鍋爐與鍋爐房設(shè)備施工

模塊一：鍋爐房設(shè)備的

基本知識(shí)

單元三：鍋爐燃料主講教師：王思文1.3.1

煤的組成及特性1.3.2液體燃料的組成及特性1.3.3氣體燃料的組成及特性單元三鍋爐燃料一．燃料的基本知識(shí)燃料：是由有機(jī)可燃成分、不可燃成分和水分等物質(zhì)組成的復(fù)雜的混合物，在燃燒過(guò)程中能放出大量的熱量的物質(zhì)。鍋爐需要的燃料：鍋爐燃燒所用的燃料有固體燃料（煤、焦炭、木屑、甘蔗渣等)、液體燃料（輕柴油、重油、渣油等）、氣體燃料（天然氣、液化石油氣混合氣、高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣等)。二．煤的元素分析對(duì)煤的各組成成分用相應(yīng)的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)表示，各成分質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的總和為100%，稱為煤的元素分析。

C+H+O+N+S+A+M=100%

灰分（A）煤氫（H）氮（N）碳（C）氧（O）硫（S）水分（M）碳（C）碳是煤中最主要的可燃元素。煤中碳的含量隨著煤齡的增長(zhǎng)而增加。各種煤中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在40%?95%之間，一般說(shuō)來(lái)，含碳量愈多的煤，其發(fā)熱量也愈高。1kg純碳完全燃燒可放出32866kJ熱量，純碳的著火溫度較高，煤中的碳含量愈高愈難著火，燃燒過(guò)程也愈緩慢，燃盡時(shí)間也愈長(zhǎng)。氫（H）氫是煤中重要可燃元素。1kg氫完全燃燒可放出125600kJ的熱量，大約是純碳發(fā)熱量的4倍。氫的著火溫度較低，燃燒速度較快，所以，煤中氫的含量愈多對(duì)燃燒愈有利。在各種煤中，氫的含量在2%～6%之間。硫（S）硫是煤中的有害元素。它雖可燃燒，但發(fā)熱量不大，1kg硫完全燃燒放出9050kJ熱量。煤中硫含量的變動(dòng)范圍很大，約在可燃成分的0.1%～8.0%。硫的危害：腐蝕受熱面、污染大氣環(huán)境。氧（O）和氮（N）氧和氮是煤中的不可燃元素。由于氧和氮的存在，使煤中的碳和氫的含量減少，降低了煤的發(fā)熱量。煤中氧的含量隨著碳化程度加深而減少，如無(wú)煙煤中氧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)僅為1%～2%，而泥煤則高達(dá)40%。氮的含量通常在0.2%。水分（M）水分的危害（四方面）：雜質(zhì)增加能耗造成著火困難增加排煙熱損失

b.煤中的水分由外水分（MW）和內(nèi)水分（MN）組成。灰分（A）灰分是煤中不可燃的礦物質(zhì)。煤中灰分的波動(dòng)幅度很大，一般在5%～35%之間，劣質(zhì)煤中灰分含量高達(dá)75%?；曳值奈：Γㄋ姆矫妫航档桶l(fā)熱量增加能耗、磨損設(shè)備腐蝕、磨損、降低熱效率污染環(huán)境三．煤的各種“基”的表示方法接收基接收基表示實(shí)際應(yīng)用的煤（爐前煤且未經(jīng)過(guò)任何處理的煤）中各組成成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)總和，它以包括全部水分在內(nèi)的七種成分之和作為100%，用下角標(biāo)ar表示。其表達(dá)式為Car

+Har+Oar+Nar+Sar+Aar+Mar=100%空氣干燥基空氣干燥基表示不含外水分條件下，煤中各組成成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)總和，它以包括內(nèi)在內(nèi)水分在內(nèi)的七種成分之和作為100%，用下角標(biāo)ad表示。其表達(dá)式為：Cad

+Had+Oad+Nad+Sad+Aad+Mad=100%干基干基表示不含水分條件下，煤中各組成成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)總和，它以不包括水分在內(nèi)的六種成分之和作為100%，用下角標(biāo)d表示。其表達(dá)式為Cd

+Hd+Od+Nd+Sd+Ad=100%干燥無(wú)灰基干燥無(wú)灰基表示不含水分和灰分條件下，煤中各組成成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)總和，它以不包括水分和灰分在內(nèi)的五種成分之和作為100%，用下角標(biāo)daf表示。其表達(dá)式為：Cdaf+Hdaf+Odaf+Ndaf+Sdaf=100%煤的各種“基”的換算

各種“基”可以相互換算，按下式進(jìn)行：

B=KA

式中A—已知“基”的相應(yīng)成分；B—換算“基”的相應(yīng)成分；K—換算系數(shù)，如下表所示。燃料不同基成分換算系數(shù)表四．煤的工業(yè)分析煤的工業(yè)分析是測(cè)定煤的水分（M）、灰分（A）、揮發(fā)分（V）、固定碳（Cgd）的含量。煤的工業(yè)分析成分是用質(zhì)量百分?jǐn)?shù)表示的。即

Cgd+V+M+A=100%揮發(fā)分（V）煤在隔絕空氣的條件下進(jìn)行加熱，所得可燃?xì)怏w稱為揮發(fā)分。揮發(fā)分的主要成分有碳?xì)浠衔?、碳氧化合物、氫氣和焦油蒸氣等，是煤中有機(jī)物質(zhì)熱分解的產(chǎn)物?；曳郑ˋ）

灰分是指煤完全燃燒后殘留的固定物質(zhì)。水分（M）

水分是指煤中的全部水分，包括外水分和內(nèi)水分。固定碳（Cgd）

從煤的試樣中減去其中的灰分、水分及揮發(fā)分，剩下的質(zhì)

量就是煤的固定碳含量。五．焦炭（焦渣）特性

焦炭是煤中揮發(fā)分析出后在坩堝中的殘留物。焦炭包括煤中的固定碳及灰分。

根據(jù)焦炭特性，可以初步鑒定煤的粘結(jié)特性，共八級(jí)。1級(jí)：焦炭全部為粉狀，沒(méi)有相互粘著的顆?！蹱?。2級(jí)：以手指輕壓即碎成粉狀——粘著。3級(jí)：以手指輕壓即成碎塊——弱粘結(jié)。4級(jí)：以手指用力壓才裂成碎塊——不熔融粘結(jié)。5級(jí)：焦炭成扁平的餅狀，煤粒的界限不易分清，表面有銀白色金屬光澤——不膨脹熔融粘結(jié)。6級(jí)：用手指壓不碎，表面有銀白色金屬光澤和較小的膨脹泡——微膨脹熔融粘結(jié)。7級(jí)：表面有銀白色金屬光澤，有明顯的膨脹，但膨脹高度小于等于15mm-膨脹熔融粘結(jié)。8級(jí)：表面有銀白色金屬光澤，有明顯的膨脹，膨脹高度大于15mm——強(qiáng)膨脹熔融粘結(jié)。六．煤灰熔融性（灰熔點(diǎn)）

通常采用“角錐法”測(cè)定其熔融性。三個(gè)特征溫度：

變形溫度t1軟化溫度t2熔融溫度t3七．煤的發(fā)熱量的概念煤的發(fā)熱量是指單位質(zhì)量的煤完全燃燒時(shí)所放出的全部熱量，單位為kJ/kg。發(fā)熱量分為高位發(fā)熱量和低位發(fā)熱量?jī)煞N。高位發(fā)熱量與低位發(fā)熱量的區(qū)別八．標(biāo)準(zhǔn)煤的概念

將接收基的低位發(fā)熱量為29308kJ/kg的煤規(guī)定為標(biāo)準(zhǔn)煤。

式中

—折算成標(biāo)準(zhǔn)煤的消耗量（kg/h）；

—實(shí)際煤的消耗量（kg/h）；

—實(shí)際煤的應(yīng)用基的低位發(fā)熱量(kJ/kg)。九．煤的分類根據(jù)干燥無(wú)灰基揮發(fā)分（Vdaf）和接收基低位發(fā)熱量作為分類的基本依據(jù)，并考慮到煤的接收基水分及灰分含量，將煤分為無(wú)煙煤、貧煤、煙煤、褐煤等四類。無(wú)煙煤無(wú)煙煤的干燥無(wú)灰基揮發(fā)分

≤10%，其揮發(fā)分析出溫度較高，無(wú)煙煤接收基低位發(fā)熱量

≈22000～28000kJ/kg。無(wú)煙煤呈灰黑色，表面具有金屬光澤，質(zhì)地堅(jiān)硬，儲(chǔ)存時(shí)性能穩(wěn)定，不容易發(fā)生自燃現(xiàn)象。貧煤貧煤的揮發(fā)分較低，其干燥無(wú)灰基揮發(fā)分

≈10%～20%。發(fā)熱量較高，介于無(wú)煙煤和煙煤之間。煙煤煙煤揮發(fā)分含量很高，其干燥無(wú)灰基揮發(fā)分

＞20%~40%；含碳量也高，接收基碳

≈40%～60%或更高。煙煤的發(fā)熱量較高，其接收基低位發(fā)熱量

≈20000~27000kJ/kg。煙煤大多為有光澤的黑色均勻體，質(zhì)地松軟，燃燒時(shí)火焰比較長(zhǎng)、煙多。煙煤是自然界中分布最廣、品種最多的煤種。褐煤褐煤是煤齡較短、