第一章--燃料的基础知识资料.docxVIP

PAGE PAGE # 课程性质、目的和任务 本课程由《电厂燃料》和《电力用油》两部分组成，是一门理论和应用并重的课程，它 的任务是使学生通过对本课的学习，能了解和掌握动力燃料的基本知识及其物理化学特性和 煤质分析的方法；了解和掌握电力用油和六氟化硫绝缘气体的物化性质，质量指标的检验、 监督和运行的基础知识。从而为学生在电力系统或相关专业部门从事生产和科研打下必要的 基础。 电厂燃料 能源工业是国民经济的基础。我国发展电力的基本特点，是以燃煤为基础，以火电为主， 煤电占总发电量的80%。从提高发电效率、节约能源和解决环保三方面来考虑，走可持续发 展的道路。电力燃料，特别是电煤质量与上述三方面都有着十分密切的关系。 2002年原国家 电力公司直供燃煤发电厂耗煤总量达 3.68亿吨，数以万计的科技人员直接从事燃料监督和试 验工作。随着电力生产的发展，锅炉机组容量日益增大，就需要提供数量更多，质量更好的 电力燃料。了解和掌握动力燃料的基本知识及其物理化学特性，切实做好火电厂燃料的采制 样及化验工作，对降低发电成本，确保锅炉机组的安全经济运行，具有极其重要的意义。 第一章燃料基础知识 第一节煤的形成、组成和特性 、煤的形成 煤是由古代植物形成的。植物分低等植物和高等植物两大类。在地球上储量最多的煤由 高等植物形成，统称为腐植煤，即现代被广泛使用的褐煤、烟煤和无烟煤等。高等植物的有 机化学组成主要为纤维素和本质素，此外还有少量蛋白质和脂类化合物等；无机化学组成主 要为矿物质。古代植物随地壳运动而被埋入地下，经过长期的细菌生物化学作用以及地热高 温和岩层高压的成岩、变质作用，使植物中的纤维素、木质素发生脱水、脱一氧化碳、脱甲 烷等反应，而后逐渐成为含碳丰富分可燃性岩石，这就是煤。该过程成为煤化作用，它是一 个增碳的碳化过程。根据煤化程度的深浅、地质年代长短以及含碳量多少可将煤划分为泥炭、 褐煤、烟煤和无烟煤四大类，其演化过程可用下列框图说明 古代植物2?5?3亿年 古代植物 2?5?3亿年 炭 死亡*堆积、 耀壺下CL埋覆‘ 形成岩层 成倉释用 f紧绪.Itt水、胶、 I体老化*礎结/ 3韶P憂水〉 PAGE PAGE # 组成植物质的有机元素主要为碳、氢、氧和少量氮、硫和磷。这些元素在成煤过程中随 着地质年代的增长，变质程度加深，含碳量逐步增加，氢和氧逐步减少，硫和氮则变化不大 植物_3H2O 植物 _3H2O、- CO2 V、 -2H 2O 褐煤 、 C17H 24。10 C16H 18。5 C16H 14O3 泥炭 烟煤 -? -2叫-F，无烟煤 C15H 14O C13 H 4 二、 煤的组成 煤在成煤过程漫长的地质年代中，其原始的组成和结构发生了变化，形成一种新物质。 煤是由多种结构形式的有机物（或称煤素质），与少量种类不同的无机物（或称矿物质）组成 的混合物。煤中有机物的基本结构单元，主要是带有侧链和官能团的缩合芳香核体系，随着 变质程度的加深，基本结构单元中六碳环的数目不断增加，而侧链和官能团则不断减少。煤 中无机物的组成极为复杂，所含元素多达数十种，常以硫酸盐、碳酸盐（主要是钙、镁、铁 等盐）、硅酸盐（铝、钙、镁、钠、钾）、黄铁矿（硫）等矿物质的形态存在。此外还有一些伴 生的稀有元素，如锗（Ge）、硼（B）、铍（Be）、钻（Co）、钼（Mo）等。 煤仅作为能源使用时，就没有必要对其化学结构作详尽的了解，只从热能利用（即燃料 的燃烧）方面去分析和研究煤的组成，基本上就能够满足电力生产的要求。 在工业上常将煤的组成划分为工业分析组成和元素分析组成两种。了解这两种组成就可 以为煤的燃烧提供基本数据。工业分析组成是用工业分析法用工业分析法测出的煤的不可燃 成分和可燃成分，不可燃成分为水分和灰分；可燃成分为挥发分和固定碳。这四种成分的总 量为100。 无机物 :水分（包括外在水分和 内在水分） 煤（不可燃成分）灰分（主要为含Ca、Al、Si、Fe等元素的无机矿物质） 煤 有机物 』挥发分（由C、H、0、N、S元素组成的气态物质） 、（可燃成分）:固定碳（主要由C元素组成的固态物质） 工业分析法带有规范性，所得的组成与煤的固有组成完全不同，但它给煤的工艺利用带 来很大的方便。工业分析法采用了常规重量分析法，以重量百分比计量各组成，可得到可靠 的百分组成。这有利于煤质计量、煤种划分、煤质评估、用途选择、商品计价等。 元素分析组成是用元素分析法测出煤中的化学元素分析组成，该组成可示出煤中某些有 机元素的含量。元素分析组成包括 C、H、O、N、S五种元素，这五种元素加上水分和灰分, 其总量为100。元素分析结果对煤质研究、工业利用、锅炉设计、环境质量评价等都是极为 有用的资料。 三、 煤的性质 煤的性质指煤的物理性质、化