燃料特性与对锅炉运行影响
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块，容易发生自燃。
第二节 煤的常规特性对锅炉工作的影响
1、挥发分
地质年代越长，含量越低 煤种划分 无烟煤Vdaf≤10%；烟煤Vdaf>10%；褐煤
Vdaf>37%； 地质年代越长，开始析出的温度越高
★ 3、低位发热量 Qnet ： Qgr 减去煤中水和氢燃烧生成水的蒸发潜热 因为排烟温度一般高于120℃。 所以设计、计算时常用Qar,net
脱硫 气气热交换器
标准煤：收到基低位发热量是7000大卡的煤 Qar,net=29270 kJ/kg 7000 kcal/kg
计算标准煤耗
技术水平（煤耗）
炉），对低灰熔点的无烟煤还须同时解决着火稳定性和结渣之间的 矛盾 ➢ 无烟煤的着火需要较高温度，燃烧时火焰较短，燃尽也较困难。但 在贮存时不易自燃。
2．烟煤
➢中等的煤化程度，挥发分含量较高 ➢水分和灰分也较少，发热量高 ➢烟煤燃点低，容易着火和燃尽 ➢但某些含灰量较高的劣质烟煤则燃烧特性较差 ➢对挥发分超过25%的烟煤，贮存时应防止其自燃;制
第一节 煤的成分和主要特性
煤由古代植物经过长期的地质演变而成，含有多种 丰富的有机物与无机物，做为能源使用，只研究与 燃烧有关的成分。
一、成分（元素分析与工业分析） 1、元素分析（ultimate analysis） 2、工业分析（proximate analysis）
1、元素分析 Ultimate Analysis
燃料的重要性
• 设计：炉型、整体结构与布置等 • 运行：燃烧的稳定性、汽温、效率、结
渣、积灰等经济安全问题 • 辅机选型：磨煤机型号、送引风机容量等 • 污染：SO2、NOx、重金属排放等
煤质分析常规项目
• 取样 • 全水分 • 工业分析 • 元素分析 • 发热量分析 • 灰成分 • 灰熔点 • HGI • 灰的比电阻
灰分的存在 易引起污染、积灰、结渣、燃烧不完全等
4）固定碳Fixed Carbon (FC)
C元素： 焦炭：灰份+固定碳 固定碳：以单质形式存在的碳
＆结焦和结渣的区别 结渣： 高于灰熔点的灰在受热面的沉积，发展成熔渣。
结渣的成分是灰成分，发生在高温区域，如水冷壁 过 热器 再热器。 结焦：析出挥发分后的物质（焦炭+灰分）的沉积，一般 发生在燃烧器喷口，结焦有粘性。
二、煤成分的计算基准
收到基 空气干燥基
干燥基 干燥无灰基
A SP
C
灰分
固定碳
焦炭
H O N Sb Mad Mf
挥发分
水分
1、收到基as received basis （入炉煤） 下标ar
2、空气干燥基(空干基)air-dried basis 下标ad
3、干燥基dry basis
下标d
4、干燥无灰基dry ash-free basis
灰熔点越高越好。
长渣：DT、ST间隔200-400℃，长渣凝固慢，适 合于液态排渣。
短渣：DT、ST间隔100-200℃，短渣凝固快，适 合于固态排渣。
2、影响灰熔融性因 素
① 灰的化学组成 ② 炉内气氛
①、灰的化学组成
酸性氧化物：SiO2、Al2O3
灰熔点 上升
碱性氧化物：Fe2O3、CaO、MgO 灰熔点 降低
全面测定煤中碳、氢、氧、氮、硫五种元素的质量 百分含量的分析。
2、工业分析 Proximate Analysis
按照煤的着火、燃烧过程中各成分的变化，分析煤 中水分、挥发分、固定碳、灰分这四种成分的质量百分 数，即煤的工业分析
自然干燥外部水分 加热干燥至145℃内部水分 隔绝空气加热至920 ℃挥发分
焦炭燃烧
灰分 固定碳
余下的 燃烧掉的
1）水分Moisture (M) 外部水分(Mf)＋内部水分(Mad)＝全水分(Mar) 外部水分：自然干燥 失去 (free moisture) 内部水分：须加热干燥 失去（也称分析水分 ）
外部水分容易受季节、湿度的影响
2）挥发分Volatile (V) 将失去水分的煤，隔绝空气，加热至920℃，使燃
供电煤耗：向电网提供1度电所消耗的标准煤克数。 发电煤耗：机组每发1度电所消耗的标准煤克数
四、灰的熔融性
对于固态排渣煤粉炉来说，在运行中，应使灰粒在接触水 冷壁、炉膛出口受热面以及落入冷灰斗之前得到充分冷却，并 形成固态或基本上没有黏性，以避免结渣沾污问题。
、 灰 熔 点 的 测 定
1
灰熔点： 1. DT（变形温度） 2. ST（软百度文库温度） 3. FT（流动温度）
料中的有机物分解而释放出的气体 主要成份：CmHn、H2、CO、H2S等可燃气体； O2、CO2、N2等不可燃气体
挥发分一般用干燥无灰基表示Vdaf
失去水分、挥发分后所余即焦炭（固定碳＋灰分）加热燃烧
挥发分含量越高，则煤粉的着火性能越好。
3）灰分Ash (A) 来源于：形成煤的植物本身的矿物质和成煤过程中进入 的外来矿物质；开采、运输过程中掺杂进来的杂质 灰分中的主要矿物成分：
下标daf
同一煤矿、煤层所采煤的可燃质成分变化很小，而水分、灰分变化会很大
三、发热量 燃料的重要特性 Q (kJ/kg、kcal/kg)
1、弹筒发热量 Qb ：实验室用氧弹实测 1）正压氧气，充分反应；冷却到原始温度 2）水凝结放热；形成硫酸、硝酸的放热反应
2、高位发热量 Qgr ： Qb 减去生成酸的放热量
粉系统应考虑防爆措施 ➢对劣质烟煤还应考虑受热面积灰、结渣和磨损问题。
3．褐煤
➢ 外观呈褐色，少数为黑褐色甚至黑色 ➢ 挥发分含量较高，有利于着火 ➢ 但其灰分和水分较高，发热量低，一般小于
16750kJ/kg。 ➢ 含水分较高的年轻褐煤则燃烧性能较差，而且灰
熔点较低 ➢ 褐煤的化学反应性强，在空气中存放易风化成碎
②、炉内气氛 氧化性气氛 半还原性气氛
灰熔点 较高 灰熔点 降低
我国动力用煤的分类
采用表征煤化程度的干燥无灰基挥发分Vdaf作为分类指标
无烟煤 烟煤 褐煤
Vdaf≤10 % 10%＜Vdaf≤37 % Vdaf＞37%
还可附加其它指标细分
各类煤的燃烧特性
1、无烟煤
➢ 煤化程度最深 明亮的黑色光泽 硬度高不易研磨 ➢ 含碳量很高 杂质少而发热量较高，大致为21一25MJ/kg ➢ 挥发分含量较低，难以点燃，燃烧特性差 ➢ 为保证着火和稳燃，在锅炉设计中常需要采取一些特殊措施（W型
第二节 煤的常规特性对锅炉工作的影响
1、挥发分
地质年代越长，含量越低 煤种划分 无烟煤Vdaf≤10%；烟煤Vdaf>10%；褐煤
Vdaf>37%； 地质年代越长，开始析出的温度越高
★ 3、低位发热量 Qnet ： Qgr 减去煤中水和氢燃烧生成水的蒸发潜热 因为排烟温度一般高于120℃。 所以设计、计算时常用Qar,net
脱硫 气气热交换器
标准煤：收到基低位发热量是7000大卡的煤 Qar,net=29270 kJ/kg 7000 kcal/kg
计算标准煤耗
技术水平（煤耗）
炉），对低灰熔点的无烟煤还须同时解决着火稳定性和结渣之间的 矛盾 ➢ 无烟煤的着火需要较高温度，燃烧时火焰较短，燃尽也较困难。但 在贮存时不易自燃。
2．烟煤
➢中等的煤化程度，挥发分含量较高 ➢水分和灰分也较少，发热量高 ➢烟煤燃点低，容易着火和燃尽 ➢但某些含灰量较高的劣质烟煤则燃烧特性较差 ➢对挥发分超过25%的烟煤，贮存时应防止其自燃;制
第一节 煤的成分和主要特性
煤由古代植物经过长期的地质演变而成，含有多种 丰富的有机物与无机物，做为能源使用，只研究与 燃烧有关的成分。
一、成分（元素分析与工业分析） 1、元素分析（ultimate analysis） 2、工业分析（proximate analysis）
1、元素分析 Ultimate Analysis
燃料的重要性
• 设计：炉型、整体结构与布置等 • 运行：燃烧的稳定性、汽温、效率、结
渣、积灰等经济安全问题 • 辅机选型：磨煤机型号、送引风机容量等 • 污染：SO2、NOx、重金属排放等
煤质分析常规项目
• 取样 • 全水分 • 工业分析 • 元素分析 • 发热量分析 • 灰成分 • 灰熔点 • HGI • 灰的比电阻
灰分的存在 易引起污染、积灰、结渣、燃烧不完全等
4）固定碳Fixed Carbon (FC)
C元素： 焦炭：灰份+固定碳 固定碳：以单质形式存在的碳
＆结焦和结渣的区别 结渣： 高于灰熔点的灰在受热面的沉积，发展成熔渣。
结渣的成分是灰成分，发生在高温区域，如水冷壁 过 热器 再热器。 结焦：析出挥发分后的物质（焦炭+灰分）的沉积，一般 发生在燃烧器喷口，结焦有粘性。
二、煤成分的计算基准
收到基 空气干燥基
干燥基 干燥无灰基
A SP
C
灰分
固定碳
焦炭
H O N Sb Mad Mf
挥发分
水分
1、收到基as received basis （入炉煤） 下标ar
2、空气干燥基(空干基)air-dried basis 下标ad
3、干燥基dry basis
下标d
4、干燥无灰基dry ash-free basis
灰熔点越高越好。
长渣：DT、ST间隔200-400℃，长渣凝固慢，适 合于液态排渣。
短渣：DT、ST间隔100-200℃，短渣凝固快，适 合于固态排渣。
2、影响灰熔融性因 素
① 灰的化学组成 ② 炉内气氛
①、灰的化学组成
酸性氧化物：SiO2、Al2O3
灰熔点 上升
碱性氧化物：Fe2O3、CaO、MgO 灰熔点 降低
全面测定煤中碳、氢、氧、氮、硫五种元素的质量 百分含量的分析。
2、工业分析 Proximate Analysis
按照煤的着火、燃烧过程中各成分的变化，分析煤 中水分、挥发分、固定碳、灰分这四种成分的质量百分 数，即煤的工业分析
自然干燥外部水分 加热干燥至145℃内部水分 隔绝空气加热至920 ℃挥发分
焦炭燃烧
灰分 固定碳
余下的 燃烧掉的
1）水分Moisture (M) 外部水分(Mf)＋内部水分(Mad)＝全水分(Mar) 外部水分：自然干燥 失去 (free moisture) 内部水分：须加热干燥 失去（也称分析水分 ）
外部水分容易受季节、湿度的影响
2）挥发分Volatile (V) 将失去水分的煤，隔绝空气，加热至920℃，使燃
供电煤耗：向电网提供1度电所消耗的标准煤克数。 发电煤耗：机组每发1度电所消耗的标准煤克数
四、灰的熔融性
对于固态排渣煤粉炉来说，在运行中，应使灰粒在接触水 冷壁、炉膛出口受热面以及落入冷灰斗之前得到充分冷却，并 形成固态或基本上没有黏性，以避免结渣沾污问题。
、 灰 熔 点 的 测 定
1
灰熔点： 1. DT（变形温度） 2. ST（软百度文库温度） 3. FT（流动温度）
料中的有机物分解而释放出的气体 主要成份：CmHn、H2、CO、H2S等可燃气体； O2、CO2、N2等不可燃气体
挥发分一般用干燥无灰基表示Vdaf
失去水分、挥发分后所余即焦炭（固定碳＋灰分）加热燃烧
挥发分含量越高，则煤粉的着火性能越好。
3）灰分Ash (A) 来源于：形成煤的植物本身的矿物质和成煤过程中进入 的外来矿物质；开采、运输过程中掺杂进来的杂质 灰分中的主要矿物成分：
下标daf
同一煤矿、煤层所采煤的可燃质成分变化很小，而水分、灰分变化会很大
三、发热量 燃料的重要特性 Q (kJ/kg、kcal/kg)
1、弹筒发热量 Qb ：实验室用氧弹实测 1）正压氧气，充分反应；冷却到原始温度 2）水凝结放热；形成硫酸、硝酸的放热反应
2、高位发热量 Qgr ： Qb 减去生成酸的放热量
粉系统应考虑防爆措施 ➢对劣质烟煤还应考虑受热面积灰、结渣和磨损问题。
3．褐煤
➢ 外观呈褐色，少数为黑褐色甚至黑色 ➢ 挥发分含量较高，有利于着火 ➢ 但其灰分和水分较高，发热量低，一般小于
16750kJ/kg。 ➢ 含水分较高的年轻褐煤则燃烧性能较差，而且灰
熔点较低 ➢ 褐煤的化学反应性强，在空气中存放易风化成碎
②、炉内气氛 氧化性气氛 半还原性气氛
灰熔点 较高 灰熔点 降低
我国动力用煤的分类
采用表征煤化程度的干燥无灰基挥发分Vdaf作为分类指标
无烟煤 烟煤 褐煤
Vdaf≤10 % 10%＜Vdaf≤37 % Vdaf＞37%
还可附加其它指标细分
各类煤的燃烧特性
1、无烟煤
➢ 煤化程度最深 明亮的黑色光泽 硬度高不易研磨 ➢ 含碳量很高 杂质少而发热量较高，大致为21一25MJ/kg ➢ 挥发分含量较低，难以点燃，燃烧特性差 ➢ 为保证着火和稳燃，在锅炉设计中常需要采取一些特殊措施（W型