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第二章、锅炉的燃烧系统及其设备(1) 第一节、 燃料及燃烧 燃料分为：固体燃料、液体燃料和气体燃料。固体燃料主要以煤为主，锅炉燃用的燃料亦称为动力燃料。 煤是由多种有机物质和无机物质混合组成的复杂的固体碳氢燃料。 由于埋入地下的深度和时间不同，就会形成不同的煤种。 其主要分为：褐煤、烟煤、贫煤和无烟煤四大类。 一、锅炉燃料 （一）煤的成分及性质 1、煤的元素分析成分 煤的元素分析的成分包括：碳、氢、氧、氮、硫、灰分和水分，各化学元素成分用质量百分数表示表示，即： Car+Har+Oar+Nar+Sar+Aar+Mar=100 % 1．碳是煤中含量最多的可燃元素，发热量较大。每kg纯碳的发热量为32.7×103KJ/kg。煤中的碳一部分与氢、氧、氮和硫结合成有机化合物，称为挥发性碳，其燃点较低。而其余呈单质状态的称为固定碳，其燃点较高，不容易着火和燃尽。 2.氢是煤中发热量最高的物质，但煤中氢的含量较少，一般约3-6%左右。完全燃烧时纯氢的发热量120×103KJ/kg，氢的燃点低，容易着火。 3．煤中的氧是不可燃物质，虽可助燃，但其含量较少,可视为杂质。 4．煤中的氮是不可燃物质，其含量也较少。煤中的氮在高温条件下易生成污染大气的NOx，被视为有害元素。 5．硫虽然在燃烧时也放出热量，但其燃烧产物SO2和SO3会造成锅炉金属的腐蚀并污染大气，也是有害元素。 煤中的硫常以三种形式存在，即有机硫、硫化铁硫、硫酸盐硫，前两种可燃称为可燃硫，后一种归入灰分称为固定硫。 6．煤中的灰分为不可燃物质。灰分的存在不仅使单位燃料量的发热量减少，而且影响燃料的着火和燃尽，也是造成锅炉受热面积灰、结渣、磨损的主要因素。 7．水分会使炉内温度下降，影响燃料的着火，并增大排烟热损失，也会加剧尾部受热面的腐蚀和堵灰。 在自然干燥条件下失去的水分部分称为外部水分，而剩余部分称为内部水分，两部分之和称为全水分也就是收到基水分。 2、工业分析 在实验室条件下的煤样，通过分析得出水分、挥发分、固定碳和灰分这四种成分的质量百分数称为工业分析。 将自然干燥后的煤粉样取1g左右放入预先加热至145±5℃的干燥箱中干燥1小时后，试样质量减轻的量占原质量的百分数即为空气干燥基水分。 将失去水分的煤样在隔绝空气条件下放入920℃电炉中加热7分钟后，放入干燥器内冷却至室温后称重可得出空气干燥基挥发分，即： 挥发分是煤在加热过程中有机质分解而析出的气体物质。它主要是由各种CmHn、H2、CO、H2S等可燃气体组成，还有少量的O2、CO2、N2等不可燃气体。 随着煤的碳化程度的不同，挥发分的析出温度不相同，挥发分的成分及含量也不同。由于挥发分对锅炉的工作影响较大，其含量的多少常做为煤的分类的重要依据。 煤在失去水分和挥发分后剩余部分即为焦碳，它包括固定碳和灰分。 将煤粉样放在高温炉中，按规定方法升温至815±10℃，并加热1小时，冷却至室温后称重，剩余质量占原煤样质量的质量百分数即为空气干燥基灰分的含量。将原煤粉样中水分、灰分、挥发分扣除后即为空气干燥基固定碳的质量百分数。 （二）煤的成分分析基准 根据煤存在的条件和根据需要而规定的“成分组合”称为分析基准，常用下列四种基准来表示： 1、收到基（原应用基） 以收到状态的煤为基准计算煤中全部成分的组合称为收到基，其中包括全部水分，收到基以下角标ar(as riceive)表示。 Car+Har+Oar+Nar+Sar+Aar+Mar=100% （2-2） 2、空气干燥基（原分析基） 煤样在实验室规定的温度下自然干燥失去外部水分后，其余的成分组合便是空气干燥基，并以下角称ad(air dry)表示。 Cad+Had+Oad+Nad+Sad+Aad+Mad=100% （2-3） 3、干燥基 以假想无水状态煤为基准，以下角称d(dry)表示。由于已不受水分的影响，灰分含量百分数相比较 稳定，可用于比较两种煤的含灰量。 Cd+Hd+Od+Nd+Sd+Ad=100% （2-4） 4、干燥无灰基（原可燃基） 以假想无水、无灰状态的煤为基准，以下角称daf(dry ash free)表示。由于不受水分、灰分影响，常用于比较两种煤中的碳、氢、氧、氮、硫成分含量的多少。 Cdaf+Hdaf+Odaf+Ndaf+Sdaf=100% （2-5） 元素分析成分和工业分析成分的关系如图2-1所示。 不同基准的换算系数K 元素分析成分和工业分析成分的关系 收 到 基