电厂锅炉原理闫顺林

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
பைடு நூலகம்
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）…
Qar ,net Qar , gr
900H ar M ar ( ) Qar , gr 25.1(9H ar M ar ) 100 100
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。 表示煤的发热量同样分为不同的“基”，因此，也存在之 间的换算。 作业：编制换算程序。
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。
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%。
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 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
内在灰分
灰分
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
符号（小标） Ar Ad d daf dmmf mmf
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。
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

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。
核能燃料—可控核裂变与和聚变 燃料总类 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
固体燃料
煤—无烟煤、贫煤、烟煤、褐煤、泥煤等 油页岩 木材，生物质 锅炉燃料
全硫
硫化铁 有机硫
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%。
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 2 3 4 5 6 空气干燥基 干燥基 干燥无灰基 干燥无矿物质基 恒湿无矿物质基 与空气湿度达到平衡状态的 煤为基准 以假想无水状态的煤为基准 以假想无水、 无灰状态的煤为 基准 以假想无水、 无矿物质状态的 煤为基准 以假想含最高水分、 无矿物质 状态的煤为基准
五、折算水分、折算灰分与折算硫分的概念
硫分、灰分与水分对锅炉工作的影响 1）降低煤的发热量 2）降低燃烧温度，不利于燃料的着火与燃烧 3）增加烟气容积，排烟温度升高，排烟损失增加， 锅炉效率下降 4）加剧锅炉受热面的低温腐蚀与积灰 5）增加通风电耗。
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.
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。
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：
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%