第六章 燃料燃烧及燃烧调整.ppt

第六章 燃料、燃烧及燃烧调整 第一节 燃料的种类 第二节 燃料的成分 燃料的定义 凡能用来燃烧、可以取得热量的一切可燃物质。 核能燃料—可控核裂变与和聚变 有机燃料—以各种形式在自然界存在的碳氢化合物 燃料总类 第一节 燃料种类 有机燃料的物理状态分为： 固体燃料、液体燃料和气体燃料 液体燃料—石油及其制品—轻油、柴油、重油 煤气—城市煤气、高炉煤气、焦炉煤气 油页岩 锅炉燃料 气体燃料 固体燃料 煤—无烟煤、贫煤、烟煤、褐煤、泥煤等 木材，生物质 沼气 天然气、液化石油气 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。 第二节 燃料的成分 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 不可燃成分—其它成分 碳 C 最主要的可燃质，煤是富含碳的燃料， 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0.2~5%，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 硫化铁 全硫 硫酸盐—不燃烧，含量很少，并入灰分 可燃硫（挥发硫），燃烧生成SO2 有机硫 氧 O 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合物，占据部分可燃质，使煤发热量降低。 氧的含量1~15%，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%。 灰分 内在灰分 外在灰分—产生于开采、运输、贮藏过程中 一次灰分—成煤前植物中含有的矿物质，均匀分布在可燃质中 二次灰分—在煤形成过程中，外界带入的杂质，呈粒状分布 水分M 含量一般在1~30%，多在10%左右。 内在水分—也称为吸附水分或风干水分，即煤经过风干后的水分 外在水分—经过风干后可以脱除掉的那部分水分，受运输，贮存条件等影响，变化很大。 水分 三、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到的热量为低位发热量，r为水的蒸发潜热，取为2510 kJ/kg。 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。 灰熔融性的测定 将灰制成特定形状的灰堆，加热升温1300℃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