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燃料知识讲解一、燃料定义、分类及组成1、燃料定义： 一般分普通燃料和核燃料。满足以下条件的可燃物称之为燃料：1）、能够点燃； 2）、容易获取（如：煤炭、石油、天然气等）； 3）、能量转换过程经济、划算。（如果用柴油、汽油发电就不划算）； 4）、便于储存、运输、处理； 5）、使用过程相对安全； 6）、燃烧生成物对环境的污染较小。2、燃料分类：主要从常温下的物理形态进行分类1）、燃料分为：固体燃料、液体燃料、气体燃料。2）、固体燃料：如煤炭、垃圾（锯末、植物等）。3）、液体燃料：如矿物燃料（如重油）、合成液体燃料（如酒精）等。4）、气体燃料：天然气、煤气等。3、燃料成分组成：主要从固体燃料进行讲解，固体燃料成分分：有机成分和无机成分。1）、有机成分：固定碳、挥发分（由C、H、O、N、S组成的气态物质）2）、无机成分：灰分（燃料彻底燃烧后遗留的产物，由Ca、Al、Si、Fe组成的无机矿物）、水分（分内水、外水）。二、煤的分类从挥发分的含量进行分类1、煤可以分为：无烟煤、贫煤、烟煤、褐煤2、上述四种煤种的特点：1）、无烟煤：碳化程度最高（即含碳量最高，可达90%98%）、挥发分含量最少，容易储存、不易点燃。2）、贫煤：性质介于无烟煤及烟煤之间，碳化程度次于无烟煤，挥发分含量小，不易点燃。3）、烟煤：挥发分含量较高，易点燃，不易储存。4）、褐煤：碳化程度低，挥发分含量高、储存性及运输性很差，易自燃。三、常见燃煤分析种类：1、元素分析法：分析C、H、O、N、S。2、工业分析法：分析固定碳、挥发分、硫分、灰分、水分。四、常见名词解释1）、高位发热量：当1kg的煤完全燃烧，形成的水蒸汽又凝结成水时，煤所释放出的热量。即总热量中包含水蒸气变成水时所放出的热量。2）、低位发热量：当1kg的煤完全燃烧，形成的水蒸汽以气态存在时，煤所释放出的热量。 因电厂排烟温度大于100，因此燃煤热值计算时按照低位发热量进行统计。3）、标煤：并不存在真正意义上的标煤，为了各相关产业的参数对比，就规定了收到基低位发热量为29271KJ/kg（即7000大卡/kg）的煤为标准煤。4）、发电煤耗：凝汽式发电厂的发电煤耗是在单位时间中所耗用的煤量与在单位时间内的发电量之比叫发电煤耗率，单位常用kg/kwh表示。5）、供电煤耗：厂供电煤耗率是考虑了厂用电消耗后的发电煤耗。五、煤的工业分析法中各项目的具体内容1、煤的水分1）、定义：煤中的水分，按化学方式存在的不同可分为游离水和化合水。（1）、游离水。是以物理状态吸附在煤颗粒内部毛细管中和附着在煤颗粒表面的水分，游离水在105110的温度下经过12小时可蒸发掉。游离水分又分为外在水分和内在水分。a、外在水分，是附着在煤颗粒表面的水分。外在水分很容易在常温下的干燥空气中蒸发，蒸发到煤颗粒表面的水蒸气压与空气的湿度平衡时就不再蒸发了。 b、内在水分，是吸附在煤颗粒内部毛细孔中的水分，指在一定条件下煤样达到空气干燥状态时所保持的水分。（2）、化合水。也叫结晶水，是以化合的方式同煤中矿物质结合的水。如生石膏硫酸钙（NaSO4.2H2O）和高龄土（AL2O3.2SiO2.2H2O）中的结晶水。而结晶水通常要在200以上才能分解析出。煤的工业分析中只测试游离水，不测结晶水。（3）煤的分析报表中的水分：煤的分析报表中的水分分全水分和内水分。全水分，是指煤中全部的游离水分，即煤中外在水分和内在水分之和，符号Mt。是煤炭按灰分计价中的一个辅助指标。数值与收到基相同，收到基的定义是煤在使用时的水分，符号Mar。2）、水分的来源：在开采、运输和洗选过程中润湿在煤的外表以及煤中固有的水。（1）、开采过程中带来的水分。如：随着矿井开采深度的增加，采掘机械化的发展和井下安全生产的加强，以及喷雾洒水、煤层注水、综合防尘等措施的实施，原煤水分呈增加的趋势。（2）、储存、运输过程中的水分。如：降雨、煤场贮存喷洒水，皮带降尘喷水。（3）、煤炭深加工过程中的水分。如洗选中产生的煤泥。3）、水分对生产的影响：（1）、煤的水分直接影响煤的使用、运输和储存。煤水分大会导致输煤系统上煤困难、原煤仓蓬煤。（2）、煤的水分增加，还增加了无效运输，并给卸车带来了困难。特点是冬季寒冷地区，经常发生冻车，影响卸车。（4）、对锅炉工作的危害是：水分存在会使煤中可燃元素的含量相对减少，而且水分蒸发还要吸收汽化潜热，所以水分会使煤的实际发热量降低。如果煤中增加1%的水分，除总热值减少1%外，汽化热值减少5.5大卡。例如5500大卡,减少60.5大卡水分多对煤的着火、燃烧十分不利，增加不完全烧烧热损失。水分在锅炉吸收热量转换成水蒸气，降低炉膛温度，降低空气浓度。煤的着火先是一个吸热反应，水分蒸发，挥发分逸出，再燃烧。燃烧又是一个化学反应，温度和氧的浓度是重要条件。对可燃气体有影响，增加化学不完全燃烧热损失。煤中水分多会使燃烧生成的烟气容积增大，造成排烟热损失及引风机耗电量增加。比如：公司#1炉燃煤按170吨/小时计算，日常入炉煤全水分在8%左右，则锅炉每小时需要将13.6吨20左右的水加热至120蒸汽排入大气，13.6吨水在120时的体积约为2.4万立方米。煤中水分多还会影响煤的磨制和堵塞煤粉管道。在磨制煤粉的过程中，原煤水分增加时，会由于塑性变形而提白研磨阻力，从而改变了燃料可磨性质引起额外的磨粉能量消耗，使磨煤出力降低。仓储式制粉系统水分多还会引起低温受热面的堵灰与腐蚀。尾部受热面的积灰可分为松散积灰和低温粘结积灰两种。松散积次是烟气携带的灰粒沉积在受热面上形成的；低温枯结积灰是烟气中的酸蒸汽和水蒸汽在低温受热面上凝结，将灰粒粘聚而形成的。低温粘结积灰成硬结状、难以清除，对锅炉工作影响较大。低温粘结积灰与低温腐蚀是相互促进的、这是因为堵灰使传热减弱，受热面金属壁温降低，而积灰又能吸附二氧化硫，使腐蚀加剧，腐蚀又将使堵灰加剧，以致形成恶性循环。2、煤的灰分1）、定义：煤的灰分，是指煤完全燃烧后剩下的残渣。2）、灰分对生产的影响（1）、煤中灰分是煤炭计价指标之一。在灰分计价中，灰分是计价的基础指标；在发热量计价中，灰分是计价的辅助指标，灰分增加5%，热值单价降低2%。（2）、灰分是煤中的有害物质，同样影响煤的使用、运输和储存。（3）、灰分对锅炉的危害：（a）灰分存在会使煤中可燃元素的含量相对减少，发热量降低；（b）灰分会阻碍可燃物质与氧接触，影响燃烧与燃尽；灰分会使受热面积灰、结渣，不仅影响传热，甚至妨碍锅炉正常工作；（c）烟气中的飞灰还会引起设备的磨损、腐蚀，降低锅炉使用寿命，随烟排出的飞灰会污染环境。（d）从炉膛下部排除灰渣还会带走一部分热量，造成热损失，（液态排渣锅炉）。（e）制粉系统的电耗也随之增加。（滚筒磨）3、煤的挥发分1）、定义：煤的挥发分：即已取出全水分的煤在一定温度下隔绝空气加热(一般需要加热到90010，精确保持7分钟下)，逸出物质（气体或液体）。2）、挥发分的成分a、可燃气体：主要由可燃气体组成如氢、一氧化碳、甲烷、硫化氢及其他碳氢化合物CmHn等、b、不可燃气体：如氧、氮、二氧化碳等。二氧化碳是碳酸盐分解，如含量大（超过2%）要扣除。3）、挥发分对生产的影响反映了煤的变质程度，从而影响燃煤的储存、运输性。所以世界各国和我国都以煤的挥发分作为煤分类的最重要的指标。4）、对锅炉的影响（1）、挥发分的特点是其本身容易着火燃烧，且能促进焦炭的燃烧。这是因为挥发分着火后会对焦炭进行强烈的加热。促使其迅速着火燃烧，同时挥发分逸出后焦炭变得疏松至多孔性，与空气接触的面积增大，这就加速了煤的燃烧过程的进行，含挥发分多的煤易着火，燃烧快，火焰长。所以挥发分是燃烧的重要特性。（2）、在设计锅炉时、炉膛结构、燃烧器形式、受热面的布置均与挥发分含量有关，在锅炉运行时，燃烧过程的调整也与挥发分含量有密切关系4、煤的固定碳1）、定义：从测定煤样的挥发分产率所得残渣中减去灰分后的残留物。固定碳就是测定挥发分后残留下来的有机物质的产率，可按下式算出：Cgd=1000-(Wf+Af+Vf)2）、焦渣的应用：煤的（焦渣）固定碳与挥发分一样，也是表征煤的变质程度的一个指标，（其粘结指数，胶质层最大厚度为烟煤划分细类）随变质程度的增高而增高。所以一些国家以固定碳作为煤分类的一个指标。焦渣按其形状，特征的不同可分为八种类型，用来初步表不同煤种的粘性，熔融性及膨胀性。根据挥发分测定后的焦渣可知，泥炭，褐煤，烟煤中长焰煤，贫煤及无烟煤没有粘结性；烟煤中气，肥，焦，瘦煤都有粘结性，可作为炼焦煤，而其中肥煤和焦煤没有粘结性最好，其坩埚焦熔融，粘结良好且具有膨胀性。固定碳是煤的发热量的重要来源，所以有的国家以固定碳作为煤发热量计算的主要参数。固定碳也是合成氨用煤的一个重要指标。5、煤的硫分1）、定义：按其存在的形态分为有机硫和无机硫两种。有的煤中还有少量的单质硫。2）、对生产的影响：硫是煤中有害物质之一。（1）、对输煤系统来说：硫能够腐蚀包括煤箅子在内的输煤设备，降低设备寿命。（2）、对锅炉设备来说：硫燃烧反应生成物是二氧化硫，极小一部分会进一步氧化成三氧化硫，它与烟气中的水蒸气结合在一起生成亚硫酸或硫酸蒸气。后者一旦凝结在受热面上，便有着强烈的腐蚀性，大大缩短受热面金属的使用寿命。（3）、对环境来说：硫的氧化物随烟气排入大气，污染空气，造成酸雨，严重危及植物生长和人的健康。因此硫是煤中的有害元素。煤中的含硫量约为1-8、当煤中的含硫量在15%以上时，应设法预先脱硫或采取适当的措施以防止锅炉受热面被腐蚀和大气被污染。（4）、增加脱硫设备和运行费用，增加成本。6、煤的发热量1）、定义：煤的发热量，又称为煤的热值，即单位质量的煤完全燃烧所发出的热量。单位焦/克或兆焦/千克 符号J/g,MJ/kg.。2）、煤的各种发热量名称的含义：（1）煤的弹筒发热量（Qb）煤的弹筒发热量，是单位质量的煤样在热量计的弹筒内，在过量高压氧（2535个大气压左右）中燃烧后产生的热量（燃烧产物的最终温度规定为25C）。由于煤样是在高压氧气的弹筒里燃烧的，因此发生了煤在空气中燃烧时不能进行的热化学反应。如：煤中氮以及充氧气前弹筒内空气中的氮，在空气中燃烧时，一般呈气态氮逸出，而在弹筒中燃烧时却生成N2O5或NO2等氮氧化合物。这些氮氧化合物溶于弹筒税种生成硝酸，这一化学反应是放热反应。另外，煤中可燃硫在空气中燃烧时生成SO2气体逸出，而在弹筒中燃烧时却氧化成SO3，SO3溶于弹筒水中生成硫酸。SO2、SO3,以及H2SO4溶于水生成硫酸水化物都是放热反应。所以，煤的弹筒发热量要高于煤在空气中、工业锅炉中燃烧是实际产生的热量。为此，实际中要把弹筒发热量折算成符合煤在空气中燃烧的发热量。（2）、煤的高位发热量（Qgr）煤的高位发热量，即煤在空气中大气压条件下燃烧后所产生的热量。应该指出的是，煤的弹筒发热量是在恒容（弹筒内煤样燃烧室容积不变）条件下测得的，所以又叫恒容弹筒发热量。由恒容弹筒发热量折算出来的高位发热量又称为恒容高位发热量。而煤在空气中大气压下燃烧的条件湿恒压的（大气压不变），其高位发热量湿恒压高位发热量。恒容高位发热量和恒压高位发热量两者之间是有差别的。一般恒容高位发热量比恒压高位发热量低8.420.9J/g,实际中当要求精度不高时，一般不予校正。（3）、煤的低位发热量（Qnet）煤的低位发热