第二章燃料及其燃烧特性

第二章燃料及其燃烧特性1

锅炉燃料第一节电站锅炉燃料按燃料的物理状态分为：固体燃料、液体燃料和气体燃料液体燃料—石油及其制品—轻油、柴油、重油煤气—城市煤气、高炉煤气、焦炉煤气油页岩气体燃料固体燃料煤—无烟煤、贫煤、烟煤、褐煤、泥煤等木材，生物质天然气、液化石油气2

第二节煤的元素分析和工业分析可燃成分和不可燃成分组成的复杂组合物，结构非常复杂。各组成元素并不单独游离存在，而是以复杂的化合物存在，成分十分不均匀。3

一．煤的元素分析全面测定煤中所含化学成分的分析叫元素分析。元素分析成分包括：碳、氢、氧、氮、硫、灰分和水分。水分分为外部水分Mf和内部水分Mad。C+H+O+N+S+A+M=100%4

碳

C最主要的可燃质，煤是富含碳的燃料，燃烧产物主要是CO2，碳含量取决于碳富集程度，炭化及年龄。碳的发热量：32.7×103kJ/kg一般含量：30%-70%。固定碳多了不容易着火。所以含碳多的煤不好着火。5

氢H发热量很高，达120×103kJ/kg，极易燃烧，煤中含量很少，仅为3%-6%，液体燃料中可达到14%，天然气中最多。6

硫S部分S属于可燃质，对锅炉设备及环境的危害很大，硫的含量0.2-5%，甚至更高，超过1%，既为高硫煤。硫化铁全硫硫酸盐—不燃烧，含量很少，并入灰分可燃硫，燃烧生成SO2，有机硫7

氧O氧不可燃，氧不以游离状态存在于煤中，与煤中的氢和碳组成化合物，占据部分可燃质，使煤发热量降低。氧的含量1－15%。氮

N氮是一种不利的元素，在高温环境下，与氧形成氮氧化物，对环境危害极大。煤中氮的含量1%左右。8

灰分A煤中不可燃矿物杂质，成分十分复杂，大多数煤的灰分含量7%－40%。灰分内在灰分外在灰分一次灰分—成煤前植物中含有的矿物质，均匀分布在可燃质中二次灰分—在煤形成过程中，外界带入的杂质—产生于开采、运输、贮藏过程中9

水分M含量一般在1－30%，多在10%左右。内在水分—也称为吸附水分或风干水分，即煤经过风干后的水分外在水分—经过风干后可以脱除掉的那部分水分，受运输，贮存条件等影响，变化很大。水分10

二.煤的工业分析煤的工业分析煤样在一定的实验室条件下，通过分析得出水分、挥发分、固定碳和灰分这四种成分的百分数称为工业分析。11

四、挥发分和焦碳挥发分

煤受热时首先放出水分，当在815±10℃，加热后，燃料中有机物质开始分解，放出的气态物质占试验煤祥质量百分数，称为挥发分。主要成分：各种碳氢化合物、氢、一氧化碳、硫化氢等可燃气体；少量的氧气、二氧化碳、氮气等不可燃气体。

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焦碳

煤析出水分和挥发分之后的剩余物质，是不挥发的固定碳和全部的灰分，统称为焦炭。包括：固定碳和灰分。13

第三节煤的成分计算基准煤的成分计算基准收到基——对进入锅炉之前准备燃烧的煤进行分析。Car+Har+Oar+Nar+Sar+Aar+Mar=100%空气干燥基煤样在实验室一定温度条件下，自然干燥失去外部水分得到的元素分析结果。Cad+Had+Oad+Nad+Sad+Aad+Mad=100%14

干燥基除掉外部水分和内部水分后的煤样Cd+Hd+Od+Nd+Sd+Ad=100%干燥无灰基除掉水分和灰分后的煤样Cdaf+Hdaf+Odaf+Ndaf+Sdaf=100%15

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第四节煤的发热量1.定义煤的发热量是指单位质量的煤在完全燃烧时所释放出的热量。单位是kJ/kg。2.高位发热量煤的最大可能的发热量，包括：煤燃烧所放出的热量＋燃烧后生成的水蒸气凝结成水而放出的汽化潜热。18

低位发热量高位发热量-水蒸气凝结成水而放出的汽化潜热4、标准煤以收到基低位发热量为29270kJ/kg的燃料，称为标准煤。19

5、折算成分

把相对于每4187kJ/kg收到基低位发热量的煤所含的收到基水分、灰分和硫分，分别称为折算水分、折算灰分和折算硫分，其计算公式为：20

第五节煤的结渣和积灰特性判断1、变形温度DT(DeformationTemperature)：灰锥顶端开始变圆或弯曲时的温度；2、软化温度ST(SofteningTemperature)：灰锥锥体至锥顶触及底板或锥体变成球形时所对应的温度；3、液化温度FT(FluidTemperature)：锥体熔化成液体，沿平面流动时对应的温度。也称流动温度煤灰的熔特性21

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第六节煤的分类对动力用煤习惯分为四类：23

1、无烟煤挥发物含量最低，着火、燃烬困难。含碳量很高，杂质少，发热量高。2、贫煤对锅炉用煤