煤的燃烧基本理论讲解

干燥基 空气干燥基
收到基
3. 组成的换算
燃料组成的换算系数
所要换算的“基”
已知“基” 收到基 空气干燥基 干燥基 干燥无灰基
收到基
1
100 Mad
100
100
100 Mar
100 Mar 100 (Mar Aar)
空气干燥基 100 Mar
100 Mad
1
干燥基
100 Mar 100
即 Cad％+Had％+Sad％+ Oad％+Nad％+Aad％+Mad％=100％ 注：将煤样在20℃和相对湿度为70%的空气中连续干燥1h后质量变化
不超过0.1%的煤样
内在水(Mar, inh )：空气干状态下残留在煤中的水分。(inherent) Mar 外在水(Mar, f )：在干燥过程中逸出的水分。（ free）
无烟煤（Vdaf ≤10％ ）：
Qnet,ad = Ko-360 Mad-385Aad-100Vad
表示煤的组成的常用基准有： (1)收到基：
actualy received
指实际使用的煤的组成，用下角标“ar”表示。
即 Car％+Har％+Sar％+Oar％+Nar％+Aar％+Mar％=100％
注：在煤的燃烧计算中必须用此基准的组成 。
(2)空气干燥基（又称为分析基）:
air dried
指分析实验室里所用的空气干燥煤样的组成，用下角标“ad”表示 。
二、发热量的测定和计算 1. 发热量的测定
对于固、液体燃料，用氧弹量热计测定。 2. 发热量的计算
根据煤的组成，可用经验公式计算发热量。
(1)当已知燃料的元素分析值时，经验公式为：
Qnet,ar = 339Car + 1030 Har-109 (Oar-Sar)-25 Mar
(2)当只有燃料的工业分析资料时：
即用元素表示燃料组成的分析方法。
1. 组成：主要包括C、H 、S 、O、N等五种元素和灰分(A)、水分(M) 。
CO
煤中含量最多的可燃元素，
C
一般含量为15～99%
C+O2
2
CO
H
可燃氢(净氢)：与碳和硫相结合的氢
不燃氢：与氧相结合的氢
2H2 + O2= 2H2O
S
可燃组分
S + O2 = SO2
燃烧产物对设备 及环境有害
烟煤 10～45
无烟煤 ＜10
1. 褐煤
褐煤的煤化程度低，外观多呈褐色，光泽暗淡，含有较高的 内在水分和不同数量的腐殖酸，热值低。
性质：刚开采出的褐煤的水分约为20～40％，风干后为12～3％， Ad=0.5％～50％，发热量约为1300～17000 kJ/kg。
用途：制造煤气，锅炉燃料。
2. 烟煤
(4)干燥无灰基：
dried ash-free
指无水无灰的煤的组成，用下角标“daf ”表示。
Cdaf％+Hdaf％+Sdaf％+Odaf％+Ndaf％=100％
一般地，同一矿井的煤，干燥无灰基的组成不会发生 很大的变化，因此，煤矿的煤质资料常以此基准表示。
C
HON
SA
M
干燥无灰基
Mar,in Mar.f
100 Mad 100
干燥无灰基 100 (Mar Aar) 100 (Mad Aad)
100
100
100
100
100 Mad 100 (Mad Aad)
100 1
100 Ad
100 Ad
1
100
(二) 工业分析法
1. 组成：
volatile-ness
wenku.baidu.com
fixed
包括挥发分(V)、固定炭(FC)、 水分(M) 和灰分(A)。 2. 分析方法：采用称重法。
即
Mar = Mar, inh + Mar, f
但是，Mar, inh ≠ Mad
M ar ,inh
M ad
100 Mar, f 100
(3)干燥基： 指绝对干燥的煤的组成，用下角标“d ”表示。 (dry) Cd％+Hd％+Sd％+Od％+Nd％+Ad％=100％
这种基准的组成不受开采、运输和贮存过程中水分变化的影响。
第一部分 煤的燃烧基本理论
河北联合大学 裴秀娟 2013.8
主要内容
❖ §1-1 煤的种类和组成 ❖ §1-2 煤的发热量 ❖ §1-3 燃烧计算 ❖ §1-4 煤燃烧的基本理论
§1-1 煤的种类和组成
一、煤的种类和特点
按其挥发分含量，煤可分为褐煤、烟煤和无烟煤三类。
煤种 Vdaf /％
褐煤 ＞37
时所放出的热量，kJ/kg 。
根据产 物中水 的状态 分为：
高位发热量(Qgr )：指燃烧产物中的水蒸气全部凝结为20℃
液态水时的发热量。 (gross—总的 )
低位发热量(Qnet)：指燃烧产物中的水以20℃蒸气存在时
的发热量。 (net—实得的)
实际上，Qnet更接近于实际，因此，燃烧计算中用Qnet 。不特指时 发热量一般均指Qnet 。
O、N
A (ash)
不可燃组分，降低了煤的燃烧能力
灰分是指煤中不能燃烧的矿物杂质
★ 灰分，可燃成分，发热量 ★ 灰分，燃烧速度及燃烧温度
M (moisture )
不燃组分，降低煤的品质
元素分析中的S、O、N、A、M 均为煤的有害成分。
2. 组成的表示方法
由于煤的开采、运输和贮存的条件不同，因此煤的组成往往有 较大的变动，故表示煤的组成时，必须说明所选煤的基准。
试样称重(m1) 110℃ 称重(m2)900℃干馏7min 称重(m3) 燃烧 称重(m4)
则： A m4 100% ； m1
M m1 m2 100% ； m1
V m2 m3 100% m1
FC m3 m4 100% m1
§1-2 煤的发热量（热值）
一、发热量（热值）的概念 定义：单位质量的煤完全燃烧，当燃烧产物冷却到燃烧前的温度(20℃)
性质：固定碳含量高，可达90％以上；挥发分少，一般小于10％； 水分和灰分一般也较低；发热量一般为25000～29000 kJ/kg； 着火温度较高，一般为650～700℃。
用途：现国内一些企业已成功采用无烟煤作为回转窑燃料，对提高水泥 企业经济效益效果显著。
二、煤的组成及其表示方法 (一) 元素分析法
挥发分含量高、灰分及水分较少，发热量高。可分为贫煤、焦煤、 肥煤、气煤等。
性质：挥发分10％～45％，固定碳35％～75％，灰分7～30％；水分3～
18％；发热量21000～29000 kJ/kg；着火温度400～500℃ 。 用途：适合于作水泥回转窑燃料。
3. 无烟煤
挥发份含量低，燃点较高，燃烧时没有粘结性。