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第二章 燃料及燃烧计算

§1 燃料的成分及其主要特性 §2 燃料的燃烧计算 §3 烟气分析方法 §4 空气和烟气焓的计算

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§1 燃料的成分及其主要特性

1、煤的元素分析成分 2 、煤的工业分析成分 3 、煤的分析基准 4 、各种基准的换算 5 、煤的发热量 6 、高、低发热量间的换算 7 、煤的灰分特性 8 、煤的结渣特性指标 9 、煤的常规特性对锅炉工作的影响 10 、煤的可磨性系数与磨损指数 11 、煤的分类Page 2 Principles of Boiler 2015-5-27

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煤的元素分析成分 碳C:主要可燃成分, 地质年龄越长，含碳越多，放热量越高， 但不易着火与燃烬。

煤 的 元 素 分 析 成 分

氢H:可燃成分，放热量，是碳的3倍，含量低,有利元素。 氧O:可助燃，含量低。 氮N:不可燃，含量低,燃烧反应可生成NOX ,有害成分。

硫S:可燃，放热量低可生成Sox 有机硫、黄铁矿硫、硫酸盐硫 水分M:外部水分、内部水分。 灰分A:杂质，污染环境，磨损受热面。

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煤的工业分析成分 水分(M)

灰分(A) 挥发分(V) 固定碳(FC)

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煤的分析基准收到基(ar) 以入炉煤(包括煤的全部成分)为基准

空气干燥基(ad )以风干状态煤(除外部水分)为基准 干燥基(d)

以去掉全部水分煤为基准干燥无灰基(daf) 以去掉全部水分及灰分煤为基准

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各种基准的换算收 到 基: Car+Har+Oar+Nar+Sar+Aar+Mar =100 〔%〕 空气干燥基: Cad+Had+Oad+Nad+Sad+Aad+Mad =100 〔%〕 干 燥 基: Cd+Hd+Od+Nd+Sd+Ad=100 〔%〕 干燥无灰基: Cdaf+Hdaf+Odaf+Ndaf+Sdaf=100 〔%〕

不同基准之间的换算公式 K — 换算系数 例: C ad

X = K X0

X0 、 X — 某成分原基准及新基准质量百分比，%

100 M ad C ar 100 M arPrinciples of Boiler 2015-5-27

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煤的发热量煤的发热量(kJ/kg) 单位质量的煤完全燃烧时所释放的热量 高位发热量 (Qgr) 燃料完全燃烧 , 产生的水未放出气化潜热 ( 以液态

的形式存在),则所得到的发热量

由实验测得的弹筒发热量(Qb)减去校正值确定低位发热量(Qnet )燃料完全燃烧 , 产生的水释放出气化潜热 ( 以汽态

的形式存在),则所得到的发热量称为低位发热量。Qb>Qgr>Qnet

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发热量的测定

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高、低发热量间的换算收到基高、低位发热量之间的换算

9H ar M ar Q ar .net Q ar .gr r 100 100 Q ar .gr 226H ar 25.1M ar ( 2 干燥基高、低位发热量之间的换算

Q d .net Q d .gr式中Page 9

9H d r 100

Q d .gr 226H d ( 2 14)

r——水的汽化潜热，通常取r = 2510 kJ/kgPrinciples of Boiler 2015-5-27

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几个重要概念标准煤 劣质煤 http://www.77cn.com.cn = 29310 kJ/kg http://www.77cn.com.cn≤ 12500

kJ/kg

相对于每4190 kJ/kg收到基低位发热量的煤中所含 的收到基水分、灰分和硫分，称为折算水分、折算灰分和折算硫分

折算成分

M ar M ar . zs 4190, %............... Qar .net Aar Aar . zs 4190, %................ Qar .net Sar Sar . zs 4190, %................ Qar .netPage 10 Principles of Boiler 2015-5-27

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煤的灰分特性煤的灰分特性

用灰熔点表示，煤灰的角锥法确定变形温度 DT 软化温度 ST 流动温度 FT 影响灰的熔融性的主要因素 灰分成分的影响 煤灰中酸性氧化物使灰熔点提高；碱性氧化物使灰熔点降低

周围介质的影响氧化性介质中，灰熔点较高；还原性介质中，灰熔点较低 弱还原性介质中 ，灰熔点很低。;

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煤的结渣特性指标 结渣率:在一定的空气流速下燃料燃烧并燃烬时,大于6mm的渣块占 灰渣总质量的百分数。结渣率越大的煤越容易发生结渣。 煤灰中酸性氧化物使灰熔点提高；碱性氧化物使灰熔点降低 碱酸比B/A:灰中碱性成分与酸性成分含量之比。 B/A↑ 易结渣↑

硅铝比:即2SiO2/Al2O3的比值。 硅铝比↑ 易结渣↑

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煤的常规特性对锅炉工作的影响 挥发分的影响:

地质年龄↓Vadf↑易着火↑易燃烬↑硬度↓但http://www.77cn.com.cn↓ 水分的影响: Mar↑http://www.77cn.com.cn↓着火↓燃烬↓θ”l↓Q4↑积灰↑腐蚀↑

灰分的影响:Aar↑http://www.77cn.com.cn↓Q6↑Q4↑Q4↑积灰↑磨损↑结渣↑ 灰熔点的影响: 灰熔点(DT、ST、FT)↓ 结渣↑

硫分的影响:Sar↑ tld↑ 低温腐蚀↑ 污染环境↑ 煤粉仓自燃↑ 煤的燃烧特性及其影响Page 13 Principles of Boiler 2015-5-27

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煤的可磨性系数与磨损指数煤的可磨性系数：

国际标准：哈德格罗夫法(Hardgrove法),测定哈氏可磨性指数HGI煤的磨损性指数 表示磨损的轻重程度；旋转磨损试验仪；冲刷式磨损试验仪：Ke=E/At

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煤的分类我国动力煤的分类(分类依据: Vadf)Vadf≤10%Vadf=10~20 Vadf=20~40 Vadf>37

无烟煤贫

煤 烟 煤 褐 煤

发电用煤粉锅炉用煤的分类标准： 根据煤粉炉运行要求，按V,Q,Azs,Mzs,Szs 挥发分Vdaf(与其相对应的发热量)等级：V1~V5

灰分Ad等级：A1~A3 水分Mf等级：M1~M3 硫分Sd等级：S1~S3 灰融特性ST:ST1~ST2Page 15 Principles of Boiler 2015-5-27

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煤的类型无烟煤

碳化程度高，含碳量很高，达95%,杂质很少，发热量很高,约 为25000~32500 kJ/kg; 挥发份很少，小于10%,Vdaf析出的温度较高(可达400℃),着 火和燃尽均较困难,储存时不易自燃 褐煤 碳化程度低，含碳量低，约为40~50%,水分及灰分很高，发热 量低, 约10000~21000 kJ/kg; 挥发分含量高，约40~50%,甚至60%,挥发分的析出温度低 (<200℃),着火及燃烧均较容易Page 16 Principles of Boiler 2015-5-27