硅酸盐热工基础---3.1(国)燃料性质解读.ppt

3 燃料及燃烧技术 3.1燃料的性质 3.2燃料燃烧计算 3.3燃烧过程的基本理论 3.4固体燃料燃烧技术 3.1.1.2燃料的组成及表示方法 1．固体和液体燃料的组成 （1）元素分析法 燃料组成的换算系数 3．气体燃料的组成及表示方法 3.1.2 燃料的热工性质 2．燃料发热量的计算 1．固体燃料的热工性质 （１）挥发分 3．气体燃料的热工性质 * 3.1燃料的性质 3.1.1燃料的分类和组成 3.1.1.1燃料的分类 凡在物理、化学反应中能放出大量热量并 能够有效地利用于工业和其它方面的物质 燃料 固体燃料 液体燃料 气体燃料 燃料 分类 按照形态分类 按来源分 天然燃料 人工燃料 C 固、液燃料的主要热能来源 煤中含量：53～99％ 重油中含量：86% 碳以有机化合物形式存在 受热分解后燃烧 自由氢：与碳和硫的化合物—可燃 化合氢：与氧相结合，不能燃烧 H 固体燃料： 4～5% 液体燃料： 14% O、 N 氧和氮不能燃烧 降低了燃料的燃烧能力 固液体燃料中 含1～3％或更少 煤：4～35% 重油：1～4% M 水不能燃烧，且升温吸热， 降低燃料的品质。 少量水对燃料着火、燃烧、 传热等方面有益。 S 金属硫化物—可燃 有机硫化物—可燃 无机硫酸盐—不可燃 燃烧产物对 设备及环境有害 固体燃料：2%，液体燃料：0.1～3.5%。 元素分析中的O、N、S、M、A 均为燃料的有害成分 灰分↑，可燃成分↓，燃料发热量↓ 灰分↑，燃烧速度及燃烧温度↓ 灰分↑，高温下形成液相，在窑炉内结皮、结渣, 灰分造成制品污染，影响制品成分及质量 A 灰分是指燃料中 不能燃烧的矿物杂质 固体燃料：一般20％， 液体燃料：一般0.3％ (2) 工业分析法 V FC M A 燃料 = + + + 挥发分（V）、固定碳（FC）、 水分（M）、 灰分（A） 分析项目 燃料中的碳氢化合物 V↑ ，燃料着火温度低， 燃烧速度快 ，燃烧火焰长 FC ↑ ，燃料发热量高 空气干燥基:是指分析实验室里所用的空气干燥煤样 的组成，角标“ad”表示 。 2．固体和液体燃料组成的表示方法 收到基:实际使用的燃料的组成，用下角标“ar”表示。 Car+Har+Oar+Nar+Sar+Aar+Mar=100％ Cad+Had+Oad+Nad+Sad+Aad+Mad=100％ 燃料中水 内在水（Mad）:空气干状态下残留在煤中的水分 外在水（Mar,f）:空气干燥过程中逸出的水分 干燥基：绝对干燥的煤的组成， 用下角标“d”表示。 干燥无灰基：无水无灰煤的组成，用下角标“daf”表示。 不受燃料在开采、 运输和贮存过程中 水分变动的影响。 不受燃料在开采、运输、 冼煤和贮存过程中水分、 灰分变动的影响。 Cd+Hd+Od+Nd+Sd+Ad+Md=100％ Cdaf+Hdaf+Odaf+Ndaf+Sdaf=100％ 所换算的“基” 已知“基” 干燥 无灰基 干燥基 分析基 收到基 干燥 无灰基 干燥基 分析基 收到基 1 1 1 1 【例】已知煤的干燥无灰基组成（％）为： Cdaf Hdaf Odaf Ndaf Sdaf 80.2 6.1 11.6 1.4 0.7 收到基时水分Mar=3.5％，干燥基时灰分Ad=8.2％ 求：收到基时Car的百分含量。 【解】由于三个基准不能同时转换，因此分两步进行计算： （1）先由Cdaf换算成Cd（%） （2）再由Cd换算成Car（%） 湿成分 （用上角标“v”表示） 干成分 （用上角标“d”表示） 不可燃成分 N2、CO2、SO2和H2O等 换 算 可燃成分 H2、CO、CH4、CmHn和H2S等 组成 COv+H2v+CH4v+CmHnv+H2Sv+CO2v+N2v+O2v+H2Ov=100 ％ COd+H2d+CH4d+CmHnd+H2Sd+CO2d+N2d+O2d=100 ％ 组成表示 3.1.2.1 发热量 1． 燃料发热量的基本概念 燃料的发热量（热值）：单位质量或体积的燃料完全燃烧，当燃烧产物冷却到燃烧前的温度时所放出的热量称为，单位为kJ/kg（kJ/Nm3）。 高位发热量Qgr 产物中水蒸气全部凝结为水 低位发热量(Qnet) 产物中的水以20℃蒸气存在 Qnet，ar=Qgr，ar-225 Har-25 Mar 发热量 （1）固体和液体燃料发热量的计算 ①根据元素分析计算 Qnet，ar=339Car+1030Har-109（Oar-Sar）-25Mar ②根据工业分析计算 无烟煤（Vdaf≤10％ ）； Qnet，