汽切换至相邻机组冷再供汽，除氧器加热蒸汽采用　

第一节 成煤物质(material for coal formation)

1、煤是由植物（ plant ）形成的

煤是由植物遗体经过生物化学作用和物理化学作用演变而成的沉积有机岩。

2 低等植物和高等植物的特点(characteristics)

低等植物(lower plants)：包括菌类和藻类，是由单细胞和多细胞构成的丝状体或叶状体植物，没有根、茎、叶等器官的分化。

高等植物(higher plants) ：包括苔藓、蕨类、裸子植物和被子植物 。进化论认为，高等植物由低等植物长期进化而来，构造复杂，有根、茎、叶的区别。

地史上植物演化年代见图2-1。

3 我国主要聚煤期

我国主要聚煤期：

新 生 代 新近纪-古近纪（约0.24～0.65亿年）

中 生 代 晚侏罗世-早白垩世（约1.44亿年）

早、中侏罗世（约2.03亿年）

晚三叠世（约2.5亿年）

晚古生代 晚二叠世（约3亿年）

晚石炭世-早二叠世（约3～3.54亿年）

早石炭世（约3.54亿年）

早古生代 早寒武世（约5.45亿年）

4 植物的主要化学组成 (constituents)

（1）碳水化合物（ carbohydrates ）

（2）木质素（ lignins ）

（3）蛋白质（ proteins ）

（4）脂类化合物（ lipids/lipidic compounds ）

4.1 碳水化合物（ carbohydrates ）

包括纤维素、半纤维素及果胶质。

纤维素：是构成植物细胞壁的主要成分。纤维素一般不溶于水，在溶液中能生成胶体，容易水解。在泥炭沼泽的酸性介质中，纤维素可以分解为纤维二糖和葡萄糖等简单化合物。

・３４・　广州化工　２０１１年３９卷第２４期　

利用煤的形成过程提质褐煤　

（内蒙古大唐国际锡林浩特褐煤综合开发有限责任公司，内蒙古锡林浩特０２６０００）　

摘　要：褐煤的高水分量几乎影响褐煤利用的每一方面。为了实现褐煤资源的高效利用，本文中利用煤的形成过程设计了一　套褐煤提质工艺，主要是模拟一个高压、高温的环境加速褐煤转变。工艺中要求合适的压力和温度，可以明显提高脱水率。　

关键词：煤；形成过程；提质褐煤　

Ｕｓｉｎｇ　ｔｈｅ　Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　Ｃｏａｌ　ｔｏ　Ｕｐｇｒａｄ　Ｌｉｇｎｉｔｅ　

ＺＵ　Ｊｉ—ｂｉｎｇ　

（Ｉｎｎｅｒ　Ｍｏｎｇｏｌｉａ　ＤａＴａｎｇ　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｘｉｌｉｎｈｏｔ　Ｌｉｇｎｉｔｅ　Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．　

Ｉｎｎｅｒ　Ｍｏｎｇｏｌｉａ　Ｘｉｌｉｎｈｏｔ　０２６０００，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｈｉｇｈ　ｗａｔｅｒ　ｃｏｎｔａｉｎｅｄ　ａｌｍｏｓｔ　ａｆｆｅｃｔｅｄ　ｅｖｅｒｙ　ａｓｐｅｃｔｓ　ｏｆ　ｌｉｇｎｉｔｅ　ａｐｐｌｙｉｎｇ．Ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｒｅａｌｉｚｅ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ　ｕｓｅ　

ｏｆ　ｌｉｇｎｉｔｅ，ａ　ｓｅｔ　ｏｆ　ｌｉｇｎｉｔｅ　ｕｐｇｒａｄｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｗａｓ　ｄｅｓｉｇｎｅｄ　ｂｙ　ｕｓｉｎｇ　ｔｈｅ　ｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　ｃｏａｌ，ｗｈｉｃｈ　ｗａｓ　ｓｉｍｕｌａｔｅｄ　ａ　

ｈｉｇｈ—ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｈｉｇｈ—ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　ｔｏ　ａｃｃｅｌｅｒａｔｅｄ　ｔｈｅ　ｃｈａｎｇｉｎｇ　ｏｆ　ｌｉｇｎｉｔｅ．Ｕｐｇｒａｄｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｍｕｓｔ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｔｈｅ　

ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ａｎｄ　ｔｅｍｐｅｒａｔｒｎｅ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｒｉｇｈｔ　ｄｏｓｅ　ｔｏ　ｉｍｐｒｏｖｅ　ｔｈｅ　ｄｅｗａｔｅｒ　ｒａｔｅ　ｏｂｖｉｏｕｓｌｙ．　

煤的形成与分类

煤是一种固体可燃的有机生物岩；是以含碳、氢元素为主，同时含有少量氧、硫、氮等元素的矿物燃料；是千百万年前远古时代植物残骸经过极其复杂的生物化学、地球化学、物理化学作用缓慢的转变而成的。

一． 煤的形成

从远古时代植物死亡、堆积到转变为煤经过一系列的演化过程，这个过程称为成煤作用。这个过程大致可分为两个阶段：泥炭化阶段和煤化作用阶段。成煤的原始物质主要是植物，其组成不同是影响煤质的重要因素之一，根据成煤植物不同可以划分出以高等植物为主形成的腐植煤和以低等植物为主形成的腐泥煤两大类，自然界腐泥煤很少见，工业开采中绝大多数是腐植煤，在以后的篇幅中提及的都是腐植煤。

1. 泥炭化阶段

植物遗体是成煤原始物质的来源，并不是任何条件下植物遗体都能够顺利地堆积并转变，首先需要的大量的远古植物持续的繁殖、生长、死亡；其次是需要保存植物遗体的环境即原地堆积并且不至于完全被氧化，同时具备这两个条件的便是沼泽。植物残骸大量堆积在沼泽浅部，在需氧微生物的分解作用下，一部分被彻底破坏分解成气体和水，未被分解的稳定部分则保留下来，在沼泽水的覆盖下，植物遗体逐渐和空气隔绝，厌氧微生物利用植物有机质中的氧发生氧化分解、去羧基和脱水作用，放出了二氧化碳和甲烷气体，形成一种凝胶状、含水分很高的棕褐色物质。这个过程就是泥炭化过程（阶段）；形成的物质也就是泥炭（也称为泥煤）。随着地球地壳的不断运动、下沉，泥炭层被深埋于地下，一泥炭层被无机沉淀物覆盖为标志，泥炭化过程结束。 2. 煤化作用阶段

当泥炭化过程终止后，生物化学作用也逐渐减弱以至停止，在物理化学和化学作用下，泥炭开始向褐煤、烟煤和无烟煤转变，这个过程称为煤化阶段。由于作用因素和结果不同，这个阶段可以划分为成岩阶段和变质阶段。

A. 成岩阶段

无定形的泥炭因受到上面覆盖无机沉积物的巨大压力逐渐的发生压紧、失水、胶体老化硬结等物理和物理化学变化，转变为具有生物岩特征的褐煤过程。这个过程发生在深度不大的地下，泥炭上面覆盖层大约为200～400mm，温度约为60℃，在成岩过程中，除了发生压实和失水等物理变化外，也在一定程度上进行了分解和缩聚反应，泥炭中残留的植物成分逐渐减少，腐植酸含量先增加后减少。当地层继续下沉和顶板加厚时，由于温度明显升高，压力继续加大，煤质的变化转入变质阶段。