大學(xué)課件燃料與燃燒

1、燃料及燃燒學(xué)燃料及燃燒學(xué)授課教師：王淅芬授課教師：王淅芬Email: 教材及參考書教材及參考書 燃料及燃燒燃料及燃燒，韓昭滄主編，冶金工業(yè)出版社，韓昭滄主編，冶金工業(yè)出版社，20072007，第二版第二版 燃燒理論與技術(shù)燃燒理論與技術(shù)，劉聯(lián)勝主編，化學(xué)工業(yè)出版社，劉聯(lián)勝主編，化學(xué)工業(yè)出版社，20082008，第一版，第一版 工程燃燒學(xué)工程燃燒學(xué)，汪軍編著，中國電力出版社，汪軍編著，中國電力出版社，20082008，第，第一版一版 燃燒學(xué)燃燒學(xué)，徐通模編著，機(jī)械工業(yè)大學(xué)出版社，徐通模編著，機(jī)械工業(yè)大學(xué)出版社，20112011，第一版第一版內(nèi)容概要內(nèi)容概要 固體燃料固體燃料射流混合過程射流混合過程

2、空氣需要量和空氣需要量和燃燒產(chǎn)物生成量燃燒產(chǎn)物生成量液體燃料液體燃料燃燒傳播過程燃燒傳播過程氣體燃料氣體燃料燃燒溫度燃燒溫度燃燒反映速度和反應(yīng)機(jī)理燃燒反映速度和反應(yīng)機(jī)理1315210711燃料及燃燒著火過程著火過程46空氣消耗系數(shù)及不完空氣消耗系數(shù)及不完全燃燒損失的檢測計算全燃燒損失的檢測計算81359121416異相燃燒異相燃燒火焰的結(jié)構(gòu)及穩(wěn)定火焰的結(jié)構(gòu)及穩(wěn)定氣體燃料的燃燒氣體燃料的燃燒液體燃料的燃燒液體燃料的燃燒固體燃料的燃燒固體燃料的燃燒煤的氣化煤的氣化第一篇第一篇 燃料概論燃料概論第二篇第二篇 燃燒反應(yīng)燃燒反應(yīng)第三篇第三篇 燃燒基本原理燃燒基本原理第四篇第四篇 燃燒方法與燃燒裝置燃燒方

3、法與燃燒裝置緒論緒論 獲得熱能獲得熱能 化石燃料，可再生能源，核能化石燃料，可再生能源，核能 熱能轉(zhuǎn)換熱能轉(zhuǎn)換 電能，動力，機(jī)械能，化學(xué)能電能，動力，機(jī)械能，化學(xué)能 熱能利用熱能利用 高效節(jié)能，安全合理高效節(jié)能，安全合理 環(huán)境保護(hù)環(huán)境保護(hù) 潔凈技術(shù)，減少污染潔凈技術(shù)，減少污染 熱力發(fā)電廠的能量轉(zhuǎn)換熱力發(fā)電廠的能量轉(zhuǎn)換 能源（化石及核燃料、新能源等）能源（化石及核燃料、新能源等） 鍋爐或其他設(shè)備鍋爐或其他設(shè)備 熱能（蒸汽、燃?xì)猓崮埽ㄕ羝⑷細(xì)猓㏕hermal energy 原動機(jī)原動機(jī) 機(jī)械能機(jī)械能 Mechanical energy 發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī) 電電 能能 Electric energy一

4、、一、 能源形勢能源形勢1. 1. 能源分類和品質(zhì)能源分類和品質(zhì) 能源分類：能源分類： 一次能源：自然界天然存在，沒有經(jīng)過加工轉(zhuǎn)換的能源一次能源：自然界天然存在，沒有經(jīng)過加工轉(zhuǎn)換的能源 可再生能源可再生能源太陽能，水力，風(fēng)能，海洋能，潮汐能，地?zé)?，太陽能，水力，風(fēng)能，海洋能，潮汐能，地?zé)幔镔|(zhì)能等生物質(zhì)能等 非再生能源非再生能源原煤，原油，天然氣，核燃料原煤，原油，天然氣，核燃料 二次能源：由一次能源加工、轉(zhuǎn)換而成的能源制品二次能源：由一次能源加工、轉(zhuǎn)換而成的能源制品 電力、蒸汽、熱水、煤氣、焦炭、汽油、煤油、電力、蒸汽、熱水、煤氣、焦炭、汽油、煤油、 柴油、重油、液化氣、沼氣、氫能柴油、重

5、油、液化氣、沼氣、氫能 能源品質(zhì)：能源品質(zhì)：能流密度能流密度 kJ/kg(NmkJ/kg(Nm3 3) ) 、開發(fā)難度及費(fèi)用、存儲量、連、開發(fā)難度及費(fèi)用、存儲量、連續(xù)供能、運(yùn)輸費(fèi)用、污染危險、轉(zhuǎn)換品質(zhì)、可再生性、設(shè)備利用率。續(xù)供能、運(yùn)輸費(fèi)用、污染危險、轉(zhuǎn)換品質(zhì)、可再生性、設(shè)備利用率。2. 2. 中國能源資源現(xiàn)狀中國能源資源現(xiàn)狀l我國能源我國能源-富煤富煤 貧油少氣貧油少氣l煤為主要能源；煤為主要能源；6070%的一次能源來自煤，是世界上為數(shù)不多的幾個以的一次能源來自煤，是世界上為數(shù)不多的幾個以煤為主要能源國家之一；煤為主要能源國家之一；2005年煤炭在一次能源生產(chǎn)總量和消費(fèi)總量中的比年煤炭在一

6、次能源生產(chǎn)總量和消費(fèi)總量中的比重，分別為重，分別為76.3%和和68.7%；遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于全球平均；遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于全球平均27%和和27.8%；l一次能源分布：絕大部分化石燃料的儲藏量和一次能源產(chǎn)量在干旱的三北，一次能源分布：絕大部分化石燃料的儲藏量和一次能源產(chǎn)量在干旱的三北，華北，西北和東北，而使用主要在東南沿海，需要大量的遠(yuǎn)距離輸送。華北，西北和東北，而使用主要在東南沿海，需要大量的遠(yuǎn)距離輸送。l人口眾多，能源相對不足，人均擁有量遠(yuǎn)低于世界平均水平，煤炭、石油、人口眾多，能源相對不足，人均擁有量遠(yuǎn)低于世界平均水平，煤炭、石油、天然氣人均剩余可采儲量分別只有世界平均水平的天然氣人均剩余可采儲量分別只有世

7、界平均水平的58.6、7.69和和7.05。世界一次能源總供應(yīng)中各類能源所占比例BP世界能源統(tǒng)計世界能源統(tǒng)計2006的數(shù)的數(shù)據(jù)表明，以目前的開采速度計據(jù)表明，以目前的開采速度計算，全球石油儲量可供生產(chǎn)算，全球石油儲量可供生產(chǎn)40年，天然氣和煤炭則分別可以年，天然氣和煤炭則分別可以供應(yīng)供應(yīng)65年和年和162年。年。我國與世界能源結(jié)構(gòu)對比我國與世界能源結(jié)構(gòu)對比煤炭依舊為全球增長最快的燃料，中煤炭依舊為全球增長最快的燃料，中國消費(fèi)了全球煤炭的國消費(fèi)了全球煤炭的36.9%，其中幾，其中幾乎全部產(chǎn)自中國本土。乎全部產(chǎn)自中國本土。2005年，中國年，中國的煤炭消費(fèi)增長了的煤炭消費(fèi)增長了10.9%，比，比2

8、004年年14.4%的消費(fèi)增長率有所降低。在中的消費(fèi)增長率有所降低。在中國以外的其他地區(qū)，煤炭的增長平緩，國以外的其他地區(qū)，煤炭的增長平緩，2005年增幅為年增幅為1.8%，略高于過去，略高于過去10年年1.5%的平均增長率。的平均增長率。 我國一次能源總供應(yīng)中各類能源所占比例地蘊(yùn)天成地蘊(yùn)天成能量無限能量無限風(fēng)能機(jī)械能電能風(fēng)力機(jī)風(fēng)力機(jī)發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)太陽能熱發(fā)電太陽能熱發(fā)電 太陽能熱發(fā)電是利用集熱器將太陽輻射能轉(zhuǎn)換成熱能并通太陽能熱發(fā)電是利用集熱器將太陽輻射能轉(zhuǎn)換成熱能并通過熱力循環(huán)過程進(jìn)行發(fā)電，是太陽能熱利用的重要方面。過熱力循環(huán)過程進(jìn)行發(fā)電，是太陽能熱利用的重要方面。根據(jù)太陽能熱動力發(fā)電系統(tǒng)中

9、所采用的集熱器的型式不同，根據(jù)太陽能熱動力發(fā)電系統(tǒng)中所采用的集熱器的型式不同，該系統(tǒng)可以分為分散型和集中型兩大類。該系統(tǒng)可以分為分散型和集中型兩大類。 集中型發(fā)電系統(tǒng)也稱為塔式接受器系統(tǒng)，它由平面鏡、跟集中型發(fā)電系統(tǒng)也稱為塔式接受器系統(tǒng)，它由平面鏡、跟蹤機(jī)構(gòu)、支架等組成定日鏡陣列，這些定日鏡始終對準(zhǔn)太蹤機(jī)構(gòu)、支架等組成定日鏡陣列，這些定日鏡始終對準(zhǔn)太陽，把入射光反射到位于場地中心附近的高塔頂端的接受陽，把入射光反射到位于場地中心附近的高塔頂端的接受器上。器上。采用壓水式反應(yīng)堆的核電站采用壓水式反應(yīng)堆的核電站采用壓水式反應(yīng)堆的核電站基本分為核島、常規(guī)島和核電站采用壓水式反應(yīng)堆的核電站基本分為核島

10、、常規(guī)島和核電站其他部分。由反應(yīng)堆產(chǎn)生的核能會通過在核島內(nèi)的蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生蒸其他部分。由反應(yīng)堆產(chǎn)生的核能會通過在核島內(nèi)的蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生蒸汽，而核島所供應(yīng)的蒸汽會推動常規(guī)島內(nèi)的渦輪發(fā)電機(jī)發(fā)電。汽，而核島所供應(yīng)的蒸汽會推動常規(guī)島內(nèi)的渦輪發(fā)電機(jī)發(fā)電。核電站其他部分則包括站內(nèi)的輔助設(shè)備及附屬設(shè)施等。核電站其他部分則包括站內(nèi)的輔助設(shè)備及附屬設(shè)施等。核島內(nèi)的反應(yīng)堆會進(jìn)行核裂變，并產(chǎn)生熱力，熱力由一回路內(nèi)的核島內(nèi)的反應(yīng)堆會進(jìn)行核裂變，并產(chǎn)生熱力，熱力由一回路內(nèi)的高壓水帶到蒸汽發(fā)生器高壓水帶到蒸汽發(fā)生器( (即熱交換器即熱交換器) )，蒸汽發(fā)生器會將二回路給水轉(zhuǎn)，蒸汽發(fā)生器會將二回路給水轉(zhuǎn)化為約化為約 676

11、7巴巴( (或或 67006700千帕千帕) )的高壓蒸汽，再經(jīng)過蒸氣管送到常規(guī)的高壓蒸汽，再經(jīng)過蒸氣管送到常規(guī)島，以推動渦輪發(fā)電機(jī)。島，以推動渦輪發(fā)電機(jī)。 在常規(guī)島內(nèi)，蒸汽會經(jīng)過多級渦輪機(jī)，然后進(jìn)入冷凝器。冷在常規(guī)島內(nèi)，蒸汽會經(jīng)過多級渦輪機(jī)，然后進(jìn)入冷凝器。冷凝器再將蒸汽冷卻成水，即凝結(jié)水凝器再將蒸汽冷卻成水，即凝結(jié)水( (冷凝器的冷卻水由泵房以海水泵冷凝器的冷卻水由泵房以海水泵從海中抽取從海中抽取) )。從冷凝器流出的凝結(jié)水。從冷凝器流出的凝結(jié)水( (即給水即給水) )會泵回核島內(nèi)的蒸汽會泵回核島內(nèi)的蒸汽發(fā)生器，然后再次轉(zhuǎn)化為蒸汽。在這過程中，蒸氣會將渦輪發(fā)電機(jī)作發(fā)生器，然后再次轉(zhuǎn)化為蒸汽

12、。在這過程中，蒸氣會將渦輪發(fā)電機(jī)作高速轉(zhuǎn)動高速轉(zhuǎn)動( (廣東核電站及嶺澳核電站所采用的渦輪發(fā)電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速廣東核電站及嶺澳核電站所采用的渦輪發(fā)電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速為每分鐘三千轉(zhuǎn)為每分鐘三千轉(zhuǎn)) )，從而產(chǎn)生電力及完成整個能源轉(zhuǎn)化過程。，從而產(chǎn)生電力及完成整個能源轉(zhuǎn)化過程。 二、可持續(xù)發(fā)展與科學(xué)發(fā)展觀二、可持續(xù)發(fā)展與科學(xué)發(fā)展觀 知識經(jīng)濟(jì)時代：知識經(jīng)濟(jì)時代： 信息科學(xué)技術(shù)信息科學(xué)技術(shù) 生命科學(xué)技術(shù)生命科學(xué)技術(shù) 新能源與可再生能源新能源與可再生能源 新材料新材料 空間科學(xué)技術(shù)空間科學(xué)技術(shù) 海洋科學(xué)技術(shù)海洋科學(xué)技術(shù) 有利環(huán)境的科學(xué)技術(shù)有利環(huán)境的科學(xué)技術(shù) 管理科學(xué)技術(shù)管理科學(xué)技術(shù) 循環(huán)經(jīng)濟(jì)循環(huán)經(jīng)濟(jì)三、三、 本

13、課程的內(nèi)容和要求本課程的內(nèi)容和要求1.1.基本知識：燃料性質(zhì)基本知識：燃料性質(zhì)（1 1） 建立起燃料的科學(xué)概念建立起燃料的科學(xué)概念（2 2）掌握各種燃料具體性質(zhì)）掌握各種燃料具體性質(zhì)2.2.基本方法：基本方法： 燃燒靜力學(xué)計算燃燒靜力學(xué)計算 （1 1）掌握計算原理和方法）掌握計算原理和方法（2 2）通過計算加深對燃料性質(zhì)的了解）通過計算加深對燃料性質(zhì)的了解3.3.基本理論：燃燒機(jī)理基本理論：燃燒機(jī)理（1 1）掌握和理解基本概念）掌握和理解基本概念（2 2）了解影響燃燒過程的因素）了解影響燃燒過程的因素 4.4.基本能力基本能力 （1 1）掌握燃燒方法）掌握燃燒方法（2 2）燃燒裝置的設(shè)計和工作

14、原理）燃燒裝置的設(shè)計和工作原理5. 5. 學(xué)習(xí)要求學(xué)習(xí)要求 （1 1）正確地選擇燃料）正確地選擇燃料（2 2）掌握燃燒計算方法）掌握燃燒計算方法（3 3）組織燃燒過程）組織燃燒過程（4 4） 設(shè)計燃燒裝置設(shè)計燃燒裝置第一篇第一篇 燃料概論燃料概論固體燃料固體燃料液體燃料液體燃料氣體燃料氣體燃料燃料概論燃料概論 燃料：燃料：由自身內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生變化或與其它物質(zhì)反應(yīng)使之由自身內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生變化或與其它物質(zhì)反應(yīng)使之持續(xù)地轉(zhuǎn)化為化學(xué)能或核能的物質(zhì)總稱。持續(xù)地轉(zhuǎn)化為化學(xué)能或核能的物質(zhì)總稱。 通常概念：通常概念：在空氣或氧氣存在的情況下發(fā)生連續(xù)反應(yīng)在空氣或氧氣存在的情況下發(fā)生連續(xù)反應(yīng)（氧化）而發(fā)熱的單質(zhì)（分子

15、、原子）、化合物及混合（氧化）而發(fā)熱的單質(zhì)（分子、原子）、化合物及混合物。物。 工業(yè)燃料的一般要求：工業(yè)燃料的一般要求：（1 1）在當(dāng)前技術(shù)條件下，單位質(zhì)量（體積）燃料燃燒時，）在當(dāng)前技術(shù)條件下，單位質(zhì)量（體積）燃料燃燒時，單位時間內(nèi)放出的熱量要足夠大，放熱速度足夠快，并單位時間內(nèi)放出的熱量要足夠大，放熱速度足夠快，并可以有效地加以利用；可以有效地加以利用；（2 2） 燃燒產(chǎn)物為氣態(tài)，熱量包含其中，使之能夠在燃燒燃燒產(chǎn)物為氣態(tài)，熱量包含其中，使之能夠在燃燒地點以外加以利用其熱量；地點以外加以利用其熱量； 物物 態(tài)態(tài) 天天 然然 的的 人人 造造 的的固體燃料固體燃料木材、木材、 煤炭、可燃頁巖

16、煤炭、可燃頁巖木炭、焦炭木炭、焦炭液體燃料液體燃料石油石油汽油、煤油、柴油、焦油等汽油、煤油、柴油、焦油等氣體燃料氣體燃料天然氣天然氣焦?fàn)t煤氣、高爐煤氣、發(fā)生焦?fàn)t煤氣、高爐煤氣、發(fā)生爐煤氣、石油液化汽等爐煤氣、石油液化汽等（3 3）燃燒產(chǎn)物對被加熱物體沒有不利作用，對人無害；）燃燒產(chǎn)物對被加熱物體沒有不利作用，對人無害；（4 4）燃燒過程能被控制；）燃燒過程能被控制；（5 5）有足夠的儲藏量，便于開采和運(yùn)輸，經(jīng)濟(jì)上合理。）有足夠的儲藏量，便于開采和運(yùn)輸，經(jīng)濟(jì)上合理。煤是古代植物埋藏在地下經(jīng)歷了復(fù)雜的生物化學(xué)（缺氧、厭氧細(xì)菌分解）和物理化學(xué)（溫度、高壓、地殼運(yùn)動），變化逐漸形成的固體可燃性礦物我

17、國能源資源中煤炭我國能源資源中煤炭在在一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中約占中約占70%，是世界，是世界上為數(shù)不多的以煤為上為數(shù)不多的以煤為主要能源的國家。主要能源的國家。第一章第一章 固體燃料固體燃料主要特點概述：主要特點概述：u煤的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，它包括有機(jī)質(zhì)和無機(jī)質(zhì)，煤的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，它包括有機(jī)質(zhì)和無機(jī)質(zhì)，以有機(jī)質(zhì)為主。以有機(jī)質(zhì)為主。u煤中有機(jī)質(zhì)是復(fù)雜的高分子有機(jī)化合物，主要由碳、氫、煤中有機(jī)質(zhì)是復(fù)雜的高分子有機(jī)化合物，主要由碳、氫、氧、氮、硫等元素組成。氧、氮、硫等元素組成。u無機(jī)質(zhì)主要是指存在于煤中（包括有機(jī)質(zhì)中）的所有無無機(jī)質(zhì)主要是指存在于煤中（包括有機(jī)質(zhì)中）的所

18、有無機(jī)的非煤物質(zhì)：原生礦物質(zhì)、次生礦物質(zhì)和外來礦物質(zhì)機(jī)的非煤物質(zhì)：原生礦物質(zhì)、次生礦物質(zhì)和外來礦物質(zhì)煤的化學(xué)成分與分析基準(zhǔn)煤的化學(xué)成分與分析基準(zhǔn)為了實用方便，一般采用元素分析和工業(yè)分析來確定煤中各成分的含量 我國煤的分類我國煤的分類10%37% 無煙煤無煙煤貧煤和煙煤貧煤和煙煤褐煤褐煤以煤化程度（干燥無灰基揮發(fā)分含量）劃分為三大類：以煤化程度（干燥無灰基揮發(fā)分含量）劃分為三大類：Vdaf性能性能成煤成煤年齡年齡煤化煤化程度程度揮揮發(fā)發(fā)份份反反應(yīng)應(yīng)性性含含水水份份含含 C C 量量含含HOHO量量密密度度機(jī)械機(jī)械強(qiáng)度強(qiáng)度熱熱值值泥煤泥煤褐煤褐煤煙煤煙煤無煙煤無煙煤年青年青 年老年老 低低 高高

19、高高 低低好好 差差 高高 低低低低 高高 高高 低低 低低 高高 差差 好好低低 高高煤的組成特性煤的組成特性-元素分析元素分析氫氫(H)(H)碳碳(C)(C)水分水分(M)氮氮(N)氧氧(0)灰分灰分(A)硫硫(S)(S)元元 素素 分分 析析“元素周期表中幾乎沒有什么元素不存在于煤中元素周期表中幾乎沒有什么元素不存在于煤中” ” 。這。這充分地說明了煤炭組成的極端復(fù)雜性。根據(jù)其含量不同，通常充分地說明了煤炭組成的極端復(fù)雜性。根據(jù)其含量不同，通?？蓪⒚旱慕M成分為三類：可將煤的組成分為三類：含量低于含量低于100ppm的，稱之為痕量元素，多指重金屬的，稱之為痕量元素，多指重金屬在在10010

20、00ppm之間的，稱為次量元素，常指礦物質(zhì)之間的，稱為次量元素，常指礦物質(zhì)高于高于1000ppm的，為主量元素，即指碳、氫、氧、氮、硫的，為主量元素，即指碳、氫、氧、氮、硫 重金屬重金屬：鉛、鉻、銅、鋅等礦物質(zhì)礦物質(zhì)：鈣、硅、鋁、鐵、鎂等n 煤的元素分析煤的元素分析(Ultimate analysis of coal)是指對煤中的碳是指對煤中的碳（C）、氫（）、氫（H）、氧（）、氧（O）、氮（）、氮（N）、硫（）、硫（S）五種元素）五種元素的分析，元素分析的結(jié)果表示為各種元素的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，但的分析，元素分析的結(jié)果表示為各種元素的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，但是并不能代表煤中有機(jī)化合物的組成。是并不能代表煤中有

21、機(jī)化合物的組成。 小貼士： 碳（C）、氫（H）、硫（S）是可燃的，另外兩種是不可燃n 煤的元素分析可以判斷煤的化學(xué)性質(zhì)，常用于指導(dǎo)鍋爐煤的元素分析可以判斷煤的化學(xué)性質(zhì)，常用于指導(dǎo)鍋爐設(shè)計、熱工試驗和燃燒計算等設(shè)計、熱工試驗和燃燒計算等 碳是煤中主要可燃元素，也是煤的發(fā)熱量的主要來源，每碳是煤中主要可燃元素，也是煤的發(fā)熱量的主要來源，每千克碳完全燃燒時可放出約千克碳完全燃燒時可放出約3.27104kJ的熱量。煤中碳的含量的熱量。煤中碳的含量隨著成煤地質(zhì)年代的變化而有所不同，地質(zhì)年代長的無煙煤，隨著成煤地質(zhì)年代的變化而有所不同，地質(zhì)年代長的無煙煤，其含碳量可達(dá)其含碳量可達(dá)70%以上，而年代淺的煤則

22、含碳量不到以上，而年代淺的煤則含碳量不到40%。 純碳的著火和燃燒很困難，煤的含炭量越多，著火與燃燒越困難，但發(fā)熱量大純碳的著火和燃燒很困難，煤的含炭量越多，著火與燃燒越困難，但發(fā)熱量大碳碳Cn 煤中氫多以碳?xì)浠衔餇顟B(tài)存在煤中氫多以碳?xì)浠衔餇顟B(tài)存在 ，含量大多在，含量大多在3%-6%，碳化，碳化程度越深的煤，氫的含量越少。程度越深的煤，氫的含量越少。氫是煤中發(fā)熱量最高的可燃元?dú)涫敲褐邪l(fā)熱量最高的可燃元素素，熱值可達(dá)，熱值可達(dá)120103kJ/kg（燃燒產(chǎn)物為水蒸氣）（燃燒產(chǎn)物為水蒸氣） n 氫及碳?xì)錃怏w分子極易著火與完全燃燒，因此，氫含量高，氫及碳?xì)錃怏w分子極易著火與完全燃燒，因此，氫含量

23、高，則對煤的著火燃燒有利。則對煤的著火燃燒有利。 氫主要存氫主要存在于煤分在于煤分子側(cè)鏈和子側(cè)鏈和官能團(tuán)上官能團(tuán)上氫氫H全硫全硫St無機(jī)硫無機(jī)硫 有機(jī)硫有機(jī)硫（Sor：與與C、H、O等結(jié)合成復(fù)雜的化合物）等結(jié)合成復(fù)雜的化合物）硫化物硫硫化物硫Spy硫酸鹽硫硫酸鹽硫Ssl 煤中的硫以三種形態(tài)存在煤中的硫以三種形態(tài)存在：有機(jī)硫 、黃鐵礦硫和硫酸鹽硫 ?？扇剂虬ㄓ袡C(jī)硫可燃硫包括有機(jī)硫 、黃鐵礦硫。硫酸鹽一般不再氧化，表現(xiàn)為灰、黃鐵礦硫。硫酸鹽一般不再氧化，表現(xiàn)為灰分。分。 （FeS2 ） （CaSO4、MgSO4等）等） 小知識： 硫的發(fā)熱量很低，只有9103kJ/kg。煤中硫的含量一般小于2%，

24、但是對于高硫煤來說，其含量可能超過4%，個別煤種高達(dá)8%-10%。 硫是煤中的有害成分，對鍋爐運(yùn)行以及生態(tài)環(huán)境都造成危害，是造成酸雨的主要根源硫是煤中的有害成分，對鍋爐運(yùn)行以及生態(tài)環(huán)境都造成危害，是造成酸雨的主要根源 硫硫S氧氧O和氮和氮N 氧氧(oxygen)和氮和氮(nitrogen)都是煤中的不可燃元都是煤中的不可燃元素、內(nèi)部雜質(zhì)，它們降低了煤的發(fā)熱量。素、內(nèi)部雜質(zhì)，它們降低了煤的發(fā)熱量。 氮還是有害元素，煤在高溫燃燒時生成的氮氧化氮還是有害元素，煤在高溫燃燒時生成的氮氧化合物（合物（NOx），有毒，污染大氣。），有毒，污染大氣。 煤中氧的含量變化很大，少的只有煤中氧的含量變化很大，少的

25、只有1.02.0%，多的高達(dá)多的高達(dá)40%；氮的含量一般很少，約為；氮的含量一般很少，約為0.52.0%。 煤的組成特性煤的組成特性-工業(yè)分析工業(yè)分析內(nèi)部雜質(zhì)內(nèi)部雜質(zhì)ONC（固定（固定碳和揮發(fā)碳和揮發(fā)分中的分中的C）HS（可燃（可燃硫硫 和硫酸和硫酸鹽硫）鹽硫）可燃元素可燃元素可燃?xì)怏w可燃?xì)怏w揮發(fā)分揮發(fā)分V不可燃成分不可燃成分水分水分(M)灰分灰分(A)揮發(fā)分揮發(fā)分(V)固定碳固定碳(FC) 工業(yè)分析工業(yè)分析不可燃元素不可燃元素M（內(nèi)、外）、（內(nèi)、外）、A外部雜質(zhì)外部雜質(zhì)n 煤的元素分析，工作量大，復(fù)雜，工程上多應(yīng)用工業(yè)分析煤的元素分析，工作量大，復(fù)雜，工程上多應(yīng)用工業(yè)分析成分。此外，還需要了

26、解發(fā)熱量、灰熔點等其他煤質(zhì)特性成分。此外，還需要了解發(fā)熱量、灰熔點等其他煤質(zhì)特性n 工業(yè)分析成分構(gòu)成工業(yè)分析成分構(gòu)成(Proximate analysis)(Proximate analysis)：水分、灰分、：水分、灰分、揮發(fā)分和固定碳；其中灰分和固定碳合稱為焦炭揮發(fā)分和固定碳；其中灰分和固定碳合稱為焦炭水分（M）、灰分（A）、揮發(fā)分（V）和固定碳（FC）n 煤中的水分含量差別很大，與成煤地質(zhì)年代、開采方法、煤中的水分含量差別很大，與成煤地質(zhì)年代、開采方法、運(yùn)輸和儲存條件等因素有關(guān)，原煤中的水分低的僅有運(yùn)輸和儲存條件等因素有關(guān)，原煤中的水分低的僅有2%2%，高的，高的可達(dá)可達(dá)50%50%以上

27、。以上。 煤全水分（煤全水分（M）分外在水分（）分外在水分（Mf）和內(nèi)在水分（）和內(nèi)在水分（Minh）外在水分外在水分free moisture 是附在煤粒表面的外來水分，這部分水變化很大，易于蒸發(fā)，可以通過自然干燥的方法除掉。內(nèi)在水分內(nèi)在水分inherent moisture 又稱固有水分，需要在較高溫度下才能從煤中除掉。 水分水分M n 特點特點：并不是以固有的形態(tài)存在于煤：并不是以固有的形態(tài)存在于煤中，而是煤在加熱過程中分解后析出的中，而是煤在加熱過程中分解后析出的產(chǎn)物。產(chǎn)物。 坩堝馬弗爐n 測定測定：稱：稱1g1g煤放入坩堝煤放入坩堝 在在900900的的馬弗爐內(nèi)隔絕空氣加熱馬弗爐內(nèi)隔

28、絕空氣加熱7min7min取出，冷取出，冷卻后稱量并根據(jù)質(zhì)量損失得到其含量卻后稱量并根據(jù)質(zhì)量損失得到其含量n 組成組成：主要由各碳?xì)浠衔?、氫、：主要由各碳?xì)浠衔?、氫、一氧化碳、硫化氫等可燃?xì)庖约吧倭恳谎趸?、硫化氫等可燃?xì)庖约吧倭垦酢⒍趸?、氮?dú)獾炔豢扇粴饨M成氧、二氧化碳、氮?dú)獾炔豢扇粴饨M成揮發(fā)分揮發(fā)分V 煤中固定碳（煤中固定碳（FC)n煤脫除揮發(fā)分后的剩余的固體物即為焦炭煤脫除揮發(fā)分后的剩余的固體物即為焦炭 , ,它是由固定碳和它是由固定碳和灰分構(gòu)成的。將焦炭加熱至灰分構(gòu)成的。將焦炭加熱至8508501010，待完全燃燒后失去的，待完全燃燒后失去的重量為固定碳重量為固定碳(FC) (F

29、C) n焦炭的黏結(jié)性與強(qiáng)度稱為煤的焦結(jié)性，它是煤的重要特性指焦炭的黏結(jié)性與強(qiáng)度稱為煤的焦結(jié)性，它是煤的重要特性指標(biāo)之一。標(biāo)之一。 煤的灰分不是煤中固有組成，而是由煤中礦物質(zhì)轉(zhuǎn)化而來。煤的灰分不是煤中固有組成，而是由煤中礦物質(zhì)轉(zhuǎn)化而來。n 煤中原生礦物質(zhì)：煤中原生礦物質(zhì)：指存在于成煤的植物中，主要是堿金屬、指存在于成煤的植物中，主要是堿金屬、堿土金屬的鹽類，與有機(jī)質(zhì)分子緊密結(jié)合，很難用機(jī)械方法堿土金屬的鹽類，與有機(jī)質(zhì)分子緊密結(jié)合，很難用機(jī)械方法分開分開n 煤中外來礦物質(zhì)煤中外來礦物質(zhì)這種礦物質(zhì)原來不含于煤層中，它是在這種礦物質(zhì)原來不含于煤層中，它是在采煤過程中混入煤中的頂、底板和夾矸層中的矸石所

30、形成的。采煤過程中混入煤中的頂、底板和夾矸層中的矸石所形成的。它與煤是獨(dú)立存在的，幾乎不影響煤的可選性它與煤是獨(dú)立存在的，幾乎不影響煤的可選性煤中次生礦物質(zhì)：煤中次生礦物質(zhì)：主要來源于成煤過程中因地殼變動混入主要來源于成煤過程中因地殼變動混入到煤層中的泥沙。煤中的原生礦物質(zhì)和次生礦物質(zhì)合稱為內(nèi)到煤層中的泥沙。煤中的原生礦物質(zhì)和次生礦物質(zhì)合稱為內(nèi)在礦物質(zhì)在礦物質(zhì)灰分灰分An 將焦炭加熱至將焦炭加熱至8508501010，待完全燃燒后失去的重量為固定，待完全燃燒后失去的重量為固定碳碳(FC)(FC)，剩下來的殘留物就是灰分，剩下來的殘留物就是灰分A A 。n 灰分的主要成分是由硅、鈣、鋁、鐵以及少

31、量的鎂、鈦鉀、灰分的主要成分是由硅、鈣、鋁、鐵以及少量的鎂、鈦鉀、鈉等元素組成的化合物。不同煤的灰分含量差別很大，少的鈉等元素組成的化合物。不同煤的灰分含量差別很大，少的只有只有10%10%左右，多的高達(dá)左右，多的高達(dá)50%50%以上。以上。 小貼士：煤中灰分礦物質(zhì)的行為特性是導(dǎo)致結(jié)渣、沾污、磨損的重要根源煤的分析基準(zhǔn)煤的分析基準(zhǔn)基準(zhǔn)概念的引出基準(zhǔn)概念的引出 煤是由碳（煤是由碳（C）、氫（）、氫（H）、氧（）、氧（O）、氮（）、氮（N）、硫（）、硫（S）五種元素及水分（五種元素及水分（M）、灰（）、灰（A）分組成。這些成分的含量都以）分組成。這些成分的含量都以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)表示，其總和為質(zhì)量百分?jǐn)?shù)

32、表示，其總和為100%。由于煤中的水分（。由于煤中的水分（M）和灰）和灰分（分（A）易受到外界環(huán)境的影響而變化，其它成分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)）易受到外界環(huán)境的影響而變化，其它成分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)也自然隨之發(fā)生變化。因此，在給出煤中各成分含量時，應(yīng)標(biāo)明也自然隨之發(fā)生變化。因此，在給出煤中各成分含量時，應(yīng)標(biāo)明其分析基準(zhǔn)才有實際意義。其分析基準(zhǔn)才有實際意義。 常用的基準(zhǔn)常用的基準(zhǔn)收到基（收到基（as received） 空氣干燥基（空氣干燥基（air dry）干燥基（干燥基（dry） 干燥無灰基（干燥無灰基（dry and ash free） 煤的成分基準(zhǔn)煤的成分基準(zhǔn)CSlyAHNOSrMadMf空氣干燥基空氣

33、干燥基收收 到到 基基干干 燥燥 基基干燥無灰基干燥無灰基水分水分揮發(fā)分揮發(fā)分固定碳固定碳灰分灰分收到基收到基ar（原應(yīng)用基（原應(yīng)用基y）以入爐）以入爐煤（包括煤的全部成分）為基準(zhǔn)煤（包括煤的全部成分）為基準(zhǔn)空氣干燥基空氣干燥基ad（原分析基（原分析基f）以）以風(fēng)干狀態(tài)煤（除外部水分）為基準(zhǔn)風(fēng)干狀態(tài)煤（除外部水分）為基準(zhǔn)干燥基干燥基d（原干燥基（原干燥基g）以去掉全）以去掉全部水分煤為基準(zhǔn)部水分煤為基準(zhǔn)干燥無灰基干燥無灰基daf（原可燃基（原可燃基r）以）以去掉全部水分及灰分煤為基準(zhǔn)去掉全部水分及灰分煤為基準(zhǔn)煤成分基準(zhǔn)間的換算煤成分基準(zhǔn)間的換算 不同基準(zhǔn)之間的換算公式不同基準(zhǔn)之間的換算公式 X

34、 = K X0 式中式中 X0 、 X 某成分原基準(zhǔn)及新基準(zhǔn)質(zhì)量百分比，某成分原基準(zhǔn)及新基準(zhǔn)質(zhì)量百分比，%； K 換算系數(shù)換算系數(shù)Cad+Had+Sad+Oad+Nad+Aad =100-MadCar+Har+Sar+Oar+Nar+Aar =100-Mar因為煤中具有的干成分是不變的，因為煤中具有的干成分是不變的，Cd=Cad/(100-Mad)=Car/(100-Mar)araradadCM100M100C 例例: : CHONSMA100%CHONSMA100%CHONSA100%CHONS100%arararararararadadadadadadaddddddddafdafdafda

35、fdaf注意：注意：換算系數(shù)可以用于各基準(zhǔn)之間的百分?jǐn)?shù)的換算，也可以用于各基準(zhǔn)的高換算系數(shù)可以用于各基準(zhǔn)之間的百分?jǐn)?shù)的換算，也可以用于各基準(zhǔn)的高位發(fā)熱量之間的換算，但是不能用于低位發(fā)熱量和水分的換算。對于不同基準(zhǔn)下位發(fā)熱量之間的換算，但是不能用于低位發(fā)熱量和水分的換算。對于不同基準(zhǔn)下的低位發(fā)熱量之間的換算，必須先化成高位發(fā)熱量。的低位發(fā)熱量之間的換算，必須先化成高位發(fā)熱量。 例例 將下列煤的成分換算成收到基成分將下列煤的成分換算成收到基成分解：解：dafdafdafdafdafadarC=72%,H=5%,N=2%,S=1%,O20%,A =12.5%,M =20%10010020%12.5%

36、10%100100100100 1020%72%72% 0.750.4%100100100%5% 0.73.5%100100%20% 0.714.0%100100%2% 0.71.100araradararardafararardafararardafararardafMAAAMCCAMHHAMOOAMNN4%100%1% 0.70.7%100ararardafAMSS煤的發(fā)熱量煤的發(fā)熱量高位發(fā)熱量高位發(fā)熱量( (Qgr) ) gross calorific value煤的發(fā)熱量（煤的發(fā)熱量（kJ/kg) 低位發(fā)熱量（低位發(fā)熱量（Qnet）net calorific value單位質(zhì)量的煤完全

37、燃燒時所釋放的熱量單位質(zhì)量的煤完全燃燒時所釋放的熱量煙氣中的水蒸汽形成中吸收了汽煙氣中的水蒸汽形成中吸收了汽化潛熱，使煤的發(fā)熱量降低形成化潛熱，使煤的發(fā)熱量降低形成的發(fā)熱量的發(fā)熱量(水蒸汽冷卻到水蒸汽冷卻到20)煤的理論發(fā)熱量，由實驗測得的煤的理論發(fā)熱量，由實驗測得的彈筒發(fā)熱量（彈筒發(fā)熱量（Qb）減去校正值確）減去校正值確定定(水蒸汽冷成水蒸汽冷成0水，水，水蒸汽凝水蒸汽凝結(jié)放出的汽化潛熱結(jié)放出的汽化潛熱) 小于小于氧彈量熱儀氧彈量熱儀煤的發(fā)熱量計算煤的發(fā)熱量計算4.187 81246266kJ kgnetarararararQCHOSM4.187 81342.522.5kJ kg8argra

38、rararOQCHS4.187 8130026kJ kggrararararQCHOS(1)方法一：根據(jù)煤的工業(yè)分析值計算方法一：根據(jù)煤的工業(yè)分析值計算Qnet 優(yōu)點：簡單方便；優(yōu)點：簡單方便； 缺點：只考慮固定碳含量和揮發(fā)份含量，誤差大。缺點：只考慮固定碳含量和揮發(fā)份含量，誤差大。(2)方法二：根據(jù)元素分析值計算方法二：根據(jù)元素分析值計算 杜隆公式：杜隆公式： 門捷列夫公式：門捷列夫公式：(目前常用目前常用)標(biāo)準(zhǔn)煤：標(biāo)準(zhǔn)煤：7000 kcal/kg=29310 kJ/kg 收到基高、低位發(fā)熱量之間的換算收到基高、低位發(fā)熱量之間的換算式中式中 r 水的汽化潛熱，通常取水的汽化潛熱，通常取r =

39、 2510 kJ/kg .922625.1100100ararar netar grar grararHMQQrQHM煤中礦物質(zhì)燃燒后去向煤中礦物質(zhì)燃燒后去向1.大部分形成飛灰隨著煙氣被除塵器捕獲2.少部分形成爐渣經(jīng)過淬冷由撈渣機(jī)帶走3.一部分灰分經(jīng)過蒸發(fā)熔融、黏結(jié)和沉積在受熱面上，形成渣層 灰渣的熔融特性對鍋爐的影響灰渣的熔融特性對鍋爐的影響（1）在高溫火焰的中心，灰分一般會處于熔融或軟化狀態(tài)，）在高溫火焰的中心，灰分一般會處于熔融或軟化狀態(tài)，接觸到受熱面或爐墻，黏附形成渣層接觸到受熱面或爐墻，黏附形成渣層 （2）沾污、結(jié)渣會降低爐內(nèi)受熱面的傳熱能力，使得爐膛出）沾污、結(jié)渣會降低爐內(nèi)受熱面的

40、傳熱能力，使得爐膛出口煙溫相應(yīng)提高，引起過熱器的沾污和腐蝕口煙溫相應(yīng)提高，引起過熱器的沾污和腐蝕（3）尾部受熱面省煤器和空氣預(yù)熱器的積灰容易導(dǎo)致煙道堵）尾部受熱面省煤器和空氣預(yù)熱器的積灰容易導(dǎo)致煙道堵塞、傳熱惡化，提高排煙溫度，降低鍋爐運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性塞、傳熱惡化，提高排煙溫度，降低鍋爐運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性 成分MgOCaOAl2O3SiO2Fe2O3FeOFeSFeS2K2O,Na2O熔化溫度280023702050223015701340110511708001000影響灰熔點的因素影響灰熔點的因素1、灰成分及其含量比例：灰成分及其含量比例：灰中的SiO2和Al2O3含量越高，灰的熔融溫度就越高；如果堿性

41、物質(zhì)增多，灰熔點將降低2、礦物之間的共熔：礦物之間的共熔：灰中氧化物結(jié)成共晶體，屬SiO2-Al2O3-CaO-FeO系統(tǒng)，熔點比結(jié)合前要低，如CaOSiO2，只有15403、氣氛：、氣氛：還原性氣氛中比氧化性氣氛中低200300 灰渣的熔融特性灰渣的熔融特性角錐法測定灰熔點（1）將灰制成小角錐（正三角形）將灰制成小角錐（正三角形底，邊長底，邊長7cm，20cm)，角錐垂直，角錐垂直地面的側(cè)面與灰托板表面垂直地面的側(cè)面與灰托板表面垂直（2）至于硅碳管加熱爐中加熱）至于硅碳管加熱爐中加熱（3）加熱速度）加熱速度 900 以前，以前，1520 /min 900 以后，以后，51 /min（4）介質(zhì)

42、氣氛）介質(zhì)氣氛 弱還原性弱還原性(50%H2+50%CO2) 或或(60%CO2+40%CO)三角形錐體灰渣的熔融特性灰渣的熔融特性FT 原形 DT ST HT DT 變形溫度變形溫度灰錐尖端開始變圓或彎曲時的溫度?；义F尖端開始變圓或彎曲時的溫度。ST 軟化溫度軟化溫度灰錐變形至下列情況時的溫度：錐體彎曲至錐尖灰錐變形至下列情況時的溫度：錐體彎曲至錐尖 觸及托板、灰錐變成球形和高度等于（小于）底觸及托板、灰錐變成球形和高度等于（小于）底 長的半球形。長的半球形。HT 半球溫度半球溫度角錐熔融為一體，形如半球狀時的爐膛溫度。角錐熔融為一體，形如半球狀時的爐膛溫度。FT 流動溫度流動溫度灰錐熔化成

43、液體或展開成高度在灰錐熔化成液體或展開成高度在1.5mm以下薄層以下薄層灰渣的熔融特性灰渣的熔融特性煤的主要特性煤的主要特性 煤的比重和氣孔率煤的比重和氣孔率 真比重：無氣孔，壓實真比重：無氣孔，壓實 12001800 kg/m3 表觀比重：表觀比重：550800 kg/m3 氣孔率：由表觀比重和真比重的差值計算氣孔率：由表觀比重和真比重的差值計算 煤的熱性質(zhì)煤的熱性質(zhì) 熱容（比熱）：熱容（比熱）： 煙煤約為煙煤約為 11.09 kJ/kg 煤的導(dǎo)熱系數(shù)：煤的導(dǎo)熱系數(shù)： 80 以下時以下時 =0.140.27 w/m 著火溫度：干燥褐煤著火溫度：干燥褐煤 250； 無煙煤無煙煤500； 煤的粘

44、結(jié)性、結(jié)焦性煤的粘結(jié)性、結(jié)焦性 粘結(jié)性：粉碎后的煤在隔絕空氣的情況下加熱到一定溫粘結(jié)性：粉碎后的煤在隔絕空氣的情況下加熱到一定溫度時，煤顆粒相互粘結(jié)形成焦塊的性質(zhì)。度時，煤顆粒相互粘結(jié)形成焦塊的性質(zhì)。 結(jié)焦性：煤在工業(yè)煉焦條件下，一種煤或幾種煤混合后結(jié)焦性：煤在工業(yè)煉焦條件下，一種煤或幾種煤混合后在隔絕空氣，高溫下的粘結(jié)性。在隔絕空氣，高溫下的粘結(jié)性。 影響煤的氣化和燃燒性能。影響煤的氣化和燃燒性能。煤的主要特性煤的主要特性 煤的反應(yīng)性，可燃性煤的反應(yīng)性，可燃性 反應(yīng)性：煤中的反應(yīng)性：煤中的C與與CO2和和H2O進(jìn)行還原反應(yīng)的能力。進(jìn)行還原反應(yīng)的能力。 可燃性：煤中的可燃性：煤中的C與氧氣進(jìn)行

45、氧化反應(yīng)的能力。與氧氣進(jìn)行氧化反應(yīng)的能力。 煤的耐熱性煤的耐熱性 煤在高溫下易于破碎的能力煤在高溫下易于破碎的能力各各 種種 煤煤 的的 性性 質(zhì)質(zhì)特性特性 泥煤泥煤 褐煤褐煤 煙煤煙煤 無煙煤無煙煤Cdaf 5364 6480 7690 9096Hdaf 5.06.6 3.46.0 3.36.0 1.04.5Odaf 2838 1430 219 0.56.0Ndaf 1.53.8 0.72.5 0.52.2 0.51.3Vdaf 50 4060 1040 40 3550 316 13發(fā)熱量發(fā)熱量 22.3萬萬 2.43.1萬萬 3.13.6萬萬 33.5萬萬顏色顏色 暗土色暗土色深黑色深黑色

46、光澤光澤無光澤無光澤金屬光澤金屬光澤表觀比重表觀比重0.51.0 0.81.3 1.21.5 1.41.8 硬度硬度 小小 大大 反應(yīng)性反應(yīng)性 大大 小小 可燃性可燃性 大大 小小 粘結(jié)性粘結(jié)性 弱弱 較弱較弱 強(qiáng)強(qiáng) 弱弱第二章第二章 液體燃料液體燃料天然的液體燃料：原油（石油）天然的液體燃料：原油（石油）人造的液體燃料：石油加工產(chǎn)品；煤干餾的產(chǎn)品；煤氣化產(chǎn)人造的液體燃料：石油加工產(chǎn)品；煤干餾的產(chǎn)品；煤氣化產(chǎn)品（焦油）；煤液化產(chǎn)品；合成石油。品（焦油）；煤液化產(chǎn)品；合成石油。一、一、 工業(yè)液體燃料的組成工業(yè)液體燃料的組成組成：烷烴組成：烷烴 C Cn nH H2n+22n+2，環(huán)烷烴，環(huán)烷烴

47、C Cn nH H2n2n，芳香烴，芳香烴C Cn nH H2n-62n-6 ，稀烴，稀烴C Cn nH H2n2n ， 氧化物，硫化物，氮化物，水分和礦物雜質(zhì)。氧化物，硫化物，氮化物，水分和礦物雜質(zhì)。分類：石蠟基（主要是烷烴），稀基，中間基（混合基），分類：石蠟基（主要是烷烴），稀基，中間基（混合基），芳香基原油。芳香基原油。1.1. 石油加工基本方法：分餾和裂解石油加工基本方法：分餾和裂解（1 1）直接蒸餾）直接蒸餾( (分餾分餾) )常壓蒸餾常壓蒸餾 P P1atm1atm 液化汽液化汽常壓重油（從塔底排出的分餾剩下的高沸點油，常壓重油（從塔底排出的分餾剩下的高沸點油，6080%）減壓蒸

48、餾減壓蒸餾 減壓塔壓力減壓塔壓力0.1at0.1at以下以下 重油中沸點降低重油中沸點降低200200，沸點，沸點700700以下成分都餾出來。減壓重油以下成分都餾出來。減壓重油（塔底）。塔底）。 石油石油 常壓蒸餾常壓蒸餾 減壓蒸餾減壓蒸餾 瀝青和減壓重油瀝青和減壓重油 液液 航航 汽汽 揮揮 煤煤 輕輕 柴油柴油 輕質(zhì)油輕質(zhì)油 化化 發(fā)發(fā) 柴柴 潤滑油潤滑油 汽汽 油油 油油 油油 油油 油油 發(fā)熱量發(fā)熱量 高高（2 2）裂解：蒸餾殘留物在高溫高壓下使分子裂化）裂解：蒸餾殘留物在高溫高壓下使分子裂化 目的目的: :多提取輕質(zhì)油多提取輕質(zhì)油, ,產(chǎn)量可達(dá)石油的產(chǎn)量可達(dá)石油的30352. 2.

49、 燃料油（直接用于工業(yè)燃燒）燃料油（直接用于工業(yè)燃燒） 種類：常壓重油，減壓重油，裂化重油種類：常壓重油，減壓重油，裂化重油 優(yōu)點：雜質(zhì)少，可燃成分多，發(fā)熱量大；便于運(yùn)輸；燃優(yōu)點：雜質(zhì)少，可燃成分多，發(fā)熱量大；便于運(yùn)輸；燃燒過程易控制；燃燒較完全；燃燒溫度高，火焰輻射能燒過程易控制；燃燒較完全；燃燒溫度高，火焰輻射能力強(qiáng)。力強(qiáng)。加熱加熱二、二、 重油的化學(xué)組成和發(fā)熱量重油的化學(xué)組成和發(fā)熱量1. 1. 化合物組成：烴，固體烴，氧化物、氮化物和硫化物等化合物組成：烴，固體烴，氧化物、氮化物和硫化物等2. 2. 族組成族組成（1 1）烷烴烷烴 CnH2n+2 n=14( (氣態(tài)氣態(tài)) )，n=516

50、( (液態(tài)液態(tài) 烴烴) )，n 17( (固態(tài)固態(tài)) ) （2 2） 稀烴稀烴 CnH2n 不飽和烴不飽和烴 （3 3） 環(huán)烷烴環(huán)烷烴CnH2n 飽和烴飽和烴 （4 4）芳香烴）芳香烴CnH2n-6 6 不飽和環(huán)狀化合物不飽和環(huán)狀化合物3. 3. 成分分析方法成分分析方法:(:(與固體燃料相同）與固體燃料相同）（1 1）元素分析：）元素分析： C H O N S Cdaf=8588%， Hdaf=1013% ， Odaf+Ndaf=1.51.0%， Sdaf=0.23%（2 2）工業(yè)分析：主要分析）工業(yè)分析：主要分析A和和W含量（一般為外部混入的）含量（一般為外部混入的） A0.3% M=41

51、0%4. 4. 發(fā)熱量發(fā)熱量40000 42000KJ/KGnetQ三三、 重油的物理性質(zhì)（使用性質(zhì)）重油的物理性質(zhì)（使用性質(zhì)）1. 1. 粘度：衡量重油流動性的指標(biāo)粘度：衡量重油流動性的指標(biāo) 運(yùn)動粘度：運(yùn)動粘度：（m2/s）， （準(zhǔn)確度高，廣泛采用）（準(zhǔn)確度高，廣泛采用） 動力粘度動力粘度 = （kg/ms） 恩氏粘度：恩氏粘度：Et Et = t的的200ml油流出時間油流出時間 / 20的的200ml水流出時間水流出時間溫度升高，重油粘度降低溫度升高，重油粘度降低 要求要求 (1)(1)管道輸送管道輸送 Et3040 (2) (2)燒嘴前，保證重油的霧化質(zhì)量燒嘴前，保證重油的霧化質(zhì)量 E

52、t=510， T=100130 (3) (3)敞開式油缸內(nèi)合適的加熱溫度敞開式油缸內(nèi)合適的加熱溫度 T=6080 （4）T蒸汽蒸汽150420.0630.07310m /sEE2. 密度密度體積膨脹系數(shù)體積膨脹系數(shù) 0.00250.002 2020 2020 20時重油密度，時重油密度，20 = 0.920.98 g/cm3 3. 表面張力表面張力 =0.0250.03N/m4.4.比熱和導(dǎo)熱系數(shù)比熱和導(dǎo)熱系數(shù) 比熱比熱 T=20100，Ct=1.301.70KJ/(kg. ) 導(dǎo)熱系數(shù)導(dǎo)熱系數(shù) =0.1280.163W/(m. )20(120tt4.187 0.4160.0006KJ/ kg

53、.Ctct5.5.閃點、燃點、著火點閃點、燃點、著火點(1)(1)定義定義 閃點：當(dāng)重油被加熱時閃點：當(dāng)重油被加熱時, ,油表面遇明火出現(xiàn)閃火時的油溫。油表面遇明火出現(xiàn)閃火時的油溫。 （重油的（重油的開口閃點開口閃點 80130，油渣油渣250 ） 燃點：能使重油表面連續(xù)燃燒時的油溫。燃點：能使重油表面連續(xù)燃燒時的油溫。 （閃點（閃點+10+10） 著火點：油自動燃燒的溫度。著火點：油自動燃燒的溫度。 （500600）(2)(2)測定方法：根據(jù)國標(biāo)測定方法：根據(jù)國標(biāo) GB26764GB26764(3)(3)意義意義 輸送、儲存時嚴(yán)格控制的指標(biāo)，輸送、儲存時嚴(yán)格控制的指標(biāo)，T T著火點著火點6.

54、 凝固點：失去流動性時的溫度，凝固點：失去流動性時的溫度，T凝凝=11157. 分類分類5050，E E=20=20，稱為，稱為2020號重油。我國：號重油。我國：2020，6060，100100，200200號重油號重油第三章第三章 氣體燃料氣體燃料城市燃?xì)獬鞘腥細(xì)馊斯っ簹馊斯っ簹?R天然氣天然氣 T液化石油氣液化石油氣 Y （LPG）工業(yè)煤氣工業(yè)煤氣發(fā)生爐煤氣發(fā)生爐煤氣水煤氣水煤氣轉(zhuǎn)爐煤氣轉(zhuǎn)爐煤氣高爐煤氣高爐煤氣可燃組分氣體：可燃組分氣體：H2，CO，CH4，CmHn不可燃組分氣體：不可燃組分氣體：N2，CO2，O2， H2O雜質(zhì)：有機(jī)硫，雜質(zhì)：有機(jī)硫， H2S，NH3，焦油蒸汽等焦油蒸汽

55、等氣體燃料氣體燃料 有利于提高燃料利用率，易于點火、燃燒，易混合，燃燒有利于提高燃料利用率，易于點火、燃燒，易混合，燃燒完全，可以預(yù)熱；完全，可以預(yù)熱； 燃燒過程易于控制；調(diào)節(jié)燃燒過程易于控制；調(diào)節(jié); ; 易于實現(xiàn)自動化；易于實現(xiàn)自動化； 經(jīng)濟(jì)，來源廣泛。如天然氣和工業(yè)加工副產(chǎn)品等；經(jīng)濟(jì)，來源廣泛。如天然氣和工業(yè)加工副產(chǎn)品等； 較少污染環(huán)境；較少污染環(huán)境； 可以利用煤氣化得到煤氣；可以利用煤氣化得到煤氣； 運(yùn)輸、儲存不方便。運(yùn)輸、儲存不方便。分類：分類： 高發(fā)熱量煤氣高發(fā)熱量煤氣 Qnet 14600kJ/Nm3 中發(fā)熱量煤氣中發(fā)熱量煤氣 Qnet = 630014600kJ/Nm3 低發(fā)熱量

56、煤氣低發(fā)熱量煤氣 Qnet 6300kJ/Nm3 3.1 氣體燃料的化學(xué)組成和發(fā)熱量氣體燃料的化學(xué)組成和發(fā)熱量1. 1. 化學(xué)組成的特點：化學(xué)組成的特點：由簡單化合物組成的混合物，易于分析；由簡單化合物組成的混合物，易于分析；可以用各組分所占的體積百分?jǐn)?shù)表達(dá)；可以用各組分所占的體積百分?jǐn)?shù)表達(dá)；各組分保持自己的獨(dú)立特性。各組分保持自己的獨(dú)立特性。，M M，C Cp p，Q Q 等具有線性迭加性；等具有線性迭加性； 粘度、導(dǎo)熱系數(shù)、擴(kuò)散系數(shù)等不能迭加。粘度、導(dǎo)熱系數(shù)、擴(kuò)散系數(shù)等不能迭加。2. 2. 化學(xué)組成的表示方法化學(xué)組成的表示方法濕成分：考慮水蒸氣含量的成分濕成分：考慮水蒸氣含量的成分干成分：

57、不包括水蒸氣的成分干成分：不包括水蒸氣的成分濕濕濕濕濕濕濕濕濕1002222242OHNOCOSHHCCHHCOmn干100X注意：注意：不考慮它的元素分析和工業(yè)分析（不包含不考慮它的元素分析和工業(yè)分析（不包含V V、A A）干成分：成分分析結(jié)果便于評價煤氣的優(yōu)劣干成分：成分分析結(jié)果便于評價煤氣的優(yōu)劣換算：換算：H2O濕濕 = =水蒸汽容積水蒸汽容積/ /濕氣體總?cè)莘e濕氣體總?cè)莘e100100%2濕干濕OHXX干干干干濕ggggOH00124. 0100124. 01001184 .2211001184 .222例例 已知：已知：CO干干% =20% 求求 CO濕濕% ？t=20解：解： 查查 則求得則求得 H2O濕濕 2.3 CO濕濕 % =20%3. 發(fā)熱量：發(fā)熱量：干干濕ggOH00124. 0100124. 02克干9 .18g%54.191003 . 210032426242/)61150166955 .302 .30(187. 4mkJSHHCHCCHHCOQ高32426242/)561411525 .858 .