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烟尘、烟气监测讲义 周伟峰 2010年4月 1 基础知识 蒸发量（出力） 锅炉出力对于蒸气炉来讲就是生产蒸气的量，叫蒸发量，单位是t/h。 对热水锅炉来讲锅炉出力即是锅炉生产热水放出的热量，单位为kJ/h，采用法定计量单位制后，热水炉的出力，改用热功率来表示，单位为MW。小时供热量和热功率的单位换算如下： 1kcal/h＝1.163W 1W＝0.86 kcal/h 1MW＝106W 蒸气炉和热水炉折算大约为1t气炉可按60×104 kcal换算水暖炉的出力，其热功率相当于0.7 MW。 水和水蒸气的性质 1标准大气压下，水的冰点为0℃，沸点为99.975℃。在4℃时，水的密度最大，为1。水的沸点随着大气压的增大而增高。 当水被加热到沸腾时，水逐渐的变成水蒸气。水由液体变为气态——水蒸气的过程叫做汽化过程。 当把水加热到沸腾时，沸水汽化所生成的蒸汽温度与沸水温度相同。始终保持在饱和温度的蒸汽叫做饱和蒸汽。这种始终保持饱和温度的水叫饱和水。 1kg饱和水完全汽化为饱和蒸汽时所需的热量，叫做汽化潜热，简称汽化热。用γ表示，单位kJ/kg。汽化潜热的数值是随压力升高而降低。 当饱和水全部被汽化，而蒸汽温度仍等于该压力下的饱和温度时的状态，也就是不含水分的饱和蒸气叫干饱和蒸气。 当饱和水汽化过程中带有饱和水，处于气与水共存的状态，也就是含有水分的饱和蒸气叫湿饱和蒸气。 若在等压下继续加热干饱和蒸气，蒸气温度便会逐渐升高。这种温度高于饱和温度的蒸气叫做过热蒸气。 燃料和燃烧 凡是在燃烧过程中能释放大量热量的物质，称为燃料。燃料种类很多，按物理形态可分为固体燃料、液体燃料、气体燃料。我国工业锅炉以煤为燃料的居多。 煤的主要成分 ⑴．碳（C）：是燃料中的主要成分，含碳量越高，发热量越高，但碳本身要在比较高的温度下才能燃烧，纯碳是很难燃烧的。所以，含碳量越高的燃料，越不容易着火和燃烧。 ⑵．氢（H）：是燃料中的又一种主要成分，一般与碳形成化合物存在，称碳氢化合物，这些化合物在加热时能以气体状态挥发出来，所以含氢量越多的燃料越容易着火燃烧。氢在燃烧时能放出大量的热量，年代越久的煤含氢量越少。 ⑶．硫（S）：燃料中的硫由两部分组成，一部分为不可燃烧部分，如无机硫，它不参加燃烧；一部分为可燃烧部分，如挥发硫，它可以燃烧放出热量。但硫燃烧后生成二氧化硫（SO2）和三氧化硫（SO3），当烟温低于露点时，二氧化硫及三氧化硫与烟气中的水分化合成亚硫酸（H2SO3）和硫酸（H2SO4），对锅炉尾部受热面起腐蚀作用。另外含硫的烟气排入大气，对人体和动植物都有害，因此，燃烧中含硫量越少越好。 ⑷．氧（O）：燃料中的氧不参加燃烧，是不可燃物质，它的量越多，燃料中的可燃物质就相对减少，从而降低了燃料燃烧时放出的热量，煤中的氧分游离态和化合态两部分，游离态的可助燃。煤生成的时间越长，氧的含量就越降低。 ⑸．氮（N）：是惰性气体，不参加燃烧，是不可燃物质，煤中的含氮量很少，一般为0.5～2.0%。 ⑹．灰分（A）：是燃料中不可燃烧的固体矿物杂质，它是在燃料形成时期，开采以及运输中掺入燃料中的，各类燃料的灰分含量相差很大，气体燃料几乎无灰，燃料油中含灰量也极少，相比之下，固体燃料灰分含量较多，燃料中灰分多了，可燃成分就少，燃料燃烧时放出的热量也就少，但灰分带走热量多，使热损失增加。此外，灰分中一部分（飞灰）在锅炉中随烟气流经各受热面和引风机时，造成磨损，排入大气又污染环境，在炉膛内由于灰分的熔化还会引起结焦。 ⑺．水分（W）：是燃料中有害成分，它吸收燃料燃烧时放出的热量而汽化，因而直接降低燃料放出的热量，使炉膛燃烧温度降低，造成燃料着火困难。它还增加烟气体积，使得排烟带走的热量损失增加。但固体燃料中，保持适当的水分，可以有利于通风，减少固体不完全燃烧损失，在液体燃料中掺水乳化，可以改善燃烧，节约燃料。 煤的这些组成物质是以复杂的有机化合物、矿物质和水份等形式存在，一部分化合物在被加热到一定温度时，便以气态状态从煤中逸出，这种气体可以燃烧，通常叫做挥发份。挥发份在煤燃烧时最先形成火焰，而固定碳燃烧的时间最长。固定碳在全部燃烧后剩下的物质就是灰分。所以煤的可燃成分主要是挥发份和固定碳两项。 煤的分类 我国煤的分类主要是依据煤的挥发份含量来区分的，挥发份含量多少与煤龄长短、碳化程度有关。我国的煤炭一般可以分为无烟煤、烟煤、贫煤、褐煤、石煤（油母页岩）和煤矸石等。 1．烟煤：又称长烟煤，呈灰黑色或黑色，表面无光泽或有油润的光泽。挥发分较多，可达40%，容易着火，燃烧时火焰长，结焦性较强。 2．无烟煤：又称白煤或柴煤，呈黑色，有时也带灰色，质硬而脆，断面有光泽。挥发分少，在10%以下，不容易着火，初燃阶段发出短蓝色的火焰，没有煤烟，燃烧速度缓慢，燃烧过程长，结焦性差，储藏时