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锅炉生产知识--燃料

锅炉生产知识--燃料 燃料的定义 ? 在经济上和技术上适合于产生热量的材料为燃料。 燃料总类 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 有机燃料的物理状态分为: 固体燃料、液体燃料和气体燃料 锅炉燃料 煤—无烟煤、贫煤、烟煤、褐煤、泥煤等 固体燃料 油页岩 木材,生物质 液体燃料—石油及其制品—轻油、柴油、重油 天然气、液化石油气 气体燃料 煤气—城市煤气、高炉煤气、焦炉煤气 沼气 第二章 燃料 ? 第一节 燃料的种类 ? 第二节 煤的化学成分与性质 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。 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,N 不可燃成分—水分,惰性气体,各种矿物质 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: 全硫 硫有化机铁硫 可 燃 硫 ( 挥 发 硫 ) , 燃 烧 生 成 SO2 , 硫酸盐—不燃烧,含量很少,并入灰分 氧O 1.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。 2.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 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 内在灰分 二次灰分—在煤形成过程中,外界带入的杂质,呈粒状分布 外在灰分—产生于开采、运输、贮藏过程中 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 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。 三、煤成分的表示方法及其换算 ? 用各个成分的质量百分数来表示; ? 水分和灰分所占质量较大,且随外界条件有较大的波动; ? 采用四种不同的“基”准的质量成分表示: ? 1.收到基ar; ? 2.空气干燥基ad; ? 3.干燥基d; ? 4.干燥无灰基daf. 收到基(下标符号为ar) ? 表示燃料中全部成分的质量百分数总和 ? 是锅炉燃料燃烧计算的原始依据。 Car+Har+Oar+Nar+Sar+Aar+Mar=100% 空气干燥基(下标符号为ad) ? 表示在不含外在水分的条件下,燃料各组成成分的 质量百分数总和, ? 是实验室煤质分析所用煤样的成分组成。 Cad+Had+Oad+Nad+Sad+Aad+Mad=100% 干燥基(下标符号为d) ? 表示在不含水分的条件下干燥燃料各组成成分的质 量百分数总和 ? 干基中各成分不受水分变化的影响 Cd+Hd+Od+Nd+Sd+Ad=100% 干燥无灰基(下标符号为daf) ? 表示在不含水分和灰分的条件下,干燥无灰燃料各 组成成分的质量百分数总和, ? 干燥无灰基中只包含燃料的可燃成分,各成分不受 水分和灰分变化的影响, ? 煤炭交易。 Cdaf+Hdaf+Odaf+Ndaf+Sdaf=100% 煤质分析结果(基准)的表示方法: 序 基准 定义 号 1 收到基 以收到状态的煤为基准 符号(小标) Ar 2 空气干燥基 与空气湿度达到平衡状态的 Ad 煤为基准 3 干燥基 以假想无水状态的煤为基准 d 4 干燥无灰基 以假想无水、无灰状态的煤为 daf 基准 5 干燥无矿物质基 以假想无水、无矿物质状态的 dmmf 煤为基准 6 恒湿无矿物质基 以假想含最高水分、无矿物质 mmf 状态的煤为基准 备注 设计时可将此作 为应用状态对待 同义词可为干基 以往概念的可燃 基,已经禁用 各种基的换算(略) ? 查表,查图,查手册。 ? 作业:编制计算程序,完成换算。 四、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。 Qar ,ne t ? Qar,gr ? ? (900Har 100 ? M ar 100 ) ? Qar , gr ? 25.1(9Har ? M ar ) 几点说明 ? 实验室所测是全部热量(高位),锅炉排烟温度均 较高(110C以上),烟气中水未蒸汽凝结,将这部 分气化潜热带走。 ? 我国均采用低位发热量。有些国家采用高位发热量, 必要时说明。 ? 表示煤的发热量

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