工业锅炉2章-燃料及燃料燃烧计算.
燃料及燃烧2 燃烧计算及燃烧理论
Va0 VO0 2
100 8.9Car 26.7 H ar 3.3( Sar Oar )(Nm3 / kg) 21
洛阳理工学院
材料工程基础
②气体燃料
院系：材料科学与工程系
教师：罗伟
可燃组成有CO2、 CO、H2、CH4、CmHn、H2S、H2O、N2、O2(体积百 分含量）
0 百分含量，VO 和 VO0分别为生成RO2和H2O的需氧量（ /m3） 2 2
0 0 (VO2 RO2 VO2 H 2 O ) O2
V
0 O2
RO2 V H 2 O
0 O2
令k
0 0 VO2 RO2 VO2 H 2O
RO2
K：单位燃料燃烧时的理论需氧量 与该烟气中RO2百分含量的比值。 组成变动不大的同种燃料的k值近 似为常数。列于表。
洛阳理工学院
材料工程基础
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教师：罗伟
第三节
燃烧计算
洛阳理工学院
材料工程基础
院系：材料科学与工程系
教师：罗伟
在设计窑炉时（设计计算） 1、已知燃料的组成及燃烧条件， 2、需计算单位质量（或体积）燃料燃烧所需的空气量、烟气 生成量、烟气组成及燃烧温度 3、以确定空气管道、烟道、烟囱及燃烧室的尺寸，选择风机 型号。
CO2=
VCO2 0 V
0
×100（%）
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② 气体燃料
院系：材料科学与工程系
教师：罗伟
可燃组成有CO2、CO、H2、CH4、CmHn、H2S、H2O、N2、O2(体积百 分含量）
CO + 1/2O2 → CO2 CO2 H2 + 1/2O2 → H2O CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O CmHn +(m+n/4)O2→ m CO2 + n/2 H2O 1Nm3 H2生成 1 Nm3 HO2 …… ...... 1Nm3 CO 生成 1 Nm3
锅炉第二章题库答案
第二章燃料与燃烧计算一、名词解释1、发热量：单位质量的燃料在完全燃烧时所放出的热量。
2、高位发热量：1kg燃料完全燃烧后所产生的热量，包括燃料燃烧时所生成的水蒸气的汽化潜热。
3、低位发热量：高位发热量中扣除全部水蒸气的汽化潜热后的发热量。
4、标准煤：规定收到基低位发热量Qnet，ar =29308kJ/kg的煤。
6、煤的挥发分：失去水分的干燥煤样置于隔绝空气的环境下加热至一定温度时，煤中的有机物分解而析出的气态物质的百分数含量。
7、油的闪点：油气与空气的混合物与明火接触发生短暂的闪光时对应的油温。
8、完全燃烧：燃烧产物中不再含有可燃物的燃烧。
9、不完全燃烧：指燃料的燃烧产物中还含有某些可燃物质的燃烧。
10、理论空气量：1kg收到基燃料完全燃烧，而又无过剩氧存在时所需的空气量。
11、过量空气系数：实际供给的空气量与理论空气量的比值。
12、理论烟气量：供给燃料以理论空气量，燃料达到完全燃烧，烟气中只含有二氧化碳、二氧化硫、水蒸气及氮气四中气体时烟气所具有的体积13、烟气焓：1kg固体、液体燃料或标准状态下1m³气体燃料燃烧生成的烟气在等压下从0℃加热到某一温度所需的热量。
二、填空1、煤的元素分析法测定煤的组成成分有碳、氢、氧、氮、硫、灰分、水分，其中碳、氢、硫是可燃成分，硫是有害成分。
2、煤的工业分析成分有水分、挥发分、固定碳和灰分。
3、表征灰的熔融特性的四个特征温度为变形温度、软化温度、半球温度和流动温度。
4、煤的炭化程度越深，其挥发分含量越少，着火温度越高，点火与燃烧就越困难。
5、煤的成分分析基准常用的有收到基、空气干燥基、干燥基和干燥无灰基。
6、理论水蒸气体积，包括燃料中氢完全燃烧生成的水蒸气、燃料中水分受热蒸发形成的水蒸气、理论空气量带入的水蒸气三部分。
0带进烟气中的水蒸气体积为V k0 m3/kg。
7、随同理论空气量Vk8、烟气成分一般用烟气中某种气体的所占干烟气总体积的体积百分数含量来表示。
燃料及燃料燃烧计算
发电用煤的分类：VAMSST及Q分类方法 例如：V4A1M1S2ST1
焦结性：
煤受热析出挥发分后余下产物的焦结程度。一般炼焦煤 （Vdaf=18～26%）的焦结性最大，适于炼焦炭。 对层燃炉燃烧的影响： • 结焦性过强，导致通风不均，难于燃尽； • 结焦性过弱，易受热而松散，落到炉排下面，而损失掉。
煤样置于105～110℃的烘箱中使干燥至恒重， 失去的水分
化合结晶水分：石膏CaSO4•2H2O，高岭土Al2O3 •2SiO2 •2H2O
水分对锅炉运行的影响
• 煤中的不可燃成分，降低煤的发热量 • 推迟着火，在燃烧过程中汽化吸热，降低炉膛温度，
使着火困难 • 降低锅炉效率 • 易引起低温受热面腐蚀
100 100 Ad
§2－4 煤的工业分析和燃烧特性
煤的工业分析
气态物质 固态物质
水分Mad(%)－测定值
挥发分Vad（%）－测定值 灰分Aad（%）－测定值 固定炭FCad（%）－求定值
还包括发热量Q、焦渣特性、灰熔点、颗粒度
煤的挥发分：
煤在隔绝空气的情况下加热至一定温度时，煤中的部分有机 物和矿物质便发生分解，析出的气态产物。
灰熔点—表示了灰的熔化特性，一般在1000～1600℃之间， 变形温度DT（Deformation Temperature) 开始软化温度ST（Softening Temperature） 熔化温度FT(Fluid Temperature)
易熔灰：ST<1200C，适于液态排渣炉 难熔灰：ST>1400C，适于固态排渣炉
气田煤气： 94～98％ CH4 ，压力高，热值36000kJ/Nm3
天 然 气
油田煤气：75～87％ CH4，>10％的C2H6和C3H8，5~10% CO2，热值45000kJ/Nm3 煤矿矿井气： 52～60％ CH4 ，>35％ N2，热值18800kJ/Nm3
锅炉原理及计算
《锅炉原理及计算(第三版)》的目录信息目录简介第三版前言第二版序言第一版前言主要符号第一篇锅炉基本知识第一章结论1-1锅炉在国民经济中的重要性1-2锅炉及其辅助设备的简介1-3锅炉型式简介1-4我国锅炉的容量及参数系列1-5我国锅炉制造工业及技术的发展第二章燃料及其燃烧产物2-1锅炉的燃料2-2煤的成分及煤的分类2-3煤的燃烧特性2-4煤的折算成分2-5油页岩、重油与煤气2-6燃料的理论空气量2-7固体和液体燃料的燃烧产物2-8气体燃料的燃烧产物2-9空气和燃烧产物、水蒸气的热物性参考文献第三章锅炉热平衡3-1锅炉热平衡的基本概念3-2燃料的热量3-3有效吸收热量3-4固体末完全燃烧损失3-5气体未完全燃烧损失3-6排烟损失3-7锅炉外部冷却损失3-8灰渣物理热损失3-9锅炉热平衡试验3-10锅炉设计中热平衡的估算3-11以高位发热量为准的锅炉热平衡计算参考文献第四章锅炉设计方案的选择、总体布置及锅炉设计的辅助计算4-1概述4-2锅炉蒸汽参数对锅炉蒸发受热面型式及受热面布置的影响4-3燃烧方法选择4-4锅炉的总体布置4-5锅炉的设计步骤4-6燃料数据的分析和整理4-7空气平衡4-8空气、烟气的体积和焓-温表4-9锅炉效率和燃料消耗量的估算参考文献第二篇燃料的燃烧和燃烧设备第五章燃烧理论5-1概述5-2燃烧过程中的化学反应原理5-3燃烧形式的分类与相互关系5-4气体燃料燃烧5-5液体燃料的燃烧5-6现代燃烧技术控制氮氧化物(NOX)生成的原理5-7固体燃料燃烧参考文献第六章煤气及油的燃烧6-1锅炉燃烧设备概述6-2煤气燃烧特性6-3煤气燃烧器6-4重油燃烧原理6-5重油的雾化6-6配风器的型式和原理6-7降低重油燃烧污染物的措施参考文献第七章煤的炉排燃烧7-1概述7-2播煤机翻转炉排7-3链条炉排7-4链条炉炉膛设计7-5播煤机倒转炉排参考文献第八章煤粉制备及煤粉燃烧设备8-1煤粉的燃烧8-2煤粉制备8-3煤粉燃烧器8-4炉膛热负荷的选用8-5液态排渣炉和旋风炉8-6低N()X燃烧器8-7水煤浆及其燃烧参考文献第九章循环流化床燃烧技术9-1概述9-2流态化基础知识9-3循环流化床锅炉9-4循环流化床的流动过程9-5循环流化床锅炉的燃烧9-6典型循环流化床锅炉简介参考文献第十章然烧污染物排放的控制和环境保护问题10-1概述10-2燃烧污染物与燃料的关系10-3氮氧化物(N0X)的生成机理和控制技术10-4二氧化硫(SO2)的生成机理和控制技术10-5除尘技术10-6关于其他燃烧污染物的生成与脱除参考文献第十一章炉膛设计及炉内传热11-1煤粉炉和油炉炉膛设计11-2链条炉炉膛设计11-3炉膛中辐射受热面的设计11-4炉内传热的基本概念11-5炉内传热相似理论解法11-6大容量锅炉的炉内传热计算11-7水冷壁灰污系数、热有效性系数及炉膛黑度11-8超大型锅炉炉膛的设计11-9炉内过程的数值计算11-10循环流化床燃烧室中的传热参考文献第三篇对流受热面的传热和受热面设计第十二章对流受热面的传热计算12-1对流受热面传热计算的基本概念12-2温压的计算12-3传热系数12-4烟气侧对流放热系数12-5灰污系数、热有效性系数和利用系数12-6烟气侧辐射放热系数12-7工质侧对流放热系数12-8对流受热面的传热计算12-9屏式受热面的传热计算12-10转向室的传热计算12-11锅炉的热力计算参考文献第十三章对流受热面的设计13-1对流蒸发管簇和凝渣管簇的设计13-2过热器的任务、基本型式及运行特性13-3过热蒸汽温度的调节13-4过热器的管壁温度和过热器受热面所用的钢材13-5过热器的热偏差13-6过热器的设计13-7再热器(中间过热器)的设计13-8省煤器的设计13-9空气预热器13-10管式空气预热器13-U回转式空气预热器13-12省煤器和空气预热器的配合13-13排烟温度的选择13-14对流受热面的腐蚀及其防止13-15对流受热面中的烟气流速13-16对流受热面的优化设计参考文献第四篇锅内过程第十四章蒸汽的净化14-1概述14-2排污及锅水品质14-3汽水分离14-4蒸汽的清洗14-5锅筒汽水分离元件的选择及布置参考文献第十五章自然循环锅炉的水循环15-1水循环的基本概念15-2下降管系统的压差及其计算15-3上升管系统的压差及其计算15-4不同循环系统的水循环解法15-5水循环的故障及其校验15-6多排管柬蒸发受热面的水循环计算及其稳定性分析15-7锅炉设计中保证水循环安全的措施参考文献第十六章强制循环锅炉及直流锅炉16-1强制循环锅炉16-2直流锅炉16-3直流锅炉受热面的流动特性16-4直流锅炉蒸发受热面的沸腾放热问题16-5直流锅炉炉膛辐射(蒸发)受热面的结构型式16-6直流锅炉的水力计算16-7直流锅炉的水工况16-8复合循环直流锅炉参考文献第十七章锅炉动态特性17-1锅炉动态特性的基本原理17-2锅筒锅炉的动态特性17-3过热器的动态特性17-4直流锅炉及单元机组的动态特性17-5锅炉部件典型动态环节及其特性参考文献第十八章锅炉的通风系统及空气动力计算18-1概述18-2锅炉烟、风道的流阻计算18-3锅炉受热面的流阻计算18-4自生通风力计算18-5送、吸风机的选择与调节参考文献第十九章锅炉受压元件强度计算19-1概述19-2受压元件钢材的强度性能19-3锅炉受压元件的热应力19-4锅炉受压元件的残余应力19-5锅炉钢材的种类19-6安全系数及许用应力19-7圆筒形受压元件的强度计算公式19-8孔的加强计算19-9圆筒体受压元件强度计算步骤19-10封头的强度计算参考文献第二十章锅炉的炉培和构架20-1锅炉炉墙及其结构20-2炉墙材料及其性能20-3炉墙的传热计算20-4锅炉构架和平台、扶梯第二十一章锅炉技术的发展趋势21-1推动锅炉技术发展的动力22-2锅炉在蒸汽参数和容量上的发展21-3燃气-蒸汽联合循环电站的锅炉21-4锅炉燃烧技术的发展21-5科学技术的发展促进了锅炉技术的发展21-6高温空气燃烧技术的应用参考文献附录Ⅰ361k9/s(130t/h)中参数燃煤锅炉的热力计算例题Ⅱ361k9/s(130t/h)中参数燃煤锅炉的水循环计算例题Ⅲ36lkg/s(130t/h)中参数燃煤锅炉空气动力计算例题Ⅳ36lkg/s(130t/h)中参数燃煤锅炉的强度计算例题Ⅴ国际单位制(SI)单位及其与工程单垃换算Ⅵ水蒸气、空气、烟气性质表及计算公式Ⅶ基本物理量及符号简介。
第二章 燃料及燃料燃烧计算
(二）各类煤质的燃烧特性
烟煤 含碳量较无烟煤低 40％～70％； 挥发分含量较多 20％～40％，易点燃，燃烧快，火焰长； 氢含量较高 发热量较高。 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； 挥发分含量高 约40～50%，甚至60%，挥发分的析出温度 低，着火及燃烧均较容易。
热量。
约占2％～6％。 多以碳氢化合物的形式存在。
3、氧（O）和氮（N）
不可燃元素。 氧含量变化很大，少的约占1％～2％，多的占40％ 氮的含量约占0.5％～2.5％。
5
一、煤的成分及分析基准
4、硫（S）
有害成分，约占2％，个别高达8％～10％。 存在形式：
① 有机硫（与C、H、O等结合成复杂的有机物）
第二章 燃料及燃料燃烧计算
燃料的成分及其主要特性 燃料燃烧计算 烟气分析方法 空气和烟气焓的计算
1
§2.1 燃料的成分及其主要特性
燃料:
核燃料 有机燃料 固体燃料（煤、木料、油页岩等）
有机燃料 :
液体燃料（石油及其产品） 气体燃料（天然气、高炉煤气、焦炉煤气等）
电厂锅炉以煤为主要燃料，并尽量利用水分和灰分含
Q Q 226 H d , n, et p d , gr d
干燥基 高位发热量与低位发热量之间的换算： 干燥无灰基 高位发热量与低位发热量之间的换算： Q Q 226 H daf , net , p daf , gr daf
18
（一）煤的发热量
高位发热量(Qgr) 各基准间的换算采用表2-1换算系数
为反映煤的燃烧特性，电厂煤粉锅炉用煤还以VAMST及Q法 分类
28
(二）各类煤质的燃烧特性
燃料及燃料燃烧计算
哈尔滨工业大学（威海）
2）闪点和燃点 闪点——在大气压下，重油表面油气和空气的混合物在 标准条件下接触明火时，发生短暂的闪光（一闪即灭） 现象的最低油温。 燃点——当油面上的油气与空气的混合物遇明火能着火 持续燃烧（持续时间不少于5s）的最低油温。 重油的上闪点为80~130℃，燃点比闪点高10～30℃。 闪点是防止油发生火灾的一个重要指标，因此燃料油的 预热温度必须低于闪点。对于敞口容器中的油温至少应 比闪点低10℃，对于封闭的压力容器和管道内的油温则 可不受此限。
1） 水分进入炉内吸热汽化成水蒸气，对燃烧不利；
M Qdw l
2） 在烟气露点时，水蒸气与SO2、SO3生成亚硫酸和硫 酸，造成低温腐蚀；
3） M Vy Vpy q2
热能转换装置原理
哈尔滨工业大学（威海）
挥发份： 失去水分的煤样在隔绝空气的条件下加热到一定温度时， 煤分解逸出的部分可燃质和矿物质。 主要成分是CO、CO2、CmHn、H2等。 收到基挥发份含量在5%~40%之间。 挥发份的测定 挥发份对煤的着火、燃烧的影响
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% 2.空气干燥基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%
Cdaf+Hdaf+Odaf+Ndaf+Sdaf=100%
热能转换装置原理
哈尔滨工业大学（威海）
锅炉原理燃烧计算和热平衡计算课件
安全系数
考虑到设备运行中的波动 和不确定性，通常会引入 一定的安全系数来调整燃 料需求量。
燃烧效率计算
理论燃烧效率
影响燃烧效率的因素
基于燃料完全燃烧的理论值，可以计 算出理论燃烧效率。
如空气系数、燃料粒度、燃烧器性能 等都会影响燃烧效率，需要综合考虑 这些因素来进行效率计算。
实际燃烧效率
通过测量锅炉的烟气成分、温度等参 数，结合理论值，可以计算出实际燃 烧效率。
锅炉原理燃烧计算和热平衡 计算课件
contents
目录
• 锅炉原理简介 • 燃烧计算 • 热平衡计算 • 锅炉性能优化 • 案例分析
01
锅炉原理简介
锅炉的组成
01
02
03
锅
用于盛装水或其它介质， 通过受热产生蒸汽或热水 。
炉
提供热源，使燃料燃烧产 生热量，传递给锅中的水 或其它介质。
辅助设备
包括燃烧器、鼓风机、引 风机、除渣机等，用于保 证锅炉正常运行。
锅炉的工作原理
燃料在炉膛内燃烧产生热量，通过辐射和对流的方式传递给锅中的水或其它介质。 水或其它介质吸热后升温并蒸发，产生蒸汽或热水。
蒸汽或热水通过汽水分离器、凝结水回收装置等辅助设备，最终输出供用户使用。
锅炉的分类
01
02
03
04
按用途分类
工业锅炉、电站锅炉、热水锅 炉等。
按压力分类
低压锅炉、中压锅炉、高压锅 炉、超高压锅炉等。
经验总结
总结该案例的成功经验，为其 他锅炉的性能优化提供借鉴和
参考。
THANKS
感谢观看
污染物排放计算
烟气成分分析
对锅炉排放的烟气进行成分分析 ，了解各污染物的浓度。
第2章 燃料及燃烧计算=长沙理工大学锅炉原理
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
Page 14
Principles of Boiler
2013-8-2
长沙理工大学能动学院
煤的分类
我国动力煤的分类（分类依据: Vadf）
氧)可通过燃料中可燃元素（C、H、S）的燃烧化学反应方程式求得
V 0 1 (1.866 C a r 5.56 H a r 0.7 S a r - 0.7 O a r ) 0.21 100 100 100 100
0.0889(Car 0.375Sar ) 0.265H ar 0.333Oar
0 O Vy0 VRO2 VN2 VH 2O
(Car 0.375Sar ) N 0.8 ar 0.79V 0 100 100 H ar M ar 11.1 1.24 0.0161V 0 , Nm3 / kg 100 100 1.866
Page 15 Principles of Boiler 2013-8-2
长沙理工大学能动学院
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
燃料燃烧
循环硫化床炉燃烧的优点是什么？
鼓泡流化床炉不但结构简单，煤种适应性广，锅炉金属耗量大为下降，而且可以在炉内添加石灰石或白云石一类脱硫装置，大幅降低SO2的含量，又燃烧温度低，燃烧
中NOx生产量少，有利于保护环境。循环流化炉是一种接近于气力输送的炉子，颅内气流速度较高，床内气固两相混合十
（1）1200-1300 oC : 4C + 3O2 = 2CO2 + 2CO （1：1 ）
（2）1600 oC以上: 3C + 2O2 = CO2 + 2CO （1：2 ）
11.简述手烧炉燃烧的周期性。
答：原因：它的间歇加煤煤层厚度随时间变化所引起;概括：前半周空气不足，冒黑烟，后半周空气过剩，排烟热损失大，锅炉效率低。
3.缩短烟气在高温区停留时间
4.采用低N燃料
5.低NOx燃烧法：二段燃烧法，烟循环法，沸腾燃烧法
5、烟气分析有什么作用？气体分析方程
（1＋β）RO/2＋（0.605＋β）CO/＋O/2=21有什么作用？
答：根据烟气分析所得结果和燃料的元素分析成分，可以计算出运行锅炉的烟气量、烟气中一氧化碳含量和过量空气系数。
浓度过小， q↓；浓度过大，氧气浓度↓，
因而W↓， uL↓
. 氧化剂中O2含量
氧气浓度↑，因而W↑， uL ↑
4）. 预热温度
TO ↑，同时W、 ? ↑， ?0↓ 因此，uL ↑。 5)非绝热体系（有热损失）
4.说明NOX的生成量与哪些困素有关，如何减少其产生量？
答：1).影响因素：
1.火焰中及最高温度区（燃烧带或之后）生成。
2.烟气在燃烧室停留时间
锅炉复习思考题2021
锅炉复习思考题2021复习思考题第一章概述1、什么叫锅炉容量（负荷）？mcr负荷、经济负荷、额定负荷(brl)的区别是什么？2、锅炉型号（hg-1021/18.2-540/540-ym4）的具体意义是什么？3、按燃烧方式分锅炉有哪些种类？4.按压力计有哪些锅炉？指定具体的压力范围？5、锅炉的安全指标和经济指标各包括哪些？说明具体指标的含义是什么？6、锅炉包括那些系统？说明系统的流程。
第二章燃料和燃烧计算1.煤的元素分析成分是什么？什么是可燃物？什么是有害的？易燃有害成分是什么？2.解释煤中硫、水分和灰分对锅炉运行的影响（危害）？3、什么叫煤的内在水分、外在水分、全水分、收到基水分、空干基水分？说明它们的区别与联系？4.煤中有多少种硫？有什么害处？5、煤的工业分析成分有哪些？说明各自的分析方法和确切定义？6、煤的含碳量、固定碳和焦炭有何区别和联系？7.煤的挥发分、热值、高热值和低热值是多少？煤炭的高热值和低热值之间有什么区别和关系？8、dt、st、ft分别代表什么含义？其大小对锅炉工作有哪些影响？9.哪些因素会影响灰的熔点？当煤种确定时，灰熔点是一个固定值吗？为什么？10.普通动力煤的分类方法和依据是什么？如何分类？各种煤的燃烧特性？11.推导了煤炭分析基准之间的换算关系。
12、煤的特性指标主要有哪些？各自是怎么定义的？13、煤的可磨性系数有机种表示方法？它们的换算关系？14、什么是油的闪点？燃点？凝固点？15、什么叫理论空气量、理论烟气量？16、煤燃烧生成的烟气有哪些成分组成？17.解释烟气分析的原理。
当使用奥地利分析仪分析烟气时，分析顺序是否可以颠倒？为什么？18.过量空气系数是多少？空气泄漏系数？19、什么叫理论空气、烟气、实际烟气的焓？20、烟气中o2量变化其ro2、ro2max如何变化？21.如何判断是否完全燃烧？锅炉运行时如何判断是否送风？第三章锅炉机组热平衡1、什么叫锅炉的实际燃料量、计算燃料量、标准煤？它们之间的关系？各有何用途？2、影响q2、q3、q4、q5、q6的因素？锅炉的总有效利用热由那些项组成？3、何谓最佳过量空气系数？如何确定？4.锅炉的正负平衡效率是多少？如何计算？5.锅炉的保温系数是多少？如何计算？6、何谓灰平衡？有何用途？飞灰系数和排查率有何关系？计算题：3-1（5）如果由于降雨，煤的水分从8.89%增加到15.65%，烟气的体积会发生变化吗？应该多少钱？（6）如果煤的内部水分为5%，请计算煤的分析基挥发分和其他各分析基成分？（7）如果上述煤的燃烧后烟气分析结果为o2=3.5%，ro2=14%，确定是否完全燃烧？如果不完全燃烧，其过量空气系数应该是多少？（8）如果完全燃烧，其O2+ro2是多少，此时的过量空气系数是多少？大概氧气含量是多少？此时干烟气的体积是多少？第四章制粉系统1煤炭的可磨性系数是多少？有多少种表述？他们的皈依关系？2煤粉有哪些物理性质?可能引起煤粉爆炸的因素有哪些?在设计和运行中应如何防止?3.什么是煤粉细度？不同类型的煤的细度要求是否相同？为什么？什么是经济良好？应该如何确定？4如何理解煤粉的均匀性?为什么要求煤粉有一定的均匀性?5.磨煤机的分类方法是什么？常见的形式是什么？如何选择磨煤机？6.哪些因素与磨煤机的产量有关？为什么？哪种磨煤机功耗低？7中间储仓式和直吹式制粉系统各有何特点?在设计时应如何确定制粉系统的型式?根据煤种会选择会画系统图。
燃料及其燃烧特性
第三节 煤的成分的计算基准
为什么要明确分析数据的基准： C、H、O、N、S的绝对含量不变, W和A会随开采、运输、贮存、气候等变化而变化 各组成成分的质量百分数发生变化
四种分析基准
收 到 基 空 气 干 燥 基 干 燥 基 干 燥 无 灰 基
1、收到基（原应用基）：以进入锅炉房准备燃烧的燃料为 分析基准 收到基成分： Car H ar Oar N ar S ar Aar M ar 100% 用于燃烧、传热、通风、和热工实验的计算 2、空气干燥基（原分析基）：以实验室条件 t 20 1 C
结渣与玷污之间是相互影响的：当玷污层达到一定程度时，灰污层 外边面温度上升，并逐步转化为液体渣层。由于炉内受热面吸热量下降， 炉膛出口的烟气温度上升，使过热器和再热器玷污加重 1、煤灰结渣性的常规判别准则 一般将软化温度ST作为煤种结渣性判别指标 ST〉1390 ℃为轻微结渣煤 ST=1260~1390 ℃为中等结渣煤 ST〈1260 ℃为严重结渣煤 用煤灰成分比例也可以进行煤种结渣性的辅助判别 （1）碱酸比（B/A）
2.811 2 a 90365F , kg / cm y
对高钙型灰，当煤灰中Fe2O3〈（CaO+MgO+Na2O+K2O）时，
a 2.78102.541Na O , kg / cm2
2
第六节 煤的分类
一、我国煤的分类 以Vdaf为分类指标： 无烟煤
Vdaf 10%
烟煤
褐煤 无烟煤的分类：表2-4
10% Vdaf 37%
Vdaf 37%
烟煤的分类：表2-5
褐煤的分类：表2-6
二、发电厂用煤质量标准
当发电厂用煤标号为V4A1M1S2ST1时，表示中高挥发分烟煤， Vdaf=27%~40%，Qnet〉15.5MJ/kg，常灰分，Ad≤24%，常水分， Mf≤8%，中高硫份，St,d=1%~3%，ST>1350，为不易结渣煤 三、发电厂煤的分类及燃烧特性 1、无烟煤 （1）灰黑色、有金属光泽、坚硬、不易研磨 （2）煤化程度最高，Cdaf可达95~98%； Qnet,daf=20930~25120KJ/kg （3）着火相当困难.不易燃尽烧透，燃烧时无烟、很短的青蓝色火焰 焦渣呈粉末状、无粘结性 （4）不会自燃、储存稳定 （5）储存仅次于烟煤，生产于华北、西北、中南 2、贫煤 （1）煤化程度低于无烟煤 （2）Vdaf>10~20%，Q介于无烟煤和一般烟煤之间 （3）较烟煤难着火、燃烧；火焰短 ；焦结性差
燃料燃烧计算
燃料燃烧计算第三章燃料及燃烧过程3-2 燃料燃烧计算一、燃料燃烧计算的内容及目的（一）计算内容：①空气需要量②烟气生成量③烟气成分④燃烧温度（二）目的：通过对以上内容的计算，以便正确地进行窑炉的设计和对运行中的窑炉进行正确的调节。
二、燃烧计算的基本概念（一）完全燃烧与不完全燃烧。
1、完全燃烧：燃料中可燃成分与完全化合，生成不可再燃烧的产物。
2、不完全燃烧：化学不完全燃烧：产物存在气态可燃物。
物理不完全燃烧：产物中存在固态可燃物。
（二）过剩空气系数 1、过剩空气系数的概念а=V a /V 0a2、影响过剩空气系数的因素：1）燃料种类：气、液、固体燃料，а值不同；2）燃料加工状态：煤的细度、燃油的雾化粘度。
3）燃烧设备的构造及操作方法。
3、火焰的气氛：①氧化焰：а>1，燃烧产物中有过剩氧气。
②中性焰：а=1③还原焰：а<1，燃烧产物中含还原性气体（CO 、H 2）三、空气需要量、烟气生成量及烟气成分、密度的计算（一）固体、液体燃料：基准：计算时，一般以1kg 或100kg 燃料为基准，求其燃烧时空气需要量、烟气生成量。
方法：按燃烧反映方程式，算得氧气需要量及燃烧产量，然后相加，即可得空气需要量与烟气生成量。
1、理论空气量计算： 1）理论需氧量： V 0O2=12ar C +4ar H +32ar S －32ar O(Nm 3/kgr)2）理论空气量：V 0a =1004.22（12ar C +4ar H +32ar S －32ar O ）21100=0.089C ar +0.267H ar +0.033(S ar -O ar ) (Nm 3/kgr)2、实际空气量计算：V a =а×V o a3、理论烟气生成量的计算：V 0L =V CO2+V H2O +V SO2+V N2=1004.22 (12ar C +2ar H +18ar M +32ar S +28arN )×V o a +0.79V o a =0.01865C ar +0.112H ar +0.01243M ar +0.0068S ar +0.008N ar +0.79V o a4、实际烟气生成量的计算： 1）а>1时，V L = V 0L +(а-1)×V o a2）а<1时，在工程上进上近似认为其燃烧产物中只含有CO 一种可燃气体。
锅炉燃料及燃烧计算
（4）干燥无灰基daf（可燃基r ）：以除去全部水分和灰份 的煤作为分析基准。
换算关系详见表2-1
四、煤的发热量
煤的发热量是指1kg煤完全燃烧时所放出的热量， 单位kJ/kg。 煤的发热量分为高位发热量（Qgr）和低位 发热量（Qnet）。1kg煤完全燃烧时放出的全部热量称为 高位发热量，它包含煤燃烧时产生的水蒸气的汽化潜 热，即认为烟气中的水蒸气凝结成水放出它的汽化潜 热。但是，锅炉实际运行时，烟气还具有相当高的温 度，烟气中的水蒸气不可能凝结成水而放出汽化潜热， 故锅炉实际能利用的热量不包括水蒸气的汽化潜热。 从高位发热量中扣除烟气中水蒸气汽化潜热后，称为 煤的低位发热量，实际工程中常利用收到基低位发热 量，用符号Q ar,net表示。
燃料的燃烧计算包括燃烧所需提供的空气量、 燃烧生成的烟气量和空气及烟气的焓的计算，是锅 炉热力计算的一部分，燃烧计算的结果为锅炉的热 平衡计算、传热计算和通风设备选择提供可靠的依 据。
基本要求
1、应掌握煤中成分对锅炉工作的影响（重点）； 2、应掌握燃料成分的几种表示方法及换算； 3、了解液体燃料、气体燃料的特性； 4、熟练掌握燃料的燃烧计算方法（难点）； 5、重要的基本概念：低位发热量、标准煤、过量空气 系数、灰的特征温度。
§3-1 锅炉用燃料
锅炉设备（包括电站锅炉和工业锅炉）燃烧所用的燃料按 物理状态可分为固体燃料、液体燃料和气体燃料三大类。具 体表示如下：
煤——无烟煤、贫煤、烟煤、褐煤、泥煤 固体燃料——油页岩
木材
液体燃料——石油及其制品——轻油、柴油、重油 气体燃料——天然气、液化石油气
煤气——城市煤气、高炉煤气、焦炉煤气
二、煤中某些成分对锅炉工作的影响
3、灰分 灰分是燃料中不可燃的固体矿物杂质。由于灰分的 存在，使固体燃料的发热量降低，燃料着火、燃烧 困难，增加运煤、出灰的工作量和运输费用。此外， 灰分中的一部分飞灰在锅炉中随烟气流动，造成受 热面和引风机磨损，排入大气污染环境。若灰的熔 点过低，会造成炉排和受热面结渣，影响传热和正 常燃烧。固体燃料中灰分含量变化很大，一般为5 －40％。通常将灰分含量超过40%的煤称为劣质煤。
燃烧用煤发热量计算公式
第二章锅炉燃料本章目的：了解燃料特别是煤的特性，为煤的燃烧作准备本章关键：学会煤的评价指标，何为好,坏煤本章难点：煤的成分换算，其实是个小技巧！本章在全部内容的重要性：中等对后面内容影响：锅炉经济性分析(热效率)制粉系统燃烧过程及燃烧布置第一节燃料介绍固体燃料液体燃料气体燃料煤炭油类天然气2,电力燃料的选用电力燃料的选用从能源利用的政策上(1) 弃优用劣燃烧取其热量属于低级行为(2) 就地取才运输成本和交通运力等(3) 充分利用提高经济性(4) 保护环境社会效益，国家强制电厂考虑价格,核算成本，企业以赢利为目的第二节煤的组成成分及性质即化学分析：碳(C)，氢(H)，氧(O)，氮(N)，硫(S)五种元素和水分(M)，灰分(A)两种成分.可燃成分与不可燃成分一，煤的元素分析(1) 碳主要的可燃成分，其含量一般为40% 90%碳的燃烧反应固定碳的定义及固定碳的燃烧特性⑵氢氢的发热量比较高但含量较少(3% 6%)氢燃烧后生成H2O,其物态影响反应的发热量2H2+O2 2H2O(I) +143112 KJ/Kg2H2+O2 2H2O(g)+120522 KJ/Kg氢的燃烧特点及其对煤着火的影响⑶硫煤中硫的组成：可燃硫(有机硫硫化铁中的硫)和硫酸盐中的硫硫燃烧后生成SOx低温腐蚀，大气污染煤中的硫化铁对磨煤部件的磨损(4)氧和氮实际上不可燃, 氧的含量与煤的炭化程度有关,最多可达40%; 氮的含量比较少,只有0.5% 2%.氧的影响:使可燃元素相对减少, 煤的发热量降低. 氮的影响:在一定条件下生成Nox, 对环境有害.(5) 水分不可燃成分,有害成分,含量差别大(2% 60%) 水分的相关定义:表面水分(外在水分), 固有水分( 内在水分) 和全水分水分对锅炉工作的危害:(1) 降低发热量(2) 阻碍着火及燃烧(3) 影响煤的磨制及煤粉的输送(4) 烟气流过低温受热面产生堵灰及低温腐蚀(6) 灰分灰分的定义燃烧前后灰分中的矿物质是不同的内在灰分与外在灰分不可燃成分,有害成分, 含量差别大(10% 50%) 灰分对锅炉工作的危害:(1) 降低发热量(2) 阻碍着火及燃烧(3) 烟气携带飞灰流过受热面产生结渣,积灰,磨损,腐蚀等有害现象飞灰对大气的污染煤的元素分析法表示—质量百分含量作用—燃烧计算,煤的分类应用—正式场合(设计,研究,设备鉴定等) 二,煤的工业分析成分一水分(M),挥发分(V),固定碳(FC),灰分(A)作用—指导燃烧调整,改善燃烧工况;煤分类的主要依据;锅炉设计时的重要参数.方法—通过加热,灼烧得到水分,挥发分和固定碳,灰分(1) 挥发分定义组成:可燃气体(H2,CO,CH4 等)和少量不可燃气体(O2,N2,CO2,H2O 等)组成特点:容易着火,燃烧速度快,火焰长.其加热过程是一个热分解过程(粒径小于100 m 的煤粉在煤粉炉中的热分解属于快速热分解,其升温速度大于一万C Is,在不到0.1 s内完成)•挥发分析出后焦碳变得疏松呈多孔性,参与燃烧的表面积增大,有利于焦碳的燃烧.其余成分前述!!工业分析实验三,煤的成分分析基准及其换算1•煤的成分分析基准水分和灰分的含量受开采,运输，储存和天气的影响而变化,从而使其他成分的质量百分含量发生变化.成分分析基准用来表达成分含量所处状态和条件，可确切地反映煤的特性,使各种分析结果具有可比性•常用的分析基准(1) 收到基用下标"ar"表示,用于设计与运行，为计算基准(2) 空气干燥基用下标"ad"表示,用于确定内在水分(3) 干燥基用下标"d"表示,用于确定灰分⑷干燥无灰基用下标"daf"表示,用于煤的分类C+H+0+N+S+M+A=100%Car +Har+Oar+Nar+Sar+Mar+Aar=100%Cad+Had+Oad+Nad+Sad+Mad+Aad=100% Cd+Hd+Od+Nd+Sd+Ad=100% Cdaf+Hdaf+Odaf+Ndaf+Sdaf=100%As receivedAir dry dry Dry and ash free 例题已知煤的Mar,Aar和Mad,试导出其收到基和空干基之间的换算系数Kar-ad 及收到基和干燥无灰基之间的换算系数Kar-daf.解:现设煤的收到基为100,外在水分为Mf,内在水分为Minh, 并以Car和Cad及Cdaf之间的换算为例来导出系数.(1)在同一种煤种的收到基和空干基中，除水分之外的其他成分的质量是不变的，于是Cad(100-Mf)= Car x 100 宀Cad Car x100/(100-Mf)而Mar= Mf+ Minh Minh= Mar - MfMad=100 Min h(100- Mf)=100(Mar-Mf)/(100-Mf)有:Mf=100(Mar-Mad)/(100-Mad)所以:Cad=Car (100-Mad)/ (100 -Mar) 显然:Kar-ad= (100-Mad)/ (100 -Mar) 2•各种成分分析基准的换算各种成分之间可以互相换算，换算系数列于表2-1中.未知基准成分=已知基准成分X换算系数K换算系数K的记忆方法：①判断同一成分在两个不同基准之间的数值大小关系Cdaf>Cd>Cad> Car②根据两个不同基准之间的区别写出换算系数K名称新符号(下)旧符号(上)收到基ar y空气干燥基ad f 干燥基 d g 干燥无灰基daf r 煤质基准符号示例1. 煤的发热量:Qnet,ar2. 煤的成分: Mar ,Aad ,Vdaf 第三节煤的特性及分类煤的特性煤的成分煤的发热量煤灰的熔融性煤的可磨性和磨损性一,发热量（一）发热量的定义完全燃烧kJ/kg（二）高位发热量,低位发热量及其关系高位与低位之分的由来——锅炉的排烟温度一般在120 160 C之间，烟气中水分以蒸汽存在. 表示方法:Qgr,Qnet ;用下标表示分析基准. Qgr- Qnet= 水分质量汽化潜热具体换算关系:见公式（2-17）（2-21）（三）各种基准的发热量之间的换算各种基准的高位发热量之间可以用换算系数换算各种基准的低位发热量之间不能用换算系数换算如:已知Qdaf，net，求Qar，net 解题过程如下:Qdaf，net Qdaf，gr : Qdaf，gr= Qdaf，net+225Hdaf Qdaf，gr Qar，gr : Qar，gr = Qdaf，gr Kdaf arQar,gr Qar,net: Qar,net= Qar,gr - 225Hdaf - 25Mar（四）折算成分用来衡量水分,灰分和硫分对锅炉工作的有害程度,用发热量（41 90KJ）作为折算标准.称作折算水分,折算灰分和折算硫分.公式见式（2-22）（2-24）区分标准:Mar,ZS 8%,Aar,ZS 4%,Sar,ZS 0.2% （收到基）（五）标准煤概念煤的发热量差别很大,8000KJ/Kg 29000KJ/Kg 不同容量的锅炉或同一锅炉燃烧不同发热量的煤,其耗煤量之间无法进行对比•定义应用基低位发热量为29310KJ/ Kg的煤为标准煤.定义"标准煤耗量".二,煤灰的熔融特性煤粉中的灰分经燃烧后有下列三种形式(1) 保持固体状态，以飞灰形态通过锅炉各受热面，引起磨损•(2) 融化成液态,形成结渣•(3) 挥发成气态，在较冷受热面形成沾污•(一) ,结渣的危害影响传热，降低锅炉效率；严重时，发生事故，锅炉被迫停炉•(二) 灰的熔融性的测定用角锥法测定定义：(1)变形温度DT (2)软化温度ST(3)熔化温度FT一般用软化温度ST作为灰熔融性的指标(或称灰熔点)长渣(FT-DT=200~400 C)容易结渣；短渣(FT-DT =100 ~200 C)不容易结渣•(三) 影响灰熔融性的因素一般灰中高熔点成分(SiO2，AI2O3，MgO 等)越多时，灰的熔点也越高；相反，含熔点低的成分(FeO,Na2O,K2O)越多时，灰的熔点也越低•1•灰的成分灰的成分按其化学性质，可分为酸性氧化物(SiO2,AI2O3和TiO2等)和碱性氧化物(Fe2O3,CaO, MgO ,Na2O,K2O 等)•一般,碱性氧化物增多时，使灰熔点降低,容易发生结渣•灰所处环境介质的性质发生改变时，会使灰的熔点发生变化•例如，介质中存在CO,H2等还原性气体时，会使灰中的高价氧化铁(熔点1500 C左右)还原成低熔点的氧化亚铁，后者又与氧化硅结合成共晶体并进一步形成共晶体混合物(熔点1000 C左右),使灰熔点大大降低•2. 灰所处环境介质的性质一般,燃烧含灰多的煤时容易结渣，但不如前两个因素的影响明显•按煤的灰熔点大小，可以对其结渣的可能性进行预报.一般,ST>1400 C时不易结渣;ST=1200 C 1400 C时有可能结渣；ST<1200 C时容易结渣•3. 煤中灰分含量一般按挥发分分类三煤的分类1•无烟煤(Vdaf 40%)煤炭发热量计算公式2009-10-22 来源：鹤壁市蓝博仪器仪表有限公司>> 进入该公司展台以煤工业分析结果，创立计算煤炭低位发热量新公式的原理与方法，不再详述。
锅炉能效基础知识培训
锅炉能效测试基础知识培训概念锅炉能效(Energy efficiency)——锅炉能源(燃料)效率(利用率)，或——有效输出热量与输入热量之比。
锅炉能效测试(Energy efficiency indicators)——锅炉热效率测试培训内容第一章燃料第二章燃烧计算和热平稳计算第一章燃料燃料的分类。
按状态分为三类：固体(煤)、液体(油)和气体(煤气、天然气)煤的种类。
按可燃基挥发分(V r)含量分为：无烟煤(V r≤10%)；贫煤(V r≈8－12 %)；烟煤(V r≈10－45%) ；褐煤(V r≈40－60%) 。
一、煤的要紧成份(一)元素分析成份——通过化学分析方式确信的成份含量：1. 碳(C)：可燃成份。
完全燃烧发烧量32866 kj/kg。
2. 氢(H)：M ar可燃成份。
完全燃烧发烧量120370 kj/kg。
3. 硫(S)：可燃成份。
完全燃烧发烧量9040 kj/kg。
有害成份(SO3侵蚀、硫酸盐矿物质磨损、氧化硫烟气污染环境)。
4. 氧(O)、氮(N)：不可燃成份，有害成份(降低燃料发烧量，燃烧生成NOx污染环境)。
5. 水分(M)：不可燃成份。
有害成份(降低燃料热值，阻碍着火、燃烧，增加排烟热损失，加重尾部受热面低温侵蚀、堵灰)。
6. 灰分(A)：不可燃成份。
有害成份(降低燃料热值，阻碍着火、燃烧，致使受热面磨损、结焦、侵蚀、堵灰)。
(二)工业分析成份——通过燃料干燥、加热、和燃烧方式确信的要紧成份含量：1. 全水分/(M)：煤样在102-105℃温度下干燥2小时后，失去的重量。
即应用基水分(M y)或收到基水分(M ar)2. 挥发分(V)：失去水分的煤样在隔间空气下加热到850±20℃，约7分钟，使燃料中的有机质分解析出后，所失去的重量。
要紧成份为碳氢化合物、氢、一氧化硫、硫化氢等可燃气体和少量氧、二氧化碳、氮等不可燃物。
3. 固定碳(C)和灰分(A)：失去水分和挥发分的煤样(焦炭)在空气中加热到850±25℃，燃烧约2小时，所失去的重量为固定碳(C)，剩下的重量为灰分(A)。
第二篇 燃烧反应计算
▪ 实际空气消耗量用Ln表示
Ln=nL0 ▪ 式中n为“空气消耗系数”
n Ln L0
▪ 当n>1时，被称为“空气过剩系数”
▪ L0值取决于燃料的成分，燃料中可燃物含量 越高，则L0值也就越大。而Ln值和n值有关， n值则与燃烧条件有关，根据燃烧设备和操作 选取的n值越大，Ln值也就越大。
燃烧产物的生成量、成分和密度
1 1
L0,O2
2
CO
2 H2
n
m 4
Cn
H
m
3 2
H
2S
O2
102
▪ 1m3气体燃料完全燃烧所需的理论空气量为
L0
1 1 0.21 2
CO
1 2
H2
n
m 4
Cn H m
3 2
H2S
O2
102
实际空气需要量
▪ 在实际条件下，要保证炉内燃料完全燃 烧，需供给比理论值多的空气；而为了 获得炉内的还原性气氛，又需供给少一 些的空气。因此，研究不同燃烧过程中 实际空气的需要量具有重要的意义。
▪ 实际燃烧产物生成量Vn
Vn Vco2 Vso2 VH2O VN2 VO2
（m3／kg或m3／m3） ▪ V0和Vn的差别在于n＝1时比n>1时的燃烧产物
生成量少一部分过剩空气量，故可写出
Vn V0 Ln L0
▪ 对于固体和液体燃料
Vn VCO2 VSO2 VH2O VN2 VO2
➢干空气：氧占23.2％，氮占76.8％（质 量）；氧占21％，氮占79％（体积）
➢水蒸汽含量按某温度下饱和水蒸汽含量 计算
▪ 燃烧反应生成物的成分和数量与反 应条件有关
➢ 完全燃烧 ➢ 空气量不足情况下的燃烧，可燃物分子不能被
燃料燃烧计算
实际需要干空气量V 当实际空气量大于理论空气量时，V =αV 当实际空气量小于理论空气量时，V =α V
考虑空气中含有水分，湿空气量V = V + V = (1 + 0.00161d)αV
N
G N × 22.4 100
V =( ×V −
)×
100
100 × 28 79
参考文献 [3]
参考文献 [38]
努力降低熟料热耗和减少余热量为前提，然后再提高吨熟料发电量。
W ω=
M
（5 − 8）
式中 ω—单位时间段（如日、月、年）熟料余热发电量，kW•h/t ；
W—同一统计时间段水泥窑余热发电量，kW•h；
M—同一统计时间段水泥窑熟料产量，t。
（4）余热发电效率
余热发电效率 η 是指单位质量熟料产量下，余热利用系统吸收的热量转化
烟气平均比热容c /[kJ/（m ∙ ℃）] 0.372 0.376 0.380 0.383 0.387 0.389 0.392 0.395 0.398
注：窑尾废气中氧含量控制在 2%~3%为宜。
（3）单位熟料发电量
吨熟料发电量指余热发电系统的发电量与对应时间段熟料产量的比值。在评
价该指标时，要从企业生产目标主题和经济角度考虑，要求首先保证窑生产正常，
项目
计算式 理论烟气生成量
V = 0.0187C + 0.112H + 0.0124M + 0.007S + 0.008N + 0.79V + 0.21（α − 1）V 按燃料元素分析
V = 0.0889C + 0.3227H + 0.0124M + 0.333S + 0.008N + 0.0263O
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煤的工业分析—水分、挥发分、固定碳和灰分
1、水分（M）
全水分：实际应用状态下煤中所含水分，由外在水分（Mf） 和内在水分（Minh）组成。 测定方法：原煤试样放置于105～1100C（褐煤的相应温度为 1450C）的烘箱内约2h，使之干燥至衡重，其失去的水分为全 水分。
9
一、煤的成分及分析基准
干燥基（d） 以假想无水状态的煤为基准
Cd H d Od N d Sd Ad 100 %
FCd Vd Ad 100 %
14
一、煤的成分及分析基准
干燥无灰基（daf） 以假想无水、无灰状态的煤为基准
Cdaf H daf Odaf N daf S daf 100 % FCdaf Vdaf 100 %
2
一、煤的成分及分析基准
元素分析： 碳（C）、氢（H）、氧（O）、氮（N）、 硫（S） 工业分析： 固定碳（FC）、挥发分（V）、水分（M）、灰分 （A）
（一）煤的组成成分及其性质
由碳（C）、氢（H）、氧（O）、氮（N）、硫（S）、 水分 （M）和灰分（A）组成。
3
一、煤的成分及分析基准
1、碳（C）
外在水分（Mf）：又称为表面水分，是附着于煤粒表面的 外来水分，可以通过自然干燥方法除去。 测定方法：原煤试样在温度为20±10C、相对湿度为（65±1） ％的空气中自然风干后失去的水分。
内在水分（Minh）：又称固有水分，指原煤失去外在水分 之后所剩余的水分。
10
一、煤的成分及分析基准
2、挥发分（V）
将失去水分的煤样置于隔绝空气的环境中，加热至一定温度 时，煤中的有机质分解而析出的气体。
成分：碳氢化合物（∑CmHn）、氢（H2）、一氧化碳（CO）、 硫化氢（H2S）和氧（O2）、二氧化碳（C2O）、氮 （N）等。
测定方法：失去水分的煤样，在（900±10）0C的温度下，隔 绝
空气加热7分钟，试样失去的质量占总质量的百分数。
约占2％～6％。 多以碳氢化合物的形式存在。
3、氧（O）和氮（N）
不可燃元素。 氧含量变化很大，少的约占1％～2％，多的占40％ 氮的含量约占0.5％～2.5％。
5
一、煤的成分及分析基准
4、硫（S）
有害成分，约占2％，个别高达8％～10％。
存在形式：
① 有机硫（与C、H、O等结合成复杂的有机物） 可燃硫或
13
一、煤的成分及分析基准
空气干燥基（ad） 以与空气温度达到平衡状态的煤为基准，即供分析化验
的煤样在实验室一定温度条件下，自然干燥失去外在水分， 其余的成分组合便是空气干燥基。
Cad H ad Oad N ad Sad Aad M ad 100 % FCad Vad Aad M ad 100 %
100 Mad Aad 100
100 100 M ar
100 100 M ad
1
100 Ad 100
100 100 M ar Aar
100 100 M ad Aad
100 100 Ad
1
16
二、煤的主要特性
主要特性包括煤的发热量、灰分熔融特性和煤的可 磨性。 （一）煤的发热量
单位质量的煤完全燃烧时所释放的热量
常用分析基准：收到基(as received)、空气干燥基(air dry)、 干燥基(dry)、干燥无灰基(dry and ash free)。
收到基（ar） 以收到煤为基准计算煤中的全部成分组成
Car H ar Oar N arSar Aar M ar 100 %
FCar Var Aar M ar 100 %
7
一、煤的成分及分析基准
6、水分（M）
煤中的不可燃杂质，少的占2％，多的占50％～60％。 危害： （1）水分增加，可燃成分相对减少，煤的发热量降低，燃烧 困难，容易燃烧不完全。 （2）水分吸热变成水蒸汽排出，增加烟气量，使引风机电耗 增加，排烟损失加大。 （3）易产生积灰、腐蚀。
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一、煤的成分及分析基准
高位发热量(Qar,gr) 1kg煤完全燃烧所放出的热量，包括燃烧 产物中的水蒸汽凝结成水所放出的汽化潜热，用Qar,gr表示。
低位发热量(Qar,net,p) 烟气中的水蒸汽一般不会凝结，凝结 热无法利用，使实际发热量降低。不包括燃烧产物中的水蒸汽 凝结成水所放出的汽化潜热，用Qar,net,p表示。
第二章 燃料及燃料燃烧计算
➢ 燃料的成分及其主要特性 ➢ 燃料燃烧计算 ➢ 烟气分析方法 ➢ 空气和烟气焓的计算
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§2.1 燃料的成分及其主要特性
核燃料 燃料:
有机燃料
有机燃料 :
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
固体燃料（煤、木料、油页岩等） 液体燃料（石油及其产品） 气体燃料（天然气、高炉煤气、焦炉煤气等）
电厂锅炉以煤为主要燃料，并尽量利用水分和灰分含 量高、发热量低的劣质煤。
不同基准之间的换算公式
X X0 K
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一、煤的成分及分析基准
表2-1 不同基准的换算系数K
所求 已知
收到基
空气干燥基
干燥基 干燥无灰基
收到基
空气干 燥基
干燥基
干燥无 灰基
1
100 M ar 100 M ad
100 Mar Aar 100
100 M ad 100 M ar
1
100 Mad 100
② 黄铁矿（FeS2）
挥发硫
③ 硫酸盐硫（CaSO4、MgSO4、FeSO4等）。
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一、煤的成分及分析基准
5、灰分（A）
危害： （1）灰分增多，可燃物减少，发热量降低，着火困难，灰渣 量增加，运行操作繁重； （2）灰分增加，炉内易结渣，传热恶化； （3）灰分增加，烟速高，磨损受热面；烟速低，受热面易积 灰，影响传热效果。
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一、煤的成分及分析基准
3、固定碳（FC）和灰分（A）
原煤试样除去水分、析出挥发分后，剩余部分称为焦炭， 由固定碳（FC）和灰分（A）组成。 灰分测定：把焦炭放在箱行电炉内，在（850±10）0C的温
度下灼烧2h，固定碳基本燃尽，剩余的部分为灰 分。
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一、煤的成分及分析基准
(三)煤的成分分析基准及其换算
约占20％～70％（收到基），1kg碳完全燃烧约放出 32866kJ热量。
存在型式：
① 与氢、氧、硫结合成有机物，受热时从煤中析出成为 挥发分；
② 以单质形式存在称为固定碳。 碳含量越多，着火及燃烧越困难。
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一、煤的成分及分析基准
2、氢（H）
发热量最高的可燃元素，1kg氢完全燃烧可放出120370kJ 热量。