2章-燃料与燃烧
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燃料及燃烧2 燃烧计算及燃烧理论
Va0 VO0 2
100 8.9Car 26.7 H ar 3.3( Sar Oar )(Nm3 / kg) 21
洛阳理工学院
材料工程基础
②气体燃料
院系：材料科学与工程系
教师：罗伟
可燃组成有CO2、 CO、H2、CH4、CmHn、H2S、H2O、N2、O2(体积百 分含量）
0 百分含量，VO 和 VO0分别为生成RO2和H2O的需氧量（ /m3） 2 2
0 0 (VO2 RO2 VO2 H 2 O ) O2
V
0 O2
RO2 V H 2 O
0 O2
令k
0 0 VO2 RO2 VO2 H 2O
RO2
K：单位燃料燃烧时的理论需氧量 与该烟气中RO2百分含量的比值。 组成变动不大的同种燃料的k值近 似为常数。列于表。
洛阳理工学院
材料工程基础
院系：材料科学与工程系
教师：罗伟
第三节
燃烧计算
洛阳理工学院
材料工程基础
院系：材料科学与工程系
教师：罗伟
在设计窑炉时（设计计算） 1、已知燃料的组成及燃烧条件， 2、需计算单位质量（或体积）燃料燃烧所需的空气量、烟气 生成量、烟气组成及燃烧温度 3、以确定空气管道、烟道、烟囱及燃烧室的尺寸，选择风机 型号。
CO2=
VCO2 0 V
0
×100（%）
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材料工程基础
② 气体燃料
院系：材料科学与工程系
教师：罗伟
可燃组成有CO2、CO、H2、CH4、CmHn、H2S、H2O、N2、O2(体积百 分含量）
CO + 1/2O2 → CO2 CO2 H2 + 1/2O2 → H2O CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O CmHn +(m+n/4)O2→ m CO2 + n/2 H2O 1Nm3 H2生成 1 Nm3 HO2 …… ...... 1Nm3 CO 生成 1 Nm3
燃料与燃烧
固定碳(FC)指煤中挥发分燃烧以后,再除去灰分,剩下的便是固定碳。固定碳在完全燃烧时,与氧化合生成二氧化碳,放出33700kJ/kg热量;如果空气供给不足,燃烧不能完全进行,只能生成一氧化碳,放出9920KJ/kg热量;当一氧
化碳遇氧后,还有旨继续氧化成二氧化碳,又放出238OOKJ/kg热量,从而补足全部热量。
六、液体燃料和气体燃料的燃烧
液体燃料主要指燃油,汹的沸腾温度低于其着火温度。因此,它们总是先蒸发成蒸气,然后才能进行燃烧,即以蒸气状态进行燃烧。
当液体燃料滴经过加热后,在其表面先蒸发产生蒸气,蒸气向四周扩散,和周围的空气混合,进一步被加热着火燃烧。因为燃烧速度快,蒸发速度慢,液体燃料的燃烧快慢取决于其蒸发速度。
3.充裕的时间
燃烧是有一定速度的,因此,燃烧完全需要一定的时间,可燃气体能进行燃烧前时间取决于它们在炉膛内停留的时间,也就是取决于炉膛的容积。为此,必须保证足够的炉膛容积(燃烧空间)。
对于火床燃烧的机械化炉排,煤燃烧时间取决于煤在炉排上停留的时间,为此,要设计合适的炉排结构和面积。尽量设法提前着火,以保证有充裕的燃烧时间。
上述燃烧过程的各个阶段,在实际的燃烧设备中是不能截然分开的,它们常常是互相重叠,交错进行的。
五、煤的燃烧条件
为了使煤的燃烧过程进行得快(单位时间内燃烧得多,放出热量多),未完全燃烧损失少,即迅速而完全的燃烧,必须保证下述三个最基本的条件：
1.较高的温度
温度是燃烧的首要条件。因为燃烧要从着火开始,在着火前的准备阶段中,干燥与干馆过程都要吸收热量。因此要求炉膛具有较高的温度,提供足够的热量。无烟煤挥发分少,着火温度高,需要炉膛具有更高的温度。褐煤,着火温度低,但是往往水分较多,而且劣质褐煤灰分也多,发热量低,燃烧放出热量少,也需要炉膛具有较高温度。其他劣质煤,为了保证着火也需要较高的炉膛温度,如果仅从着火考虑,炉膛温度越高越好。
化碳遇氧后,还有旨继续氧化成二氧化碳,又放出238OOKJ/kg热量,从而补足全部热量。
六、液体燃料和气体燃料的燃烧
液体燃料主要指燃油,汹的沸腾温度低于其着火温度。因此,它们总是先蒸发成蒸气,然后才能进行燃烧,即以蒸气状态进行燃烧。
当液体燃料滴经过加热后,在其表面先蒸发产生蒸气,蒸气向四周扩散,和周围的空气混合,进一步被加热着火燃烧。因为燃烧速度快,蒸发速度慢,液体燃料的燃烧快慢取决于其蒸发速度。
3.充裕的时间
燃烧是有一定速度的,因此,燃烧完全需要一定的时间,可燃气体能进行燃烧前时间取决于它们在炉膛内停留的时间,也就是取决于炉膛的容积。为此,必须保证足够的炉膛容积(燃烧空间)。
对于火床燃烧的机械化炉排,煤燃烧时间取决于煤在炉排上停留的时间,为此,要设计合适的炉排结构和面积。尽量设法提前着火,以保证有充裕的燃烧时间。
上述燃烧过程的各个阶段,在实际的燃烧设备中是不能截然分开的,它们常常是互相重叠,交错进行的。
五、煤的燃烧条件
为了使煤的燃烧过程进行得快(单位时间内燃烧得多,放出热量多),未完全燃烧损失少,即迅速而完全的燃烧,必须保证下述三个最基本的条件：
1.较高的温度
温度是燃烧的首要条件。因为燃烧要从着火开始,在着火前的准备阶段中,干燥与干馆过程都要吸收热量。因此要求炉膛具有较高的温度,提供足够的热量。无烟煤挥发分少,着火温度高,需要炉膛具有更高的温度。褐煤,着火温度低,但是往往水分较多,而且劣质褐煤灰分也多,发热量低,燃烧放出热量少,也需要炉膛具有较高温度。其他劣质煤,为了保证着火也需要较高的炉膛温度,如果仅从着火考虑,炉膛温度越高越好。
锅炉第二章题库答案
第二章燃料与燃烧计算一、名词解释1、发热量：单位质量的燃料在完全燃烧时所放出的热量。
2、高位发热量：1kg燃料完全燃烧后所产生的热量，包括燃料燃烧时所生成的水蒸气的汽化潜热。
3、低位发热量：高位发热量中扣除全部水蒸气的汽化潜热后的发热量。
4、标准煤：规定收到基低位发热量Qnet，ar =29308kJ/kg的煤。
6、煤的挥发分：失去水分的干燥煤样置于隔绝空气的环境下加热至一定温度时，煤中的有机物分解而析出的气态物质的百分数含量。
7、油的闪点：油气与空气的混合物与明火接触发生短暂的闪光时对应的油温。
8、完全燃烧：燃烧产物中不再含有可燃物的燃烧。
9、不完全燃烧：指燃料的燃烧产物中还含有某些可燃物质的燃烧。
10、理论空气量：1kg收到基燃料完全燃烧，而又无过剩氧存在时所需的空气量。
11、过量空气系数：实际供给的空气量与理论空气量的比值。
12、理论烟气量：供给燃料以理论空气量，燃料达到完全燃烧，烟气中只含有二氧化碳、二氧化硫、水蒸气及氮气四中气体时烟气所具有的体积13、烟气焓：1kg固体、液体燃料或标准状态下1m³气体燃料燃烧生成的烟气在等压下从0℃加热到某一温度所需的热量。
二、填空1、煤的元素分析法测定煤的组成成分有碳、氢、氧、氮、硫、灰分、水分，其中碳、氢、硫是可燃成分，硫是有害成分。
2、煤的工业分析成分有水分、挥发分、固定碳和灰分。
3、表征灰的熔融特性的四个特征温度为变形温度、软化温度、半球温度和流动温度。
4、煤的炭化程度越深，其挥发分含量越少，着火温度越高，点火与燃烧就越困难。
5、煤的成分分析基准常用的有收到基、空气干燥基、干燥基和干燥无灰基。
6、理论水蒸气体积，包括燃料中氢完全燃烧生成的水蒸气、燃料中水分受热蒸发形成的水蒸气、理论空气量带入的水蒸气三部分。
0带进烟气中的水蒸气体积为V k0 m3/kg。
7、随同理论空气量Vk8、烟气成分一般用烟气中某种气体的所占干烟气总体积的体积百分数含量来表示。
锅炉原理---第2章燃料及燃料燃烧计算
00:56:36
能源与动力工程学院
School of Energy & Power Engineering
山东大学
中国 济南
灰分的影响
• • • • • • • • • • 发热量下降：有效热量减少，着火热增大； 理论燃烧温度、炉内温度下降：燃烧速度降低，燃烧稳 定性变差，q4增加； 产生灰壳：q4增加； 排渣物理显热增加； 排烟温度升高、q2增加； 过热蒸汽温度升高：灰分增加10%→汽温升高5℃； 造成炉内结渣、高温腐蚀； 磨损、积灰； 制粉系统能耗增加； 造成环境污染；
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• • • • •
•
变形温度DT（deformation temperature），锥顶变圆或开始倾斜； 软化温度ST（softening temperature），锥顶弯至底或萎缩成球形； 半球温度 HT(half ball temperature) ，锥体变化为半球形（用的不 多）； 熔化温度 FT（ fusing temperature ），是指锥体呈流体状态能沿平 面流动(也有称为流动温度，fluid temperature,不确切)。 DT、ST、FT这三个温度表示燃料中灰分的熔化特性，均可称为灰 熔点。对大部分煤来说，其灰分的这三个温度约为 1000~1600℃， 当ST>1400℃时，称为具有难熔灰分的煤，当ST<1200℃称为具有 易熔灰分的煤。 对固态排渣煤粉炉，当灰的软化温度ST>1350℃时，造成炉内结渣 的可能性不大。为了避免炉膛出口处结渣，炉膛出口烟温应至少比 DT低50~100℃。
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灰分的影响
• • • • • • • • • • 发热量下降：有效热量减少，着火热增大； 理论燃烧温度、炉内温度下降：燃烧速度降低，燃烧稳 定性变差，q4增加； 产生灰壳：q4增加； 排渣物理显热增加； 排烟温度升高、q2增加； 过热蒸汽温度升高：灰分增加10%→汽温升高5℃； 造成炉内结渣、高温腐蚀； 磨损、积灰； 制粉系统能耗增加； 造成环境污染；
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变形温度DT（deformation temperature），锥顶变圆或开始倾斜； 软化温度ST（softening temperature），锥顶弯至底或萎缩成球形； 半球温度 HT(half ball temperature) ，锥体变化为半球形（用的不 多）； 熔化温度 FT（ fusing temperature ），是指锥体呈流体状态能沿平 面流动(也有称为流动温度，fluid temperature,不确切)。 DT、ST、FT这三个温度表示燃料中灰分的熔化特性，均可称为灰 熔点。对大部分煤来说，其灰分的这三个温度约为 1000~1600℃， 当ST>1400℃时，称为具有难熔灰分的煤，当ST<1200℃称为具有 易熔灰分的煤。 对固态排渣煤粉炉，当灰的软化温度ST>1350℃时，造成炉内结渣 的可能性不大。为了避免炉膛出口处结渣，炉膛出口烟温应至少比 DT低50~100℃。
燃料与燃烧课后答案
燃料与燃烧课后答案【篇一：燃料及燃烧除计算外的课后题(2) 】物质的碳化程度说明煤炭的种类及其特点。
答：根据母体物质炭化程度不同可将煤分为四大类，即泥煤、褐煤、烟煤和无烟煤。
泥煤：质地疏松、吸水性强、含氧量最多，含碳最少。
使用性能挥发分高，反应性强，含硫量低，机械性能很差，灰分、熔点很低。
碳量较高，氧和氢含量较少，挥发分产较低。
粘结性弱，极易氧化和自然，吸水性较强。
烟煤：与泥煤相比，挥发分较少，密度较大，吸水性较小，含碳增加，氢和氧含量减少，具有粘结性。
无烟煤：含碳量高，密度大，吸水性小，挥发分极小，组织致密而坚硬，热值大，灰分少，含硫量低。
2、说明煤的化学组成。
答： c h o n s灰分（a）、水分（w）5、说明煤炭灰分的定义，怎样确定煤炭灰分的熔点和酸度？煤炭灰分的酸度与灰分的熔点有什么关系？答：灰分（ a）所谓灰分，指的是煤中所含的矿物杂质在燃烧过程中经过高温分解和氧化作用后生成一些固体残留物。
灰分的熔点：灰分是多种化合物构成的，因此没有固定的熔点。
它是指灰分在软化到一定程度的温度。
灰分的酸度：是指灰分中的酸性成分与碱性成分之比。
酸度越大，灰分熔点越高。
7、煤的化学组成有几种表示方法？答：应用基c%+h%+o%+n%+s%+a%+w%=100%分析基 c%+h%+o%+n%+a%+w%=100%干燥基 c%+h%+o%+n%+s%+a%=100%可燃基 c%+h%+o%+n%+s%=100%煤的工业分析内容是测定水分，灰分，挥发分和固定碳的百分含量。
8、煤的发热量： 1kg 煤完全燃烧后所放出的燃烧热叫它的发热量。
单位 kj/kg 。
9、什么是煤的高发热量和低发热量？答：高发热量：指燃料完全燃烧后燃烧产物冷却到使其中的水蒸气凝结成 0℃的水时所放出的热量。
低发热量：指燃料完全燃烧后燃烧产物中的水蒸气冷却到 20 ℃时放出的热量。
煤的耐热性是指煤在加热时是否易于破碎而言。
12、什么是煤的粘粘性和结焦性？答：粘粘性指的是粉碎后的煤在隔绝空气的情况下加热到一定温度时，煤的颗粒互相粘结形成焦块的性质。
第二章 燃料及燃料燃烧计算
29
(二）各类煤质的燃烧特性
烟煤 含碳量较无烟煤低 40％～70％； 挥发分含量较多 20％～40％，易点燃，燃烧快，火焰长； 氢含量较高 发热量较高。 褐煤
碳化程度低，含碳量低 约为40～50%，
水分及灰分很高 发热量低； 挥发分含量高 约40～50%，甚至60%，挥发分的析出温度 低，着火及燃烧均较容易。
热量。
约占2％～6％。 多以碳氢化合物的形式存在。
3、氧（O）和氮（N）
不可燃元素。 氧含量变化很大，少的约占1％～2％，多的占40％ 氮的含量约占0.5％～2.5％。
5
一、煤的成分及分析基准
4、硫（S）
有害成分，约占2％，个别高达8％～10％。 存在形式：
① 有机硫（与C、H、O等结合成复杂的有机物）
第二章 燃料及燃料燃烧计算
燃料的成分及其主要特性 燃料燃烧计算 烟气分析方法 空气和烟气焓的计算
1
§2.1 燃料的成分及其主要特性
燃料:
核燃料 有机燃料 固体燃料（煤、木料、油页岩等）
有机燃料 :
液体燃料（石油及其产品） 气体燃料（天然气、高炉煤气、焦炉煤气等）
电厂锅炉以煤为主要燃料，并尽量利用水分和灰分含
Q Q 226 H d , n, et p d , gr d
干燥基 高位发热量与低位发热量之间的换算： 干燥无灰基 高位发热量与低位发热量之间的换算： Q Q 226 H daf , net , p daf , gr daf
18
（一）煤的发热量
高位发热量(Qgr) 各基准间的换算采用表2-1换算系数
为反映煤的燃烧特性，电厂煤粉锅炉用煤还以VAMST及Q法 分类
28
(二）各类煤质的燃烧特性
(二）各类煤质的燃烧特性
烟煤 含碳量较无烟煤低 40％～70％； 挥发分含量较多 20％～40％，易点燃，燃烧快，火焰长； 氢含量较高 发热量较高。 褐煤
碳化程度低，含碳量低 约为40～50%，
水分及灰分很高 发热量低； 挥发分含量高 约40～50%，甚至60%，挥发分的析出温度 低，着火及燃烧均较容易。
热量。
约占2％～6％。 多以碳氢化合物的形式存在。
3、氧（O）和氮（N）
不可燃元素。 氧含量变化很大，少的约占1％～2％，多的占40％ 氮的含量约占0.5％～2.5％。
5
一、煤的成分及分析基准
4、硫（S）
有害成分，约占2％，个别高达8％～10％。 存在形式：
① 有机硫（与C、H、O等结合成复杂的有机物）
第二章 燃料及燃料燃烧计算
燃料的成分及其主要特性 燃料燃烧计算 烟气分析方法 空气和烟气焓的计算
1
§2.1 燃料的成分及其主要特性
燃料:
核燃料 有机燃料 固体燃料（煤、木料、油页岩等）
有机燃料 :
液体燃料（石油及其产品） 气体燃料（天然气、高炉煤气、焦炉煤气等）
电厂锅炉以煤为主要燃料，并尽量利用水分和灰分含
Q Q 226 H d , n, et p d , gr d
干燥基 高位发热量与低位发热量之间的换算： 干燥无灰基 高位发热量与低位发热量之间的换算： Q Q 226 H daf , net , p daf , gr daf
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（一）煤的发热量
高位发热量(Qgr) 各基准间的换算采用表2-1换算系数
为反映煤的燃烧特性，电厂煤粉锅炉用煤还以VAMST及Q法 分类
28
(二）各类煤质的燃烧特性
燃料及燃料燃烧计算
热能转换装置原理
哈尔滨工业大学（威海）
2）闪点和燃点 闪点——在大气压下，重油表面油气和空气的混合物在 标准条件下接触明火时，发生短暂的闪光（一闪即灭） 现象的最低油温。 燃点——当油面上的油气与空气的混合物遇明火能着火 持续燃烧（持续时间不少于5s）的最低油温。 重油的上闪点为80~130℃，燃点比闪点高10～30℃。 闪点是防止油发生火灾的一个重要指标，因此燃料油的 预热温度必须低于闪点。对于敞口容器中的油温至少应 比闪点低10℃，对于封闭的压力容器和管道内的油温则 可不受此限。
1） 水分进入炉内吸热汽化成水蒸气，对燃烧不利；
M Qdw l
2） 在烟气露点时，水蒸气与SO2、SO3生成亚硫酸和硫 酸，造成低温腐蚀；
3） M Vy Vpy q2
热能转换装置原理
哈尔滨工业大学（威海）
挥发份： 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。 挥发份的测定 挥发份对煤的着火、燃烧的影响
表示燃料中全部成分的质量百分数总和 是锅炉燃料燃烧计算的原始依据。
Car+Har+Oar+Nar+Sar+Aar+Mar=100% 2.空气干燥基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%
Cdaf+Hdaf+Odaf+Ndaf+Sdaf=100%
热能转换装置原理
哈尔滨工业大学（威海）
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2）闪点和燃点 闪点——在大气压下，重油表面油气和空气的混合物在 标准条件下接触明火时，发生短暂的闪光（一闪即灭） 现象的最低油温。 燃点——当油面上的油气与空气的混合物遇明火能着火 持续燃烧（持续时间不少于5s）的最低油温。 重油的上闪点为80~130℃，燃点比闪点高10～30℃。 闪点是防止油发生火灾的一个重要指标，因此燃料油的 预热温度必须低于闪点。对于敞口容器中的油温至少应 比闪点低10℃，对于封闭的压力容器和管道内的油温则 可不受此限。
1） 水分进入炉内吸热汽化成水蒸气，对燃烧不利；
M Qdw l
2） 在烟气露点时，水蒸气与SO2、SO3生成亚硫酸和硫 酸，造成低温腐蚀；
3） M Vy Vpy q2
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挥发份： 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。 挥发份的测定 挥发份对煤的着火、燃烧的影响
表示燃料中全部成分的质量百分数总和 是锅炉燃料燃烧计算的原始依据。
Car+Har+Oar+Nar+Sar+Aar+Mar=100% 2.空气干燥基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%
Cdaf+Hdaf+Odaf+Ndaf+Sdaf=100%
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第2章 燃料及燃烧计算=长沙理工大学锅炉原理
煤的可磨性系数与磨损指数
煤的可磨性系数：
国际标准：哈德格罗夫法（Hardgrove法），测定哈氏可磨性指数HGI
煤的磨损性指数 表示磨损的轻重程度；旋转磨损试验仪；冲刷式磨损试验仪：Ke＝E/At
Page 14
Principles of Boiler
2013-8-2
长沙理工大学能动学院
煤的分类
我国动力煤的分类（分类依据: Vadf）
氧)可通过燃料中可燃元素（C、H、S）的燃烧化学反应方程式求得
V 0 1 (1.866 C a r 5.56 H a r 0.7 S a r - 0.7 O a r ) 0.21 100 100 100 100
0.0889(Car 0.375Sar ) 0.265H ar 0.333Oar
0 O Vy0 VRO2 VN2 VH 2O
(Car 0.375Sar ) N 0.8 ar 0.79V 0 100 100 H ar M ar 11.1 1.24 0.0161V 0 , Nm3 / kg 100 100 1.866
Page 15 Principles of Boiler 2013-8-2
长沙理工大学能动学院
煤的类型
无烟煤
碳化程度高，含碳量很高，达95%，杂质很少，发热量很高,约 为25000～32500 kJ/kg；
挥发份很少，小于10%，Vdaf析出的温度较高（可达400℃），着 火和燃尽均较困难,储存时不易自燃 褐煤 碳化程度低，含碳量低，约为40～50%，水分及灰分很高，发热 量低, 约10000～21000 kJ/kg； 挥发分含量高，约40～50%，甚至60%，挥发分的析出温度低 （＜200℃），着火及燃烧均较容易
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全水分=外在水分+内在水分 危害：１）发热量降低； ２）增加不完全燃烧损失； ３）烟气体积增大，排烟损失和引风电耗增加 ４）影响磨煤，堵塞煤粉管道； ５）低温受热面堵灰、腐蚀。
2013-7-12
阜新电厂
6
６、灰分：煤中不可燃物质统称灰分。10～50% 外在灰分：开采、运输、储存时混入的灰分。 内在灰分：植物自身矿物质在成煤过程中形成的灰分。
特点：易点燃，火焰长，含氢量高，发热量高；储存时会自燃。
（4）褐煤： Vdaf ＞４０％，含碳量少，挥发分高，水分、灰分含 量大；
特点：发热量低，储存时极易发生自燃。
2013-7-12
阜新电厂
17
思考题: 1.元素分析法分析煤的组成时,煤由哪些成分组成？各有 何特点？ 2.煤中硫分、水分、灰分对锅炉工作有何影响？ 3.什么叫内在水分、外在水分、全水分？内在灰分、外 在灰分？ 4.煤的工业分析有哪些分析成分？各有何特点？ 5.煤的含碳量、固定碳和焦炭有何区别和联系？ 6 什么叫煤的挥发分、发热量、高位发热量、低位发热 量？ 7 DT、ST、FT分别代表什么含义？有哪些影响因素？ 8 煤种一定时,灰熔点是否是定值？为什么？ 9 电力用煤有哪几种？
2013-7-12
阜新电厂
2
煤的组成有两种分析方法： 元素分析法：Ｃ、Ｈ、Ｏ、Ｎ、Ｓ、Ａ、M 共七种； 工业分析法：M、A、 V 、 FC共四种。
2013-7-12
阜新电厂
3
二、煤的元素分析 １、碳：主要可燃元素，含量最高，４０～９０％， 存在形式： Ｃ与氢、氮、硫等结合生成挥发性物质，易燃； 游离状态，称固定碳：固定碳越多，煤不易着火，燃烧缓慢， 火苗短。 ２、氢：发热量最高，３～６％, H含量越高，越容易着火、
2013-7-12
阜新电厂
8
2.性质： （1）挥发分：失去水分的煤在隔绝空气条件下加热到一 定温度时，有机物质会分解成各种气体溢出，这些溢出的 气体成分称挥发分。 １）组成：可燃气体、不可燃气体。 ２）特点：自身容易着火燃烧；且能促进焦炭的燃烧。 ３）作用：燃烧的重要特性、煤进行分类的依据。
（2）焦炭：
危害：１）可燃元素减少，发热量降低； ２）阻碍可燃质与氧接触，影响燃烧、燃尽： ３）受热面积灰、结查，影响传热： ４）烟中飞灰引起设备磨损、腐蚀，降低使用受命； ５）增加灰渣物理热损失 ６）污染环境。 ７）增加除尘、除灰设备；增加开采、运输费用， 制粉系统电耗。
2013-7-12
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7
三、煤的工业分析 1.工业分析成分：水分、挥发分、固定碳、 灰分 分析过程： 焦炭＝固定碳＋灰分
2013-7-12
阜新电厂
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5.煤的分类 （1）无烟煤：Vdaf10％、Ｃar=95--96%，含碳量高，挥发分少； 特点：不易点燃，燃烧缓慢且火焰短；焦炭无胶结性，质硬，
不易研磨；储存不会自燃。
（2）贫煤： Vdaf ＝10－20％；性质介于烟煤和无烟煤之间。 （3）烟煤： Vdaf ＝20－40％；含碳低于无烟煤，但挥发分较多；
烧结性强，积灰严重。
2013-7-12
阜新电厂
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2.黏结性 所谓黏结性是指粉碎后的煤在隔绝空气的情况下加热到一
定温度时，煤的颗粒相互黏结形成焦块的性质。
根据焦块的外形分7个等级。 3.煤的耐热性 耐热性指煤在加热时是否容易破碎。 耐热性的强弱直接影响煤的燃烧和汽化效果。 耐热性差的煤汽化和燃烧时容易破碎成碎片，妨碍气体流 通，影响汽化过程。
１）定义：挥发分析出后剩下的物质称焦炭。 ２）焦结性：焦炭的不通同粘结（焦结）程度。
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四、煤的成分分析基准
1.收到基（工作基、应用基）： 以入炉煤（实际工作煤）为基准进行分析所得各 个成分质量百分数。 表示：Car
用途：热力计算和热力试验；
2.空干基（分析基）：除去外在水分后的各个成 分质量百分数。 表示：Cad 用途：实验室分析煤；
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§2.3 燃烧化学反应动力学基础
燃烧一般是指燃料与氧化剂进行的剧烈化学反应。
燃料与氧化剂可以是同一形态的，如气体燃料在空气
中的燃烧，称为单相（均相）燃烧； 燃料与氧气剂也可以是不同形态的，如固体燃料在空 气中的燃烧，称为多相燃烧。
电厂锅炉的主要燃料是煤，使用空气作燃料的氧化剂。
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§2.2 点火及助燃油
一、燃料油的种类 重油、轻柴油常作为燃煤锅炉点火及助燃用油。 1.重油：由裂化重油、减压重油、常压重油等按不同比例调制成。 特点：黏度大，需要加热到一定温度方可保证顺利运输和良好 雾化；比轻柴油闪点低，不容易挥发，安全性好，价格便宜， 稳燃经济性好。 2.轻柴油： 采用轻柴油，系统简单，采购方便，价格较贵。
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一、碳粒的燃烧过程和燃烧速度
炭粒表面的多相燃烧大致包括如下几个过程：
（1）参加燃烧的氧从周围环境扩散到炭粒的反应表面； （2）氧被炭粒表面吸附； （3）在炭粒表面进行燃烧化学反应； （4）燃烧产物由炭粒表面解吸附； （5）燃烧产物离开炭粒表面，扩散到周围环境中。
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第二章 燃料燃烧及燃烧设备 §2.1 燃煤的成分及主要特性
一、燃料 1.燃料：燃烧时能发热的物质。 2.分类： 物态：固体（煤、木柴）、液体、气体 获得方式：人工：木炭、煤粉、汽油等 3.选择燃料的原则： 不占用其它行业所必须的优质燃料； 尽可能采用当地燃料； 提高燃料使用的经济性； 尽可能减少污染； 劣质煤：两方面的煤，一是指水分、灰分或硫分含量较多、发热量较 低，（三高一低）在其它方面没有多大经济价值的煤；二是指虽然发 热量很高，但难于燃烧的煤，如挥发分很低的无烟煤。
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4.反应性和可燃性
（1）反应性：指煤的反应能力，即碳和二氧化碳及水蒸气
进行还原反应的速度。
反应性的好坏用反应产物中CO的生成量和氧化层的最高温
度表示，CO越多，氧化层温度越低，反应性越好。 （2）可燃性：指燃料中的碳与氧发生氧化反应的速度。 碳的含量越高，反应性和可燃性越差。
dCB w dt
B h
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1、影响化学反应速度的因素 （1）浓度对化学反应速度的影响 化学反应是在一定条件下，反应物分子之 间彼此碰撞而产生的，分子在单位时间内 的碰撞次数越多，则化学反应速度越快。 分子碰撞次数决定于单位容积中反应物的 分子数，即物质浓度。 在一定温度下，反应容积不变，增加反应 物的浓度即可增加反应物的分子数，分子 之间的碰撞次数就会增多，反应速度就会 厂
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4.煤的形成 煤是由有机化合物和无机矿物质等组成的一种复杂物质。 植物在地壳的上升和下降运动中被埋人地下，在一定的地 理环境下经过复杂的生物、化学和物理作用，最终变为煤。 其间经历了两个阶段。首先是泥炭化阶段：在此阶段，死 亡的高等植物在生化作用下变成泥炭。当泥炭由于地壳下 降被其它沉积物覆盖时成煤作用就进入第二阶段，也称煤 化作用阶段。煤化作用经过成岩作用和变质作用两个阶段， 成岩作用形成褐煤，变质作用而变成烟煤、无烟煤，使煤 的内部分子结构、物理性质和化学性质均发生重大变化， 随着煤化程度增高，煤中含碳量增加，氢和氧的含量减少。
游离：助燃 氧 化合物：不能助燃，使煤的发热量降低 可燃元素减少
危害：１）
氮高温下生成氮氧化物，污染大气。
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５、水分：主要不可燃成分，２～６０％
表面水分（外在水分） ： 开开、运输过程中受露冰雪影响 而进进入煤中，依靠自干燥可以除去 。 ℃ 固有水分（内在水分） ：自然干燥不能除掉， 要在105 左右， 并保持一段时间除去。
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二、燃料油的主要特性指标： 1.凝固点： 试样油在一定的试管中冷却，将试管倾斜45°，试管中的油面在1 分钟内保持不变时，对应的温度即为凝固点。 石蜡越多，凝固点越高。 锅炉用的重油凝固点约为15-36℃。 2.黏度： 反映油的流动特性，黏度小流动性好。 影响黏度因素：燃油中含胶状沥青状物质时，黏度大；压力高， 黏度大；温度高，黏度降低。 油温在100℃以上，不宜超过110℃，以免产生残炭堵塞雾化喷嘴。 3.闪点： 油温使油面油挥发，当温度升高到一定程度，使油面上油气达到 一定浓度，遇有火源，会产生短暂的闪光，此时对应的油温叫 闪点。 有油面的油库油温低于闪点10℃。
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3.干燥基：除去全水分后的各个成分质量百分数。 表示：Cd 用途：确定灰分含量； 4.干燥无灰基（可燃基）： 除去全水分和灰分后的各个成分质量百分数。
表示：Cdaf
用途：表明煤的燃烧性质和划分煤的种类。
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五、发热量 发热量种类：高位发热量、低位发热量、弹筒发热 量。 1.定义：单位质量的煤完全燃烧时所放出的热量， KJ/Kg。 高位发热量：单位质量的煤最大可能发热量。 低位发热量：高位发热量中扣除水汽化潜热后剩 余的发热量。 2.折算成分：折算水分、折算灰分、折算硫分是对 应于发热量中每4190KJ热量的煤的水分、灰分、 硫分的含量。 3.标准煤：应用基低位发热量为29270 KJ /Kg的煤。
燃烧。
但氢含量低，故煤中的主要可燃元素是碳。
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３、硫：可燃、有害气体，１～８％，1.５％需脱硫
有机硫Ｓ ＹＪ Ｓ Ｒ 包括： 黄铁矿中硫化铁硫Ｓ ＬＴ 硫酸盐中硫
Ｓ＋Ｏ２＝ＳＯ２→ＳＯ3+Ｈ２Ｏ生成硫酸，造成低温 腐蚀； ２） 污染大气； ３） 硫化铁导致磨煤机磨损。 ４、氧、氮：杂质，含量很少
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