(完整版)液体燃料的组成及特性(精)

《锅炉与锅炉房设备施工》教案模块一：锅炉房设备的基本知识

单元三：锅炉燃料

1.3.2 液体燃料的组成及特性

学院内蒙古建筑职业技术学院

院（部）机电与暖通工程学院

教师王思文

液体燃料的组成及特性

教学目的

通过课程教学，挖掘学生潜在创造力，激发学生的工程设计能力。以工作任务形式组织学生进行项目训练，培养学生团队意识，组织协调能力、创新思维能力，沟通交流能力，自我学习能力、分析问题和解决问题的能力。通过学习，学生能够掌握锅炉与锅炉房的基本知识，为今后继续学习锅炉打下结实的基础。

教学目标

能力（技能）目标知识目标素质目标

1．具有分析液体燃料基

本特性的能力。

1．掌握燃料油的元素分析

成分。

2．掌握燃料油的基本特性

（密度、相对密度、比热

容、热导率、凝固点与沸

点、粘度、闪点、燃点与

自燃点、静电特性、残留

碳、稳定性、发热量）

1．挖掘学生潜在创造力，

激发学生的自主学习积极

性；

2．培养学生的与人交流、

与人合作的能力，培养学

生解决问题、自我学习能

力。

任务与案例任务：根据教学内容，掌握燃料油的成分及基本特性。案例：1. 利用教材的内容进行理论学习。

重点难点

及

解决方法重点：1.燃料油的元素分析及基本特性。难点：无

参考资料《锅炉与锅炉房设备》夏喜英主编哈尔滨工业大学出版社《锅炉及锅炉房设备》杜渐主编中国电力出版社

《工业锅炉设备》丁崇功主编机械工业出版社

工具

与

媒体

计算机、打印机、录像、课件、图纸、笔、橡皮、专业相关资料等。

授课教案

一．燃料油的基本概念

古代海洋和湖泊的动植物遗体与泥沙一起沉入海底或湖底，在缺氧的条件下，生物有机体长期在地热、地压和细菌作用下，发生复杂的物

理、化学变化，经过几千万年或更长的时间，逐渐形成暗黑色粘稠状并

具有一定气味的液体——石油。锅炉所用液体燃料通常是指石油制品。二．燃料油的组成

锅炉燃烧使用的液体燃料都是石油炼制过程中的产品或副产品，主要有渣油、重油、柴油等。它们都是由各种碳氢化合物组成的复杂的混

合物。

燃料油的组成与煤一样，碳、氢、氧、氮、硫、灰分、水分等七种成分所组成，对各组成成分用相应的质量占总质量的质量分数表示，各

成分质量分数的总和为100%，即

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

1．碳（C）

碳是燃料油的主要可燃成分，在燃料油中，碳的干燥无灰基的质量分数约为85%~88%，它和氢结合成各种碳氢化合物。

2．氢（H）

氢是燃料油中另一种主要可燃成分，在燃料油中，氢的干燥无灰基质量分数约为10%-13%，燃烧时放出大量的热。氢的发热量约为碳的发

热量的3.7倍。

3．氧（O）

氧本身不能燃烧，所以是一种不可燃成分。由于它的存在，使燃料油的可燃成分含量减少，发热量降低。

石油中的氧绝大部分存在于胶状物质中，氧的质量分数一般为0.1%-1%。

4．氮（N）

氮是燃料油中的有害成分。在燃烧过程中，燃料油中的氮和氧化合生成NO x,随烟气排入大气中，危害人体健康，污染环境。燃料油中氮的

质量分数一般小于0.5%。

5．硫（S）

硫是燃料油中的有害成分，它常以元素硫、硫化氢、硫醚、噻吩等形式存在。硫也能燃烧，产生一些热量，但燃烧后生成SO2和SO3，与

烟气中的水蒸气反应生成亚硫酸和硫酸，腐蚀金属受热面，并随烟气排

入大气，污染环境。

6. 灰分（A）

灰分是燃料油中的有害成分，其质量分数通常不到0.05%，绝大部分灰分存在于溶解在油中的金属盐类矿物质内。

油中的灰分含量虽然很少，但对锅炉燃烧影响却很大，它引起受热面积灰，使受热面传热系数降低、锅炉出力和热效率降低，并产生高温腐蚀，使受热面遭到损坏，影响锅炉使用寿命。除了灰分外，油中还有一些机械

杂质，呈沉淀状态或悬浮状态，磨损设备，堵塞燃烧器喷嘴，影响锅炉正

常运行。

7.水分（M）

燃料油中的水分属有害成分。水分会加速管道和设备腐蚀，燃烧时增加烟气量，使排烟热损失增加；当液体燃料中出现油水分层时，会使炉内

火焰脉动，造成锅炉灭火。一般情况下，燃料油的水分质量分数不应超过

0.6%。

燃料油的元素成分“基”的表示方法和煤一样，分为四种：收到基、空气干燥基、干燥基与干燥无灰基，实际应用较多的是收到基基准。三．燃料油的基本特性

1.燃料油的密度：单位体积物质的质量称为密度，用符号ρ表示，单位为

kg／m3。

2.燃料油的相对密度：相对密度系指t℃时油的密度和4℃时纯水密度之比

值。石油工业中规定：以20℃时的相对密度作为油的标准相对密度。燃料油的标准相对密度在0.8—0.98之间。

3.比热容：1kg质量的燃料油温度升高1K所需要的热量，称为该燃料油的

比热容，用符号C表示，单位为kJ／(kg•K)。燃料油的C=2.14 kJ／(kg•K)。

4.热导率：热导率是表示燃料油导热能力的特性指标，用符号λ表示，单

位为W／(m•K)。

5.凝固点与沸点：⑴凝固点：物质由液态变为固态的现象叫凝固，发生凝

固的温度叫凝固点。燃料油：各种烃的复杂混合物，无一定的凝固点。

随着温度↓，燃料油粘度↑，直到失去流动性。⑵沸点：物质由液态变为气态的现象叫汽化，液体的汽化分为蒸发和沸腾。液体表面发生汽化的现象叫蒸发；液体内部产生气泡的汽化现象叫沸腾，沸腾时液体的温度叫沸点。燃料油的沸点没有一个恒定值，是一个温度范围。

6.粘度：粘度是流体流动时的内部阻力，表征流体流动性能的指标。粘度

愈大，流体的流动性能愈差。燃料油的粘度：常用条件粘度来表示，如恩格勒粘度。随压力↑，燃料油的粘度↑，压力较低时(1MPa以下)，压力对粘度的影响可不考虑。随温度↑，燃料油的粘度↓，但油温对粘度影响不是均衡的。一般情况，t<50℃时，对燃料油的粘度影响较大，t>l00℃时，对燃料油的粘度影响较小。

7.闪点：油温升高时油面上的油蒸气增多，其与空气的混合气和明火接触

后发生一闪就灭的短暂闪光，这时的油温就称为该种燃料油的闪点。闪点的测定方法有开口杯法和闭口杯法两种。对于高闪点的油品（如重油等）都采用开口杯法，而对于低闪点的油品（如汽油等）则采用闭口杯法。