第二章燃料及其燃燒特性

第二章燃料及其燃燒特性1

鍋爐燃料第一節(jié)電站鍋爐燃料按燃料的物理狀態(tài)分為：固體燃料、液體燃料和氣體燃料液體燃料—石油及其制品—輕油、柴油、重油煤氣—城市煤氣、高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣油頁巖氣體燃料固體燃料煤—無煙煤、貧煤、煙煤、褐煤、泥煤等木材，生物質(zhì)天然氣、液化石油氣2

第二節(jié)煤的元素分析和工業(yè)分析可燃成分和不可燃成分組成的復(fù)雜組合物，結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜。各組成元素并不單獨游離存在，而是以復(fù)雜的化合物存在，成分十分不均勻。3

一．煤的元素分析全面測定煤中所含化學(xué)成分的分析叫元素分析。元素分析成分包括：碳、氫、氧、氮、硫、灰分和水分。水分分為外部水分Mf和內(nèi)部水分Mad。C+H+O+N+S+A+M=100%4

碳

C最主要的可燃質(zhì)，煤是富含碳的燃料，燃燒產(chǎn)物主要是CO2，碳含量取決于碳富集程度，炭化及年齡。碳的發(fā)熱量：32.7×103kJ/kg一般含量：30%-70%。固定碳多了不容易著火。所以含碳多的煤不好著火。5

氫H發(fā)熱量很高，達(dá)120×103kJ/kg，極易燃燒，煤中含量很少，僅為3%-6%，液體燃料中可達(dá)到14%，天然氣中最多。6

硫S部分S屬于可燃質(zhì)，對鍋爐設(shè)備及環(huán)境的危害很大，硫的含量0.2-5%，甚至更高，超過1%，既為高硫煤。硫化鐵全硫硫酸鹽—不燃燒，含量很少，并入灰分可燃硫，燃燒生成SO2，有機硫7

氧O氧不可燃，氧不以游離狀態(tài)存在于煤中，與煤中的氫和碳組成化合物，占據(jù)部分可燃質(zhì)，使煤發(fā)熱量降低。氧的含量1－15%。氮

N氮是一種不利的元素，在高溫環(huán)境下，與氧形成氮氧化物，對環(huán)境危害極大。煤中氮的含量1%左右。8

灰分A煤中不可燃礦物雜質(zhì)，成分十分復(fù)雜，大多數(shù)煤的灰分含量7%－40%?；曳謨?nèi)在灰分外在灰分一次灰分—成煤前植物中含有的礦物質(zhì)，均勻分布在可燃質(zhì)中二次灰分—在煤形成過程中，外界帶入的雜質(zhì)—產(chǎn)生于開采、運輸、貯藏過程中9

水分M含量一般在1－30%，多在10%左右。內(nèi)在水分—也稱為吸附水分或風(fēng)干水分，即煤經(jīng)過風(fēng)干后的水分外在水分—經(jīng)過風(fēng)干后可以脫除掉的那部分水分，受運輸，貯存條件等影響，變化很大。水分10

二.煤的工業(yè)分析煤的工業(yè)分析煤樣在一定的實驗室條件下，通過分析得出水分、揮發(fā)分、固定碳和灰分這四種成分的百分?jǐn)?shù)稱為工業(yè)分析。11

四、揮發(fā)分和焦碳揮發(fā)分

煤受熱時首先放出水分，當(dāng)在815±10℃，加熱后，燃料中有機物質(zhì)開始分解，放出的氣態(tài)物質(zhì)占試驗煤祥質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，稱為揮發(fā)分。主要成分：各種碳?xì)浠衔?、氫、一氧化碳、硫化氫等可燃?xì)怏w；少量的氧氣、二氧化碳、氮氣等不可燃?xì)怏w。

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焦碳

煤析出水分和揮發(fā)分之后的剩余物質(zhì)，是不揮發(fā)的固定碳和全部的灰分，統(tǒng)稱為焦炭。包括：固定碳和灰分。13

第三節(jié)煤的成分計算基準(zhǔn)煤的成分計算基準(zhǔn)收到基——對進(jìn)入鍋爐之前準(zhǔn)備燃燒的煤進(jìn)行分析。Car+Har+Oar+Nar+Sar+Aar+Mar=100%空氣干燥基煤樣在實驗室一定溫度條件下，自然干燥失去外部水分得到的元素分析結(jié)果。Cad+Had+Oad+Nad+Sad+Aad+Mad=100%14

干燥基除掉外部水分和內(nèi)部水分后的煤樣Cd+Hd+Od+Nd+Sd+Ad=100%干燥無灰基除掉水分和灰分后的煤樣Cdaf+Hdaf+Odaf+Ndaf+Sdaf=100%15

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第四節(jié)煤的發(fā)熱量1.定義煤的發(fā)熱量是指單位質(zhì)量的煤在完全燃燒時所釋放出的熱量。單位是kJ/kg。2.高位發(fā)熱量煤的最大可能的發(fā)熱量，包括：煤燃燒所放出的熱量＋燃燒后生成的水蒸氣凝結(jié)成水而放出的汽化潛熱。18

低位發(fā)熱量高位發(fā)熱量-水蒸氣凝結(jié)成水而放出的汽化潛熱4、標(biāo)準(zhǔn)煤以收到基低位發(fā)熱量為29270kJ/kg的燃料，稱為標(biāo)準(zhǔn)煤。19

5、折算成分

把相對于每4187kJ/kg收到基低位發(fā)熱量的煤所含的收到基水分、灰分和硫分，分別稱為折算水分、折算灰分和折算硫分，其計算公式為：20

第五節(jié)煤的結(jié)渣和積灰特性判斷1、變形溫度DT(DeformationTemperature)：灰錐頂端開始變圓或彎曲時的溫度；2、軟化溫度ST(SofteningTemperature)：灰錐錐體至錐頂觸及底板或錐體變成球形時所對應(yīng)的溫度；3、液化溫度FT(FluidTemperature)：錐體熔化成液體，沿平面流動時對應(yīng)的溫度。也稱流動溫度煤灰的熔特性21

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第六節(jié)煤的分類對動力用煤習(xí)慣分為四類：23

1、無煙煤揮發(fā)物含量最低，著火、燃燼困難。含碳量很高，雜質(zhì)少，發(fā)熱量高。2、貧煤對鍋爐用煤