第2章 工业锅炉的燃料

1、2-1 燃料的成分分析和基的转换燃料的成分分析和基的转换2-2 煤的燃烧特性煤的燃烧特性2-3 煤的分类煤的分类2-4 液体燃料液体燃料2-5 气体燃料气体燃料2022-6-2第第2 2章章 工业锅炉的燃料工业锅炉的燃料本章主要内容本章主要内容2-1 燃料的成分分析和基的转换燃料的成分分析和基的转换锅炉燃料w燃料种类气体气体：天然气；高炉煤气、液化石油气、发生炉煤气、炼焦炉煤气固体固体：煤；生物质燃料；液体：柴油、重油；煤油w锅炉用煤分类(干燥无灰基挥发份，低位热值)石煤、煤矸石：400011300kJ/kg（9502700）；A50%褐煤： Vdaf 40%；Q=837014650kJ/kg

2、（20703500）烟煤： Vdaf =1040%贫煤： Vdaf 1020%； Q18840kJ/kg（）无烟煤： Vdaf 10% ；Q1425）、可熔灰（1200t21425）、 易熔灰（t21200）原始状态变形t1变形t2软化t2流动t32022-6-22-2 2-2 煤的燃烧特性煤的燃烧特性2-2-3 2-2-3 灰熔点灰熔点焦煤灰熔融性的影响因素 灰渣：造成炉膛结渣、高温对流受热面结渣、水冷壁结渣等 煤灰熔融性的影响因素：煤灰的化学组成和煤灰周围高温的环境介质的性质，通常为氧化物，氧化物分为酸性氧化物和碱性氧化物。 酸性氧化物有： 和 碱性氧化物有： 和2-2 2-2 煤的燃烧特

3、性煤的燃烧特性223SiOAl O、3iT O232eagaFOC OM ONO、2K O2-2-4 2-2-4 煤的发热量煤的发热量定义弹筒发热量高位发热量低位发热量 w换算 锅炉设计和计算中，采用低位发热量，但煤的发热量又由弹筒式量热计实测得来，测得是弹筒发热量，因此需要换算。2-2 2-2 煤的燃烧特性煤的燃烧特性bQgrQnetQ2-2 煤的燃烧特性煤的燃烧特性wQnet.ar ： Qgr.ar：wQnet.ad ： Qgr.ad：wQnet.d ： net；gr；ar ；ad；d；daf； Qgr.d：wQnet.daf ： Qgv.daf：2-2 煤的燃烧特性煤的燃烧特性wQnet

4、.ar ： net低位； grv高位 Qgr.ar： ar (As received basis)收到基wQnet.ad ： ad( Air dried basis)空气干燥基 Qgr.ad： 也称分析基wQnet.d ： d ( Dry basis )干燥基、干基 Qgr.d：wQnet.daf ： daf（dry-ash- free）干燥无灰基; Qgv.daf： 弹筒发热量换算成高位发热量公式： 分析试样的高位发热量，KJ/Kg 分析试样的弹筒发热量，KJ/Kg 由弹筒洗液测得的含硫量，%，当含硫量低于4%时，或发热量大于 14600 KJ/Kg时，用全硫代替 硝酸生成热的比例系数。 值

5、与 有关，当 16700KJ/Kg时， =0.001；当16700KJ/Kg 25100KJ/Kg时， =0.0012；当 25100KJ/Kg时， =0.0016。 2-2 2-2 煤的燃烧特性煤的燃烧特性,(95)gr adb adb adb adQQSQ,gr adQ,b adQ,b adS,b adS,b adQ,b adQ,b adQ,b adQ 空气干燥基高位发热量 换算为收到基高位发热量 公式： 分析煤样的高位发热量 换算为收到基煤样的低位发热量 （a） (b) （a）式最终温度规定为25 ，（b）式规定为0 。 门捷列夫经验公式： 我国煤炭科学研究院提出的经验公式： 其中K1、

6、K2 、K3 、K4 、K5查表取值2-2 2-2 煤的燃烧特性煤的燃烧特性,100100argr argr adadMQQM,gr adQ,gr adQ,gr arQ,net arQ,100(206)23100arnet argr adadaradMQQHMM/KJ kg/KJ kg, , ,100(226)25100arnet v argr v adadaradMQQHMM/KJ kg,3391030109()25net ararararararQCHOSM/KJ kg,12345100)100() 25100100arararnet arararararararMAAQkCk Hk Sk

7、 OkMM 例：已知山西阳泉无烟煤的干燥无灰基的低位发热量为 Q net . daf =33714J/g， Car=65.65% ， Har=2.64%，Oar=3.19%，Sar=0.51% ， Nar=0.99% ， Mar=8.00% ， Aar=19.02% ，求该煤的收到基低位发热量，并用门捷列夫和我国煤科研究院经验公式进行校核。 解：查表，干燥无灰基低位发热量换算为收到基低位发热量的公式为： 门捷列夫经验公式为： 2-2 2-2 煤的燃烧特性煤的燃烧特性,10025100ararnet arnet dafarMAQQM,1008.0019.0233714258.00100net a

8、rQ24404/KJ kg,3391030109()25net ararararararQCHOSM,339 65.65 1030 2.64 109 (3.190.51)25 8.00net arQ24482/KJ kg 实测值与经验公式计算所得误差24404-24482=-78KJ/Kg（ Aar=19.02%25% ,满足实测值与经验公式计算所得误差不超过 600 KJ/Kg的要求） 我国煤炭科学研究院的经验公式为： 查表得， K1=335、K2 =1114、K3=92 、K4=92 、K5=33.5， 则： 实测值与我国煤科研究院经验公式计算所得误差为24404-24226=178J/g

9、。2-2 2-2 煤的燃烧特性煤的燃烧特性,12345100)100() 25100100arararnet arararararararMAAQkCk Hk Sk OkMM,335 65.65 1114 2.64 92 0.51 92 3.19100 8.00 19.02) 100 19.0233.5(10)25 8.00100100 8.0024226 /net arQJ gw以收到基低位发热量为基准的其他概念标准煤：收到基低位发热量为29270J/g（7000cal）的燃料，称为标准煤。即每29270J的热量可换算成1g的标准煤。折算成分：规定把相对于每4187J/g（1000cal/g

10、）收到基低位发热量的煤所含水分灰分、和硫分，分别称为折算水分、折算灰分和折算硫分。 折算水分 折算灰分 折算硫分 若 8%,称为高水分燃料。 4%，高灰分燃料， 0.2%， 称为高硫分燃料。 2-2 2-2 煤的燃烧特性煤的燃烧特性,4 1 8 7 %a rzs a rn et a rMMQ,4 1 8 7 %a rzs a rn et a rAAQ,4 1 8 7 %a rzs a rn et a rSSQ,zs arM,zs a rA,zs a rS 根据煤的煤化程度参数将煤分为褐煤、烟煤和无烟煤，挥发分含量依次降低，含碳量依次升高。 工业锅炉行业煤的分类2-3 2-3 煤的分类煤的分类(

11、% )d a fV,(/)n et a rQM JK gw褐煤 煤化程度低，干燥无灰基 ，空气干燥基水分 含量高内部杂质（ ）和外部杂质（ ）多， 约15%35%， 约40%50%，发热量不高，约11.314.7MJ/kg。含硫量低含磷量低灰熔点高质地松脆，易风化，易自燃，难于储存，不宜远运，属于地方性低质煤。主要分布在内蒙古东部、黑龙江东部和云南东部。2-3 2-3 煤的分类煤的分类d a fVa dMa rOararMA、daAa rCw贫煤 将烟煤八个品种中的贫煤和挥发分相近与贫煤的瘦煤归为一类 ，称为贫煤 贫煤的煤化程度低于无烟煤，其挥发分 10%20%；与烟煤相比，贫煤没有粘结性或只

12、有微弱的粘结性，炼焦时不结焦；与烟煤相比，煤较难着火或燃烧，燃烧时火焰短，发热量介于无烟煤和一般烟煤之间。我国主要产地为贵州水城、江西萍乡、湖南白沙、河南焦作。2-3 2-3 煤的分类煤的分类d a fVw无烟煤无烟煤 （白煤）（白煤）煤化程度最高，其挥发分 10%；碳含量最高，达95%98%，着火相当困难；不易燃尽烧透，燃烧时无烟，只是很短的青蓝色火焰，焦渣呈粉末状，无粘结性；含碳量高，内部杂质（ ）与外部杂质（ ）很少，发热量比较高，大多 （50006000kcal/kg），但含氢量少，发热量比部分优质煤低；灰黑色，有金属光泽，质地坚硬，不易研磨，常作民用和动力燃料。山西最多，达42%，其

13、次为贵州（30% ）、河南、四川、云南。 除上述煤种外，用作工业锅炉的还有泥煤、煤矸石和石煤。2-3 2-3 煤的分类煤的分类dafVararON、ararMA、net a=2093025120KJ/KgrO， 液体燃料的成分由碳、氢、氧、氮、硫和灰分、水分组成 。也可采用收到基（ar）、空气干燥基（ad）、干燥基（d）和干燥无灰基（daf）进行分析和换算。主要元素成分为碳和氢。液体燃料发热量高且稳定，通常 （9700 10300kcal/kg）w燃料油的性质燃料油的性质黏度：黏度：? ?闪点、燃点和自燃点闪点、燃点和自燃点:?:?凝固点凝固点: :？倾点倾点: :？比热容比热容: :？ 相对

14、密度相对密度: :？爆炸极限：？硫分：？安定性：？机械杂质：？残炭：？爆炸极限：？硫分：？安定性：？机械杂质：？残炭：？ 2-4 2-4 液体燃料液体燃料40600 43100/netQKJKg 气体燃料的化学成分分为可燃与不可燃两部分: 可燃成分有氢气（H2）、甲烷（CH4）、一氧化碳（CO）、乙烯（C2H4）、乙烷（ C2H6 ）、丙烯（C3H6 ）、 丙烷（C3H8）、丁烯（ C4H8 ）、丁烷（ C4H10 ）、戊烯（ C5H10）、戊烷（ C5H12） 、苯（ C6H6 ）和硫化氢（ H2 S） 不可燃成分：氮（N2）、氧（O2）、二氧化碳（CO2）、二氧化硫（ SO2 ）w气体燃料

15、的发热量：气体燃料的发热量： 1 干气体在标准状态下的发热量按下式计算： 式中 分别为气体各组分的体积百分数（%）和它们各自的低位发热值（ ）2-5 2-5 气体燃料气体燃料3m, ,n et Vdi dn et Vi dQXQ, ,i dnet V i dXQ、3/K J m3/K J m湿气体的低位发热值按下式计算： 式中 1 干燃料气体所对应的含水蒸汽量， 标准状态下湿燃气（收到）基高、低发热量之间由下式换算： 式中 湿燃气的高、低位发热量， 分别为氢、碳氢化合物、硫化氢和水蒸汽在湿燃气中的体积百分数数值。2-5 2-5 气体燃料气体燃料2,10 .0 0 1 2 4n et Vdn et VdHOQQG2H OG3m3/g m,22219.95()2arararargr arnet armnnQQHC HH SH O3/KJ m,gr arnet arQQ、3/KJ m222ararararmnHC HH SH O、标准状态下，湿燃气低位和高位发热