第一章燃料及燃烧计算

• 碳Ｃ、氢Ｈ、氧Ｏ、氮Ｎ、硫Ｓ、灰分Ａ、水分M
（二）煤的工业分析及表示符号
• 水分M、挥发分V、固定碳FC、灰分A
二、元素分析成分
１、碳：主要可燃元素，含量最高，5０～９ ０％。
C+02=CO2+32700
存在形式：Ｃ与氢、氮、硫等结合生成 挥发性物质；
单质状态，称固定碳（FC). 固定碳越多，煤不易着火，燃烧缓慢，火 苗短。
900±10℃温度时，有机物质会分解成各种气体，
这些气体成分称Biblioteka Baidu发分。
１）组成：可燃气体(CmHn、H2、 CO H2S等)、 不可燃气体(CO2等)。
２）特点：自身容易着火燃烧；且能促进焦 炭的燃烧。
３）作用：燃烧的重要特性、煤分类的依据。
3、固定碳（FC）和灰分（A) 挥发分析出后剩下的物质称焦炭。
应用：实验室内煤样分析使用。
3 .干燥基d (dry basis)：假想无水状态的各个成 分质量百分数。 Cd+Hd+Od+Nd+Sd+Ad=100% FCd+Vd+Ad=100% 应用：灰分含量常用干燥基表示。
4 .干燥无灰基daf (dry and ash free basis)： 假想无水无灰状态的各个成分质量百分数。 Cdaf+Hdaf+Odaf+Ndaf+Sdaf=100% FCdaf+Vdaf=100% 应用：挥发分含量常用干燥无灰基表示。
三、工业分析成分
水分（M）、挥发分(V)、固定碳(FC)、灰分(A)
1、全水分 Mt ①表面水分（外在水分）Mf—通过自然干燥可除 去的水分。 ②固有水分（内在水分）Minh—原煤失去外在水 分后剩余的水分。 需要在较高温度下（105-110℃，加热1.5-2小时） 才能从煤样中除去。
2、挥发分：失去水分的煤在隔绝空气条件下加热到
以入炉煤（实际工作煤）为基准进行分析的各个成分质 量百分数。
Car+Har+Oar+Nar+Sar+Aar+Mar=100% FCar+Var+Aar+Mar=100% 应用：锅炉热力计算。
2 .空气干燥基 ad(air dried basis) 除去外在水分后的各个成分质量百分数。 Cad+Had+Oad+Nad+Sad+Aad+Mad=100% FCad+Vad+Aad+Mad=100%
２、氢：发热量最高，3～６％, H含量越高，越容易着火、燃 烧。 2H2+O2=2H2O+120000
3、氧、氮：含量很少 高温下生成氮氧化物(NOx)，污染大气。
4、硫：可燃、有害气体，1.５％需脱硫 S+O2=SO2+9040
有机硫（S0）—--与C、 H、 O等结合成复杂的化合物。 黄铁矿硫（FeS2)—煤种S元素80%以黄铁矿形式存在。 硫酸盐硫—CaSO4、MgSO4、FeSO4等，不能燃烧，归入灰分 中。
第一篇 燃料与燃烧
本篇主要内容： 1. 锅炉燃煤的特性、燃料的基本燃烧计算； 2. 锅炉热平衡：要求学生建立热平衡的概念，
掌握锅炉热效率的计算方法； 3. 通过讲授锅炉制粉系统、烟风及燃烧系统，
使学生掌握各个系统的工作过程、工作特 点和设备及系统的工作原理。
第一章 燃料及燃烧计算
燃料部分（1-5节）主要内容： • 锅炉用燃料有哪些？ • 煤的成分分析方法；煤的成分组成及各成
二、折算成分：折算水分、折算灰分、折算硫分 相对于发热量中每4190 KJ/Kg 收到基低位发热量的煤的水分、 灰分、硫分的含量。 Mar,red=4190*Mar/Qar,net Aar,red=4190*Aar/Qar,net Sar,red=4190*Sar/Qar,net
５、水分：主要不可燃成分，２～６０％。 全水分 Mt ①表面水分（外在水分）Mf—通过自然干燥可除去的水分。 ②固有水分（内在水分）Minh—原煤失去外在水分后剩余 的水分。 需要在较高温度下（105-110℃，加热1.5-2小时）才能从 煤样中除去。
６、灰分： 将煤样在空气中加热到800±25℃，灼烧2h后的剩余物就 是灰分。 煤中不可燃物质统称灰分。10～50%。
§1.3 燃料的某些特性
一、发热量：单位质量的煤完全燃烧时所放出的热量。 (1)高位发热量(Qar,gr)：单位质量的煤形成的水蒸气凝结 为液态水时最大可能的发热量。 (2)低位发热量(Qar,net)：高位发热量中扣除汽化潜热后的 发热量。 • Qar,net=Qar,gr-r(9Har/100+Mar/100) • Qar,net=4.19(81Car+246Har+26Sar- 26Oar-6Mar)
分特点； • 煤的分析基准及换算； • 煤的主要特性：发热量、标准煤、折算成
分、灰的熔融性； • 煤的分类。
§1.1 锅炉用燃料
1.燃料：燃烧时能发热的物质。 2.分类： • 物态：固体、液体、气体 • 获得方式：人工：木炭、煤粉、汽油等 3.选择燃料的原则： 不占用其它行业所必须的优质燃料； 尽可能采用当地燃料； 提高燃料使用的经济性； 尽可能减少污染； • 劣质煤：两种含义.
粉系统电耗。
3、水分
危害：１）发热量降低； ２）增加不完全燃烧损失； ３）烟气体积增大，排烟损失和引风电耗增
加； ４）影响磨煤，堵塞煤粉管道； ５）低温受热面堵灰、腐蚀。
4、挥发分
1）特点：自身容易着火燃烧；且能促进焦 炭的燃烧。 2）作用：燃烧的重要特性、煤分类的依据。
五、煤的成分计算基准 1 .收到基 ar (as received basis)
一是指水分、灰分或硫分含量较多、发热量较低，（三高一低）在其 它方面没有多大经济价值的煤。 二是指发热量虽然很高,但是难于着火燃烧的煤。
§1.2 煤的成分
一、元素分析和工业分析
• 煤是由有机化合物和无机矿物质等组成的一种复杂物质。 • 两种分析方法：元素分析法、工业分析法。
（一）元素分析成分及表示符号
焦炭＝固定碳＋灰分 将煤样在空气中加热到815±10℃，灼烧2h 后的剩余物就是灰分。
四、煤中成分对锅炉工作的影响
1、硫分 危害：１） Ｓ＋Ｏ２＝ＳＯ２→ＳＯ3+Ｈ２Ｏ生成
硫酸，造成低温腐蚀； 2） 污染大气； 3） 硫化铁导致磨煤机磨损。
2、灰分
危害：１）可燃元素减少，发热量降低； ２）阻碍可燃质与氧接触，影响燃烧、燃尽； ３）受热面积灰、结渣，影响传热； ４）烟气中飞灰引起设备磨损、腐蚀，降低使用寿命； ５）增加灰渣物理热损失； ６）污染环境； ７）增加除尘、除灰设备；增加开采、运输费用，制