(1)对粒度的要求。铁路机车锅炉蒸发率高,一般为70~80kg/m·h;通风强度大,燃气流速快,一般为30m/s以上,烧用原煤或混煤时,煤末烟渣未完全燃烧,即从烟筒喷出,这种损失在开汽运行中一般达15~20%,大供气率时,可达25~30%。如使用颗粒煤(>13mm块煤和>6mm粒煤),这项损失就大幅度下降。试验表明,在常用供汽率(指每米锅炉蒸发传热面积,每小时产生的供给汽机用的蒸汽量)时,以解放型的供汽率55kg/m·h为例,使用6mm以上的颗粒煤(其中实测仍含0~6mm末煤7.7%)和使用13mm以上的颗粒煤(其中含末率仍有8.9%)时,均比使用原煤(含末率33%)时,降低煤炭单耗9.6%左右。在不同含末率对比试验中,得出含末率每增加1%,相应增加煤耗0.4%的结果。因此,铁路机车应供应颗粒煤,不宜供应含末率大的原煤、混煤和末煤。在供应颗粒煤时,限下率也应控制在不超过15%的范围。
(2)对发热量和灰分的要求。机车是高速移动式热机,功率大,运用可靠性及运输的时间概念要求高,但设备的体积和重量却受到限制。因此,对煤炭质量规格的要求与固定式热机不同。机车用煤的收到基低位发热量一般应在23027~25121kJ/kg左右,调车及支线机车用煤可在23027kJ/kg左右。煤的干基灰分应为20~24%。如灰分过高,为保持锅炉的正常供汽率,必须多投煤,导致火床厚度增大,影响通风,影响燃烧和蒸发;如灰分高,也将增加机车停车清炉,放灰次数和时间,降低运输能力和效率。
(3)对挥发分的要求。铁路机车锅炉是卧式烟管锅炉,层燃方式,炉床面积只有5~6.8m。使用挥发分较高的煤,可以充分利用火箱空间进行燃烧,以适应大功率供汽的需要。又因机车通风强度大,宜用弱粘性和弱膨胀性的煤,而不宜使用强粘结和强膨胀(阻碍通风)和不粘结性(增加喷出和漏落的损失)的煤。因此,供应机车用煤的干燥无灰基挥发分应在20%以上。
(4)对灰的熔融性软化温度的要求。灰的熔融性软化温度(T2)也是机车用煤质量指标之一。因为机车锅炉热负荷大,炉床燃烧层温度也较高,如使用T2低于1200℃的煤,将随时在炉床上形成熔融一体的炉渣,严重阻碍通风,致使燃烧恶化,造成供汽困难。所以,煤炭灰的熔融性软化温度不低于1200℃。
(5)对硫的要求。煤中硫含量要低,烟道中二氧化硫、三氧化硫气体对设备的腐蚀和对环境的污染仍然有害。一般要求煤中硫分不超过1.5%,在隧道区段不应超过1%。
从上述情况看,如果某些煤种达不到铁路机车用煤的各项要求时,应与另一适当煤种混合使用,以满足其各项质量的要求标准。因此,瘦煤、焦煤、肥煤、不粘结煤等,都能与别的煤种混合燃用。例如长焰煤与瘦煤相混合,灰分高的与灰分低的煤种相混合,挥发分低的与挥发分高的煤种相混合,粘结性强的煤种与不粘结的煤种相混合等。
在暂时还没有条件供应块煤和颗粒煤的地区,供应原煤或混煤的含末率(0~6mm煤末)也应尽量不超过35%。含末率大的原煤、混煤和混末煤,应掺混适当比例的块煤,以减少煤炭喷出和漏落的损失。