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1、第二章 燃料,第一节 燃料的种类 第二节 煤的化学成分与性质,燃料的定义,在经济上和技术上适合于产生热量的材料为燃料。,有机燃料的物理状态分为： 固体燃料、液体燃料和气体燃料,第二章 燃料,第一节 燃料的种类 第二节 煤的化学成分与性质,一、煤的组成特点,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。,二、煤的化学成分,煤的化学分析（元素分析）成分分为： C，H，O，N，S，A(ash)，M(moisture),可燃成分C，H，部分S，N,不可燃成分水分，惰性气体，各种矿物质,碳 C,最主要的可燃质，煤是富含碳的燃料，
2、 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：7800kcal/kg，4.182系数 一般含量：30%70%， 关于热量单位： kcal（工程）, kJ（国际）, BTU（英制）,氢 H,发热量很高，达28600kcal/kg，极易燃烧， 煤中含量很少，仅为2%5%， 液体燃料中可达到14%， 天然气中最多。,硫 S,部分S属于可燃质， 发热量仅2160kcal/kg， 对锅炉设备及环境的危害很大， 硫的含量0.25%，甚至更高，超过1%，既为高硫煤。,在煤中硫以三种状态存在：,有机硫,氧 O,1.氧不可燃，且不助燃，氧不以游离状态存在于煤中，与煤中的氢和碳组成化
3、合物，占据部分可燃质，使煤发热量降低。 2.氧的含量115%，木柴中的氧含量达到20%25%。,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%。,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%。,水分M,含量一般在130%，多在10%左右。,三、煤成分的表示方法及其换算,用各个成分的质量百分数来表示; 水分和灰分所占质量较大，且随外界条件有较大的波动; 采用四种不同的“基”准的质量成分表示: 1.收到基ar； 2.空气干燥基ad； 3.干燥基d； 4.干燥无灰基daf.,收到基（下标符号为ar）,表示燃料中全部成分的质量百
4、分数总和 是锅炉燃料燃烧计算的原始依据。 Car+Har+Oar+Nar+Sar+Aar+Mar=100%,空气干燥基（下标符号为ad）,表示在不含外在水分的条件下，燃料各组成成分的质量百分数总和， 是实验室煤质分析所用煤样的成分组成。 Cad+Had+Oad+Nad+Sad+Aad+Mad=100%,干燥基（下标符号为d）,表示在不含水分的条件下干燥燃料各组成成分的质量百分数总和 干基中各成分不受水分变化的影响 Cd+Hd+Od+Nd+Sd+Ad=100%,干燥无灰基（下标符号为daf）,表示在不含水分和灰分的条件下，干燥无灰燃料各组成成分的质量百分数总和， 干燥无灰基中只包含燃料的可燃成分
5、，各成分不受水分和灰分变化的影响， 煤炭交易。 Cdaf+Hdaf+Odaf+Ndaf+Sdaf=100%,各种基的换算（略）,查表，查图，查手册。 作业：编制计算程序，完成换算。,四、煤的发热量,两种发热量的定义： 1高位发热量Qgr 1kg煤完全燃烧时放出的全部热量，包括烟气中水蒸汽凝结时放出的热量。 2低位发热量Qnet 在1kg煤完全燃烧时放出的全部热量中扣除水蒸汽汽化潜热后所得的热量。即煤中可燃质的一部分燃烧热量被用于水分的汽化，没有得到利用。 单位为kcal/kg，或者kJ/kg，MJ/kg。,高位发热量与低位发热量间的换算公式 煤的高位发热量减去煤中水和氢燃烧生成水的蒸发潜热所得
6、到的热量为低位发热量， r为水的蒸发潜热，取为2510 kJ/kg。,几点说明,实验室所测是全部热量（高位），锅炉排烟温度均较高（110C以上），烟气中水未蒸汽凝结，将这部分气化潜热带走。 我国均采用低位发热量。有些国家采用高位发热量，必要时说明。 表示煤的发热量同样分为不同的“基”，因此，也存在之间的换算。 作业：编制换算程序。,五、折算水分、折算灰分与折算硫分的概念,硫分、灰分与水分对锅炉工作的影响 1）降低煤的发热量 2）降低燃烧温度，不利于燃料的着火与燃烧 3）增加烟气容积，排烟温度升高，排烟损失增加， 锅炉效率下降 4）加剧锅炉受热面的低温腐蚀与积灰 5）增加通风电耗。,采用折算成分
7、的目的,比较锅炉燃烧不同煤时，带入炉内的水、灰和硫的质量煤的折算成分， 定义：每送入炉内1MJ热量，随燃料带入炉内的某成分的质量， 分别为折算水分、折算灰分和折算硫分,以灰分为例，同一锅炉燃烧三种不同煤时，采用折算成分 的必要性,折算成分的表达式,要产生同样的热量，带入锅炉的灰量取决于煤灰分含量与发热量， 与灰分含量成正比，与发热量成反比。 采用此比例式来代表带入的灰量， 因该比值很小，故乘1000。,折算水分,折算灰分,折算硫分,采用折算成分判断煤中水分、灰分和硫分高、中、低的大致范围如表所示。,六、标准煤概念,单纯以燃煤量的多少来比较不同锅炉的经济性不妥，须折算到统一标准， 标准煤的概念，
8、规定低位发热量为7000kcal/kg（或者kJ/kg，MJ/kg）的煤为标准煤， 将发热量不是7000 kcal/kg的煤统一折算到7000 kcal/kg来进行比较。 用于计算和比较标准煤耗等,七、气体燃料容积组成表示和换算,气体燃料的组成通常用两种表示方法 1干气体组成（不包含水分） 2湿气体（包含水分）,八、煤质分析,1煤质分析方法 （1）元素分析 全面测定煤的所有成分以及挥发份与发热量等。 （2）工业分析 测定水分、灰分、灰熔融特性、煤粉细度、挥发份以及发热量等。 工业分析在电厂常用（唯一的实验内容）,煤质分析的内容,1煤元素分析 2煤中水分含量测定 3煤中灰分含量测定 4. 煤发热
9、量测定 5. 挥发份及其测定 6灰的熔融性及测定,1煤元素分析（专门仪器） 2煤中水分测定,包括测定外在水分与内在水分。 3煤中灰分测定 将煤粉试样在电炉中灰化。 4. 煤发热量测定 绝热式量热计（注意：扣除生成硫酸和硝酸的热量）,5挥发份及其测定 挥发份定义：失去水分的煤样在隔绝空气的条件下加热到一定温度时，煤分解逸出的部分可燃质和矿物质。 主要成分是CO、CO2、CmHn、H2等。 收到基挥发份含量在5%40%之间。 表示方法：V，Vdaf，等，也存在换算。,影响因素：,挥发份的多少和组成与煤的年代有关 热解程度随加热速率、加热温度和加热时间而变，须在统一条件下测定。 挥发份的发热量取决于
10、挥发份的成分 挥发份的多少与组成影响到着火，是对动力用煤进行分类的重要依据。,焦炭=固定炭+灰分：失去水分并放出挥发份后所剩余的残留物称为焦炭。,6灰的熔融性及测定,炉膛内温度很高，煤中灰颗粒一般呈熔化或软化状态，对锅炉工作影响极大。 对锅炉的主要危害是造成锅炉受热面结渣，传热恶化，掉渣灭火或事故。 灰分成分不同，发生熔化的温度也不同。 高熔点成分+低熔点成分，无固定的熔点，,灰熔融性的测定,将灰制成特定形状的灰堆，加热升温1300C以上，采用三个特征温度来表示灰的熔融特性。 t1开始变形温度； t2软化温度 t3熔化温度,结渣判别：,一般认为， t21350，不易结渣； t21350，易结渣
11、； t11200，易结渣； 各种各样的结渣判定指标（研究的热点）,煤粉炉的排渣方式,固态排渣炉排渣为固态（广泛采用）； 液态排渣炉排渣为液态。,煤质分析小结：,1煤质分析方法 2煤中水分测定 3煤中灰分测定 4. 煤发热量的测定 5. 挥发份及其测定 6灰的熔融性及测定,第二章 燃料,第一节 燃料的种类 第二节 煤的化学成分与性质 第三节 我国发电厂煤粉锅炉用煤的分类,电厂动力用煤分类,根据煤的燃烧特性， 以挥发份、灰分、水分、硫分和灰熔融特性作为主要的分类指标， 以煤的发热量作为辅助分类指标 VAMST分类标准,无烟煤：Vdaf10%，含碳最多，发热量高，难以 点燃； 贫煤：Vdaf=1020%，灰分较多； 烟煤：Vdaf=1050%，含碳多，灰、水少，发热量高 褐煤：Vdaf40%，水分与灰分高，发热量低，着火 与燃烧容易。,简要回答,煤的成分组成？ 采用哪几种“基”来表示煤成分的质量百分比，为什么？ 煤的高位发热量与低位发热量的区别 高位发热量在不同“基”下的换算，是否需要考虑水分汽化潜热的影响？ 炉膛的结渣可能性与灰熔点的关系？,
