燃料及燃烧
2 燃料及燃烧2.l 冶金企业常用燃料1、概述燃料的定义:凡燃烧时能放出大量的热，该热量能经济而有效地用于现代工业生产或日常生活的所有物质，统称燃料。
冶金生产大多数需要在高温下进行，其所需热量，除电炉外，大部分仍靠燃烧燃料供给，所以燃料是冶金生产不可缺少的重要原材料之一。
冶金生产所使用的燃料，一般应具备如下条件：(l) 燃烧所放出的热量必须满足生产工艺要求；(2) 便于控制和调节燃烧过程；(3) 蕴藏量丰富，成本低，使用方便；(4) 燃烧产物必须是气体，对人、动植物、厂房、设备等无害。
燃料的种类很多，按物态可分为固体燃料、液体燃料和气体燃料三类；按来源可分为天然产品和加工产品两种。
工业用燃料分类见表2—1。
燃料的一般分类表表2—1燃料的固态来源天然产品加工产品固体燃料木柴、煤、油页岩等木炭、焦炭、粉煤液体燃料石油焦油、重油、煤油、汽油等气体燃料天然煤气高炉煤气、焦炉煤气、发生炉煤气等冶金工业生产是燃料的巨大消耗者，冶金工作者必须熟悉各种燃料的性质，会正确选用，并能合理组织燃烧过程，以降低燃料消耗量。
2、常用燃料的特性常用燃料的特性主要包括以下两方面:第一：燃料的化学组成。
必须分清哪些组成物是发热的，哪些组成物是有害的。
第二：燃料的发热能力。
这是评价燃料质量的重要指标。
⑴燃料的化学组成及其成分换算①气体燃料的化学组成及干湿成分换算气体燃料是由几种较简单的化合物所组成的机械混合体。
其中：CO、H2、CH4、C2H4、C m H n、H2S等是可燃性气体成分，能燃烧放出热量。
CO2、N2、SO2、H2O、O2等则是不燃成分，不能燃烧放热，故其含量均不宜过多，以免降低燃料的发热能力。
C m H n总称为重碳氢化合物,，包括C3H6、C2H6、C2H2……等。
每单位体积(m2)重碳氢化合物燃烧，约放出71176 kJ热量。
气体燃料中的氧，在高温预热的情况下，能与可燃成分作用，从而降低气体燃料燃烧时的放热量。
若氧的含量超过一定数量，则有爆炸危险。
因此，氧的含量应受到限制，一般应小于0.2%。
气体燃料的成分系以各组成物的体积百分数表示。
具体表示方法有湿成分和干成分两种：湿成分包括水分在内，即：CO湿+ H2湿+CH4湿+N2湿+……+H2O 湿=100%干成分不包括水分在内，即：CO 干+ H 2干+CH 4干+N 2干+……=100% 式中：CO 湿、H 2湿……等符号分别代表湿气体燃料中各成分的体积百分含量；CO 干、H 2干……等符号则分别代表干燥气体燃料中各成分的体积百分含量。
气体燃料的湿成分只能代表某一固定温度下的气体燃料的成分。
故不具有代表性，在一般的情况下气体燃料的化学组成用干成分表示，而气体燃料在使用时所具有的实际成分为湿成分，所以湿成分是气体燃料的供用成分，在进行燃烧计算时必须以湿成分为依据。
气体燃料的干、湿成分之间可以进行换算，其换算式以CO 为例为：气体燃料中的其它各项成分均可依照类似的公式进行换算. 式中：H 2O 湿为湿气体燃料中水分的体积百分含量。
用1 m 3干气体所能吸收的水蒸汽的质量(克)来表示，即用符号干O H 2g 代表饱和水蒸汽的含量，则干O H 2g 的单位是g/m 3干气体。
进行干湿成分的换算时，必须首先把干O H 2g 变成H 2O 湿：式中：0.00124——1克水蒸汽的体积。
②液体和固体燃料的化学组成及各成分的换算a、液体和固体燃料的化学组成固体和液体燃料虽然物理状态及化学分子结构不同，但它们的化学元素成分都相同，都是由碳、氢、氧、氮、硫等五种元素所组成。
此外，固体和液体燃料中还含有水分和一些矿物杂质(通常统称灰分)。
上述七种物质就是固体和液体燃料的化学组成。
其中碳与氢燃烧并大量放热是主要组成物，硫虽能燃烧放热，但生成物SO2有害，氮、氧、灰分、水分则都不能放热。
分述如下：碳[C]：是固体和液体燃料的主要成分。
固体燃料中碳的含量变动在50~90%之间，液体燃料中碳含量一般在85%以上。
碳完全燃烧生成CO2，氧气不足时则不完全燃烧生成CO。
根据化学反应式可看出：氧充足时，碳完全燃烧，所放出的热量多。
因此不需要CO气氛(即还原性气氛)的情况下，应避免碳不完全燃烧。
氢[H]：是固体和液体燃料的第二主要成分。
在燃烧中有两种存在形式：一种叫可燃氢，燃烧时能大量放热；另一种叫化合氢，与氧结合为水，不能燃烧放热。
单位重量的氢燃烧所放出的热量，比单位重量的碳多几倍，但氢在固、液体燃料中的含量少，故起作用仍次于碳。
氢燃烧生成水，水呈蒸汽状态时。
氮[N2]：氮不参加燃烧反应，不能放热，是燃料中的惰性物质。
氮存在时相对降低了碳、氢等可燃物的含量，但因含量较少，通常只有l~2%左右，故危害不大。
燃料燃烧后氮仍以本身形态进入废气。
氧[O]：氧是固、液体燃料中的有害组成物，它不能燃烧，也不能助燃。
硫[S]：是有害组成物，在燃料中有三种存在形式：(1)有机硫；(2)黄铁矿硫；(3)硫酸盐硫。
水分[H2O]：是有害组成物。
本身不能放热，还要吸收大量热以加热其蒸汽至燃烧产物的温度。
灰分[A]：是最有害的组成物。
燃料中的灰分就是一些不能燃烧的矿物杂质，如SO2、A12O3、CaO、Fe2O3等。
b、固体和液体燃料的成分：表示方法有四种：第一：供用成分C用+ H用+ O用+ N用+S用+A用+W用=100%C用、H用、O用……为实用燃料中各成分的百分含量，简称供用成分或供用质。
固体和液体燃料中各成分的百分含量是重量百分含量，供用成分则是进行燃烧计算的依据。
第二：干燥成分C干+ H干+ O干+N干+S干+A干=100%第三：可燃成分C燃+H燃+O燃+N燃+S燃=100%第四：有机成分C机+H机+ O机+N机=100%c、换算方法上述四种成分表示方法之间可以相互换算，换算方法如下：设有100kg工作燃料，分析结果知其中含C——50kg，W——20Kg，A——10Kg，……以供用成分表示：C用——50%，W用——20%，H用——10%……今将其换算为干燥成分，根据定义知：把各量代入并将上式稍加变化，则：同理亦可将其换算成为可燃成分，即：以上各式中的用W 100100-及用用A W 100100--等称为成分换算系数。
在进行燃烧计算时，必须将已知成分换算成供用成分。
3、燃料的发热量燃料发热量的高低是衡量燃料价值的重要指标。
A 、发热量的概念发热量的定义：单位质量或单位体积的燃料在完全燃烧情况下所能放出热量的千焦数叫做燃料的发热量。
对固体、液体燃料而言，发热量的单位是kJ/kg ；对气体燃料而言则以kg/m 3表示，发热量的代表符号一般以Q 表示。
燃料中含有水和氢，氢燃烧后也生成水，燃料燃烧后该两部分水均进入废气。
由于废气中水的存在状态不同，放出的热量不一样。
如果废气中的水均冷却成0℃的液态水，则放出的热量多。
反之，如果冷却成20℃的水蒸气，则放出的热量少。
为了把二者区分开，通常把前者叫燃料的高发热量，用Q 高表示。
后者为燃料的低发热量，用Q 低表示。
固、液体燃料高低发热量可用下式进行换算：Q高—Q低=25(W用+9H用) kJ/kgB、发热量计算式计算原理是根据燃料中各可燃成分的燃烧热，乘以相应成分的百分数，加起来就等于整个燃料的发热量。
固体、液体的低发热量计算式如下:Q低=339C用+1030H用—109(O用—S用)—25W用kJ/kg式中: C用、H用……分别代表供用燃料中各组成物质量百分含量的绝对值，例如C用=75%，即以75代入。
气体燃料的低发热量计算式如下:湿湿湿湿湿湿低S1H238CmH.711H7C.5986CH.593108H7CO.127Q2n4242+++ ++=C、标准燃料所谓标准燃料是指发热量等于29308kJ的燃料。
例如，某燃料的发热量为26377kJ，则它的发热量相当于26377÷29308=0.9kg标准燃料。
因此，消耗1吨该种燃料相当于消耗了0.9吨标准燃料。
4、常用燃料的种类、性质和用途（1）冶金生产中常用煤气的种类和性质冶金生产常用煤气有高炉煤气，焦炉煤气，发生炉煤气，天然煤气。
A、高炉煤气高炉煤气是炼铁生产的副产品，冶炼每吨生铁大约得到4000标米3的煤气。
其中主要可燃成分为CO，含量随着炼铁生产波动而波动，一般不超过三分之一。
大量是不可燃的N2，含量超过50%，CO2含量超过10%，高炉煤气发热量很低，仅3560~3980kJ/m3，一般与焦炉煤气混合使用。
B、焦炉煤气焦炉煤气是炼焦生产的副产品，每炼一吨焦炭大约得到300~380标米3煤气。
其中主要成分是H2，含量超过50%，其次是CH4，含量占25%，其余是少量CO、N2、CO2、H2S等。
焦炉煤气发热量比较高，可达16750~l8840kJ/m3，一般做为民用燃料，也可与高炉煤气混合使用。
C、发生炉煤气在没有高炉煤气和焦炉煤气的地区，可以将固体燃料直接加工得到发生炉煤气，其主要成分是CO，含量不到三分之一，其次是H2，含量可达10%，不燃成分主要是N2，含量超过50%，发生炉煤气发热量比较低，仅5020~6280kJ/m3。
D、天然气天然气是一种发热量很高的优质燃料，它的主要可燃成分是甲烷CH4，含量在80%以上，发热量约为3490~37680kJ/m3，理论燃烧温度高达1090℃。
E、使用煤气安全知识使用煤气要注意安全。
输送管道要严密无缝隙。
防毒、防爆，严格遵守煤气安全制度。
煤气能和空气构成爆炸性混合物，所以煤气管道要避免混入空气，一般保持煤气管内是正压，以免在管内发生爆炸事故。
由于输送管道保持正压，煤气管道必须严防漏气，以免煤气逸出，引起中毒或厂房内形成爆炸性混合物。
一般有煤气设备的厂房内必须装抽风机以改善通风条件，严禁烟火，采取措施预防某些机器开动时火花的形成。
煤气设备及管道上应安装发声、发光或其他低压警报器或指示仪器，以提醒工作人员及时处理。
一般指示灯亮或煤气降压铃响后，应立即关闭阀门，防止回火。
为了减弱爆炸的破坏力，煤气设备上应安装安全阀。
在煤气管道的个别地方应设有放散管，直通车间房顶外，以便发现可疑情况时能将煤气放散到大气中。
煤气管道在与煤气系统接通时，应首先用蒸汽将管道内的空气经放散管吹净。
2、液体燃料液体燃料包括汽油、煤油、柴油及重油等。
冶金炉及其他工业炉用的液体燃料主要是重油。
重油较稠浓，为黑褐色或绿褐色，发热量高达39780～41870kJ/kg。
为了能够安全和有效地使用重油，必须掌握下列几点：(1)重油的粘度粘度是表示流体质点之间内摩擦力大小的一个物理指标。
重油的粘度随温度的升高而显著降低。
为了便于输送和燃烧，必须把重油加热，以便降低粘度，提高其流动性和雾化性。
重油粘度表示的方法：我国通常用恩氏粘度(°E)表示，它是用恩格拉粘度计测出的粘度，其定义是：(2) 重油的闪点将重油在规定条件下加热，重油随温度的升高有可燃蒸汽挥发出来，可燃蒸汽与周围空气混合后，当接触外界火源时，能发生闪火现象，也就是爆炸燃烧的现象。
燃料与燃烧
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。
燃料与燃烧知识点归纳
第六章 燃烧与燃料第一节 燃烧与灭火一．燃烧的条件（重点）1．燃烧：是可燃物跟氧气发生的剧烈的发光、发热的氧化反应。
（1）燃烧的现象：发光、发热，反应剧烈。
（2）燃烧的反应类型：氧化反应，不一定是化合反应。
（3）燃烧的反应物：常见的燃烧都是可燃物跟氧气发生反应，但是，不是所有的燃烧都一定有氧气参加。
例如，镁就能在二氧化碳中燃烧：2Mg+CO 2点燃C+2MgO ；钠能在氯气中燃烧：２Na ＋Cl ２点燃２NaCl（4）燃烧的反应条件：点燃 （5）燃烧的分类及燃烧的产物注意：① “完全燃烧”和“不完全燃烧”又叫“充分燃烧”和“不充分燃烧” ② 要掌握含C 、H 、O 等元素的燃料完全燃烧的化学方程式： 2．燃烧的条件：①物质具有可燃性 ②可燃物要与氧气接触；③可燃物的温度达到其自身的着火点（即可燃物燃烧所需要的最低温度） 燃烧必须要同时满足三个条件，才能发生燃烧的现象。
二．灭火的原理：①．移走可燃物可燃物 ②．隔绝氧气③．使温度降到着火点以下1．灭火原理实质就是破坏物质燃烧的条件，三者破坏其一即可灭火。
2．几种常见的灭火方法：（1） 移走可燃物可燃物：森林火灾开辟隔离带，管道煤气着火先关掉阀门，釜底抽薪等； （2）隔绝氧气：酒精灯用等冒盖灭，油锅着火用用锅盖盖灭，向着火的木柴上覆盖沙子，少量酒精燃烧用湿抹布盖灭等；（3）使温度降到着火点以下：用水等大量的冷却剂灭火，用嘴将灯吹熄，（4）用灭火器灭火：①泡沫灭火器：可用于扑灭木材、棉布等燃烧而引起的一般火灾，不能用于扑灭电器火灾；②干粉灭火器：除了用来扑灭一般火灾外，还用于扑灭电器、油、气等燃烧引起的火灾；③液态二氧化碳灭火器：用于扑灭图书档案、贵重设备、精密仪器的火灾。
3．二氧化碳与灭火（1）原理：二氧化碳不能燃烧也不能支持燃烧，且密度比空气大。
（2）灭火器主要是用二氧化碳灭火，二氧化碳不能扑灭所有的火灾：如镁带燃烧就不能用二氧化碳扑灭。
4火灾处置、自救 （1）火警电话：119（2）电器、管道煤气、天然气着火，首先要关闭电源或气阀。
初中化学燃料及其燃烧知识点总结
初中化学燃料及其燃烧知识点总结一、燃烧的条件1、燃烧的定义：燃烧通常指可燃物与氧气发生发光发热的剧烈的氧化反应2、燃烧的条件? 可燃物达到着火点（该物质着火燃烧所需的最低温度）的温度? 可燃物与氧气／空气充分接触(一)二氧化碳与镁带的反应? 反应方程式：2Mg+CO2(点燃→)C+2MgO? 现象? 结论：具有剧烈发光发热现象的化学反应都是燃烧(二)金属钠与氯气的反应? 反应方程式:2Na+Cl2(点燃→)2NaCl? 现象? 置换反应：一种单质与一种化合物反应生成另一种化合物和另一种单质的反应即A+BC→B+AC? 火柴杆竖直之后为何会逐渐熄灭？答：因为火柴杆的温度会达不到着火点3、特殊的燃烧? 自燃白磷：少量白磷保存在冷水中（隔绝氧气）缓慢氧化：积聚热量引发自然（缓慢氧化，不一定引发自燃例如：铁生锈、食物变质、人类衰老、橡胶老化）? 爆炸：可燃性气体、液体的蒸发或粉尘在空气中（必定有氧气）浓度达到爆炸极限时，点火或遇火星会爆炸H2,CO,CH4,C2H5OH,面粉二、灭火与防火1、灭火原理? 降低火场温度? 隔绝可燃物与氧气的接触2、常用灭火器? 水? 酸碱灭火器：化学方程式? 干粉灭火器：化学方程式? STOP30灭火器：价格昂贵附：STOP30有多项优点胜过传统灭火器,它能彻底扑灭不同类型的火灾(例如因纸、油、溶剂和燃料引起的火灾),且可以安全地使用在最高达380伏特的电器用品上。
它是高度耐热的。
STOP30尺寸小巧,重量只725公克,高26公分(厘米),直径73公厘(毫米)。
STOP30于数秒内立即生效,使用者只需要摇晃罐子,取下卡笋,再按下去喷出泡沫。
STOP30 主要由含多价添加剂(阴离子及酸硷性兼备的张力活性剂、甘油及防腐剂)的水组成,以氮气推进, 该成分会形成快速覆盖火焰的泡沫。
泡沫产生一层薄膜,阻绝氧气,防止死灰复燃,令火焰在几秒钟内熄灭。
3 燃料与燃烧
87.91 5.49 5.49 0.55 0.55 100Car=Cad（100-Mar,f） 100Car=Cdaf（100-Mar-Aar） 其转化关系见表5-2（改错）
总量
100% 100% 100% 100%
材料工程基础-lvshuzhen
3.1.4 燃料有哪些热工性质？（掌握）
1、基本热工性质——发热量（简称:热值） 2、其它热工性质
3.1.1 燃料是如何分类的？（掌握） 3.1.2 燃料的组成有哪两种表示方法？其基准 内容 有哪些？各种基准之间如何换算？（掌握） 3.1.3 燃料有哪些热工性质？（掌握） 3.1.4 如何选择燃料？（了解）
材料工程基础-lvshuzhen
3.1.燃料的种类和组成
3.1.1 燃料是如何分类的？（掌握） 气体燃料：天然气、煤气、液化气等 液体燃料：汽油、煤油、柴油、重油 固体燃料：煤、柴禾等
根据化学反应计算空气量、烟气量、烟气组成 根据热平衡原理计算火焰温度 计算方法：分析计算法、近似计算法、操作计算法
材料工程基础-lvshuzhen
3.2.2.1 设计计算
分析计算法：已知燃料的种类和元素分析成分，通过化学 反应，根据质量守衡进行定量计算。 假定：
–气体的体积均以标准状态计算； –气体均为理想气体； –计算的基准温度为0℃； –计算时固体、液体燃料用收到基（ar），气体燃料用湿基 – 均在完全燃烧条件下计算空气量 ； – 空气由氧气和氮气组成，其体积百分比为21:79。
（2）实际空气量的计算（掌握）
Va Va0 1.2 5.08 6.09(Nm3 Kg)
例题
材料工程基础-lvshuzhen
（3）理论烟气量V0的计算（掌握）
理论烟气由以下两部分组成:
燃料及燃料燃烧计算
发电用煤的分类：VAMSST及Q分类方法 例如：V4A1M1S2ST1
焦结性：
煤受热析出挥发分后余下产物的焦结程度。一般炼焦煤 （Vdaf=18～26%）的焦结性最大，适于炼焦炭。 对层燃炉燃烧的影响： • 结焦性过强，导致通风不均，难于燃尽； • 结焦性过弱，易受热而松散，落到炉排下面，而损失掉。
煤样置于105～110℃的烘箱中使干燥至恒重， 失去的水分
化合结晶水分：石膏CaSO4•2H2O，高岭土Al2O3 •2SiO2 •2H2O
水分对锅炉运行的影响
• 煤中的不可燃成分，降低煤的发热量 • 推迟着火，在燃烧过程中汽化吸热，降低炉膛温度，
使着火困难 • 降低锅炉效率 • 易引起低温受热面腐蚀
100 100 Ad
§2－4 煤的工业分析和燃烧特性
煤的工业分析
气态物质 固态物质
水分Mad(%)－测定值
挥发分Vad（%）－测定值 灰分Aad（%）－测定值 固定炭FCad（%）－求定值
还包括发热量Q、焦渣特性、灰熔点、颗粒度
煤的挥发分：
煤在隔绝空气的情况下加热至一定温度时，煤中的部分有机 物和矿物质便发生分解，析出的气态产物。
灰熔点—表示了灰的熔化特性，一般在1000～1600℃之间， 变形温度DT（Deformation Temperature) 开始软化温度ST（Softening Temperature） 熔化温度FT(Fluid Temperature)
易熔灰：ST<1200C，适于液态排渣炉 难熔灰：ST>1400C，适于固态排渣炉
气田煤气： 94～98％ CH4 ，压力高，热值36000kJ/Nm3
天 然 气
油田煤气：75～87％ CH4，>10％的C2H6和C3H8，5~10% CO2，热值45000kJ/Nm3 煤矿矿井气： 52～60％ CH4 ，>35％ N2，热值18800kJ/Nm3
第二章 燃料及燃料燃烧计算
(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
节能基础知识--燃料与燃烧
（四）煤的分类
煤一般可以分为无烟煤、烟煤、贫煤、褐煤、石煤与煤矸石。见表 ! * %。
表!*% 特性 煤种 石 煤 褐 矸 煤 石 煤 !类 无烟煤 "类 #类 贫 煤 !类 烟 煤 "类 #类
注：!+,-. 6 %&!787+9
工业用煤分类表 水分 灰分 （(） 1 )# 1 )# 应用基低位热值 （ +,-. / +0） !### 2 ")## !)## 2 ")## "### 2 3)## 4 )### 1 )### 1 )### 1 %)## 1 "5## 2 35## 1 35## 2 %5## 1 %5##
一、燃料知识 （一）燃料的分类
燃料按状态可分成三类：固体燃料、液体燃料和气体燃料。 固体燃料有煤炭、油页岩、木柴和植物燃料（如农作物秸秆） 。其中煤炭应用最为 普遍，在我国目前和今后相当长时间内都是最基本的能源。 液体燃料有石油（原油）及其加工产品等。石油在常压下蒸馏可分别提炼出汽油、 煤油、柴油等高质量燃料。 气体燃料有天然气及人造煤气。天然气多从油田或煤田附近地层逸出，是一种高质 量的燃料。人造煤气种类很多，有石油气、焦炉煤气、高炉煤气、水煤气、发生炉煤气 及城市煤气等。
注：+"#$% 3 *)+(/("4
（三）煤的工业分析
对煤进行工业分析的主要目的是为了判断其燃料特性，从而在锅炉运行中采取相应 的技术措施，调节和控制燃烧过程。煤的工业分析项目有挥发物、固定碳、灰分、水分 和发热量等。 ：煤加热到一定温度，首先排放出一些气体，开始着火燃烧，这些 +) 挥发物（5） 气体就是挥发物，如一氧化碳、氢气和各种碳氢化合物等。挥发物析出后就很快着火燃 烧，使煤粒周围形成一层火膜，将煤粒迅速加热到较高的温度，同时挥发物析出后煤粒 中间出现孔隙，增加煤与空气的接触面积。当煤的挥发物含量相当比例时，容易着火， 有利于燃烧；但当煤的挥发物含量过高时，相对减少了固定碳的含量，使煤发热值降 低。一般锅炉用煤的挥发物含量最好在 2,! 以上。 ：煤中的挥发物燃烧后，剩下是固定碳和灰分。固定碳在完全燃烧 2) 固定碳（ 6） 时和氧化合成二氧化碳，将放出 00.,*"4 & "’（(,-,"#$% & "’）热量。 ：煤燃烧后，残留下来不能燃烧的固体杂质便是灰分。主要是混入煤 0) 灰分（7） 中的砂石、灰土、氧化铁、氧化钙等，灰分是煤中的有害成分，它含量过大，使煤发热 —
燃烧和燃料
燃烧和燃料【主要内容】燃烧和燃料【知识要点】一、燃烧的条件1．概念燃烧是可燃物与氧气发生的一种发光、发热的剧烈的氧化反应，是我们经常接触到的一种化学变化。
说明：燃烧的共同特征——发光、发热。
反应的实质——剧烈的氧化反应。
2．燃烧需要的三个条件【实验】如图所示，在烧杯中放入一定量的热水，在烧杯上放一块薄铜片，在铜片的两端分别放一小粒白磷和一小堆红磷，在烧杯中A处也放一小粒白磷，过一会儿后只有薄铜片上的白磷燃烧起来而烧杯中的白磷和铜片上的红磷不燃烧。
白磷在水中燃烧通过以上实验可以说明，燃烧必须同时具备三个条件，缺一不可。
（1）可燃物；（2）与氧气（或空气）接触；（3）温度达到物质燃烧时所需的最低温度（也叫着火点）。
燃烧必须同时具备这三个条件，若缺少一个就不能燃烧。
二、灭火的原理和方法灭火的原理是由燃烧的条件决定的，即破坏燃烧的条件之一，就可以灭火。
可见，燃烧的条件和灭火的原理是从不同的角度来说明同一问题，两者不是相互割裂的。
原理一：清除可燃物或使可燃物与其它物品隔离。
原理二：将可燃物与氧气（或空气）隔绝。
原理三：将可燃物温度降到着火点以下。
例如：实验室熄灭酒精灯时，是用灯帽盖灭，原理是为了使可燃物与氧气隔绝。
又如：柴垛失火，人们一般都是用水去扑灭，原理是降低柴垛周围的温度，使之低于柴垛的着火点；也可以迅速的转移走未烧着的柴禾，原理是清除可燃物或使可燃物与其他物品隔离。
常见的灭火器简介一般指装有灭火剂的消防器材。
常用的灭火剂为二氧化碳或能产生二氧化碳的物质。
因为二氧化碳不支持燃烧，又比空气重，能够覆盖在燃着的物体表面，隔绝空气，使火熄灭。
（1）泡沫灭火器灭火器内分别装有硫酸铝溶液和碳酸氢钠溶液，使用时将灭火器倒置，两种溶液混合发生下列化学反应。
Al2(SO4)3+6NaHCO3＝2Al(OH)3↓+3Na2SO4+6CO2↑产生的大量二氧化碳气体带着泡沫喷到燃烧物表面，达到灭火的目的。
泡沫是用甘草或皂角制取的液体产生的。
燃料及燃烧
2 燃料及燃烧2.l 冶金企业常用燃料1、概述燃料的定义:凡燃烧时能放出大量的热，该热量能经济而有效地用于现代工业生产或日常生活的所有物质，统称燃料。
冶金生产大多数需要在高温下进行，其所需热量，除电炉外，大部分仍靠燃烧燃料供给，所以燃料是冶金生产不可缺少的重要原材料之一。
冶金生产所使用的燃料，一般应具备如下条件：(l) 燃烧所放出的热量必须满足生产工艺要求；(2) 便于控制和调节燃烧过程；(3) 蕴藏量丰富，成本低，使用方便；(4) 燃烧产物必须是气体，对人、动植物、厂房、设备等无害。
燃料的种类很多，按物态可分为固体燃料、液体燃料和气体燃料三类；按来源可分为天然产品和加工产品两种。
工业用燃料分类见表2—1。
燃料的一般分类表 表2—1来源燃料的固态天然产品加工产品固体燃料木柴、煤、油页岩等木炭、焦炭、粉煤液体燃料石油焦油、重油、煤油、汽油等高炉煤气、焦炉煤气、气体燃料天然煤气发生炉煤气等冶金工业生产是燃料的巨大消耗者，冶金工作者必须熟悉各种燃料的性质，会正确选用，并能合理组织燃烧过程，以降低燃料消耗量。
2、常用燃料的特性常用燃料的特性主要包括以下两方面:第一：燃料的化学组成。
必须分清哪些组成物是发热的，哪些组成物是有害的。
第二：燃料的发热能力。
这是评价燃料质量的重要指标。
⑴燃料的化学组成及其成分换算① 气体燃料的化学组成及干湿成分换算气体燃料是由几种较简单的化合物所组成的机械混合体。
其中：CO、H2、CH4、C2H4、C m H n、H2S等是可燃性气体成分，能燃烧放出热量。
CO2、N2、SO2、H2O、O2等则是不燃成分，不能燃烧放热，故其含量均不宜过多，以免降低燃料的发热能力。
C m H n总称为重碳氢化合物,，包括C3H6、C2H6、C2H2……等。
每单位体积(m2)重碳氢化合物燃烧，约放出71176 kJ热量。
气体燃料中的氧，在高温预热的情况下，能与可燃成分作用，从而降低气体燃料燃烧时的放热量。
燃料及其燃烧特性
03
燃烧特性
燃烧过程
熄火阶段
当燃料与氧化剂耗尽或燃烧条件不再满足 时，燃烧终止。
燃烧过程
燃烧是燃料与氧化剂之间的化学反应，释 放出能量。这个过程可以分为预混合、点 火、燃烧和熄火四个阶段。
预混合阶段
燃料与氧化剂预先混合，形成可燃混合物 。
燃烧阶段
燃料与氧化剂在火焰中继续反应，释放出 能量。
燃料及其燃烧特性
目录
• 燃料简介 • 燃料特性 • 燃烧特性 • 燃料与燃烧技术 • 燃料与能源未来发展
01
燃料简介
燃料的定义与分类
分类
燃料可以根据来源分为化石燃 料、生物燃料和核燃料等。
生物燃料
如木材、农作物废弃物等，由 生物质在一定条件下转化而成。
定义
燃料是能够提供能量的物质， 通常在燃烧过程中释放能量。
燃料的重要性
01
02
03
提供能量
燃料是提供能量的主要来 源，支撑着人类社会的生 产和生活活动。
促进经济发展
燃料的应用促进了交通运 输、工业生产和能源产业 的发展，对经济发展具有 重要意义。
影响环境
燃料的燃烧会产生污染物， 对环境造成影响，因此需 要合理利用和开发清洁能 源。
02
燃料特性
物理特性
化石燃料
如煤、石油和天然气，由古代 生物遗体在长期的地质过程中 形成。
核燃料
如铀、钚等放射性元素，可用 于核裂变反应释放能量。
燃料的应用领域
能源供应
燃料是能源的主要来源，用于发电、供暖、交通 运输等领域。
工业生产
燃料广泛应用于各种工业生产过程，如钢铁、化 工、陶瓷等。
交通运输
燃料是交通工具的主要能源，如汽车、飞机和船 舶等。