鍋爐與鍋爐房設(shè)備第2章(4課時(shí))

第2章燃料及燃料計(jì)算主要內(nèi)容：燃料的化學(xué)成分1煤的燃燒特性2煤的分類(lèi)3液體燃料4氣體燃料5燃料的燃燒計(jì)算6鍋爐煙氣分析及其結(jié)果的應(yīng)用7燃料成分與性質(zhì)燃料的定義：

燃料是指從技術(shù)經(jīng)濟(jì)上講適宜于用來(lái)獲取大量熱量的物質(zhì)。燃料的分類(lèi)：

一般可以將燃料分為兩個(gè)大類(lèi)：有機(jī)燃料和核子燃料，后者用于核反應(yīng)堆，不屬于常規(guī)能源的范疇，我們以下所說(shuō)的燃料一般是指有機(jī)燃料。1.1.燃料的化學(xué)成分及其性質(zhì)有機(jī)燃料：是指主要元素成分為碳和氫的物質(zhì)，它在空氣中燃燒時(shí)可以釋放出大量的熱量。最重要的有機(jī)燃料是化石燃料。所謂化石燃料是指埋藏在地下的遠(yuǎn)古生物的遺體，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的地質(zhì)作用所形成的物質(zhì)，主要有煤、石油、天然氣、油頁(yè)巖和煤頁(yè)巖，也包括石油伴生氣和煤層氣（瓦斯氣），以及目前還難以開(kāi)采的天然氣水合物。生物質(zhì)也是比較常見(jiàn)的有機(jī)燃料，主要是柴薪和各種農(nóng)林廢棄物，如甘蔗渣、稻殼、木屑、農(nóng)作物秸稈等等。城市生活垃圾和某些工業(yè)廢棄物中也含有可以燃燒的有機(jī)組分，適當(dāng)處理后也可以看成一種有機(jī)燃料。燃料成分與性質(zhì)有機(jī)燃料按照其狀態(tài)可以分為三類(lèi)：固體燃料、液體燃料和氣體燃料。有機(jī)燃料的元素組成：有機(jī)燃料由有機(jī)物和無(wú)機(jī)物組成。有機(jī)組分一般含有碳C、氫H、氧O、氮N、硫S五種元素，而無(wú)機(jī)組分一般認(rèn)為是由水分M和灰分A組成的，通常將以上七個(gè)組分稱(chēng)為有機(jī)燃料的元素組成?？扇蓟焊叻肿踊衔铮煞諧,H,O,N,S惰性基：多種礦物質(zhì)，灰分燃料成分與性質(zhì)有機(jī)燃料的元素解析：碳C它是有機(jī)燃料中的最主要的可燃組分，在空氣中完全燃燒時(shí)每千克碳可以放出32866千焦的熱量，其完全燃燒產(chǎn)物是二氧化碳。氫H它是有機(jī)燃料中重要的可燃組分，在空氣中完全燃燒時(shí)每千克氫可以放出120370千焦的熱量，所以含氫較多的燃料一般發(fā)熱量也較高，它的燃燒產(chǎn)物是水蒸氣。燃料成分與性質(zhì)氧O它存在于燃料的有機(jī)組分中，是一種不可燃組分。燃料有機(jī)組分中的氧元素和其它元素之間總是要由化學(xué)鍵連接起來(lái)，氧元素的存在必然會(huì)降低燃料的化學(xué)能，使得燃料的發(fā)熱量下降，所以含氧量較多的燃料的發(fā)熱量必然較低。氮N它也是存在于燃料的有機(jī)組分之中的不可燃組分。燃料中的氮在燃燒之后絕大部分轉(zhuǎn)化成氮?dú)?，少部分?jīng)過(guò)復(fù)雜的中間過(guò)程生成各種氮的氧化物即NOX（主要是NO），煙氣中這部分NOX稱(chēng)為燃料型NOX。燃料成分與性質(zhì)硫S硫也是一種可燃組分，每千克單質(zhì)硫燃燒生成二氧化硫時(shí)可以釋放出的熱量。燃料中的硫可以存在于有機(jī)組分和無(wú)機(jī)組分中，分別稱(chēng)為有機(jī)硫和無(wú)機(jī)硫。有機(jī)硫以硫醚、噻吩或其它形式存在于燃料有機(jī)質(zhì)的大分子中，燃燒之后被氧化成硫的氧化物（SO2或SO3，統(tǒng)稱(chēng)SOX）。無(wú)機(jī)硫有兩種存在形式，分別為硫鐵礦和硫酸鹽，相應(yīng)地稱(chēng)作硫鐵礦硫和硫酸鹽硫，其中硫鐵礦中的硫份在燃燒過(guò)程中生成SOX進(jìn)入煙氣，硫酸鹽根據(jù)燃燒條件可以分解釋放出SOX或者維持原型進(jìn)入灰渣。燃料成分與性質(zhì)硫S硫份是燃料中最為有害的成分。燃燒過(guò)程中生成的SOX進(jìn)入煙氣之后，會(huì)對(duì)后續(xù)的受熱面產(chǎn)生腐蝕，并且是受熱面上產(chǎn)生粘結(jié)性積灰的重要原因之一，所以燃料中的硫份對(duì)于設(shè)備的工作有嚴(yán)重的不利影響。另外，有機(jī)燃料的燃燒產(chǎn)生的SOX也是我國(guó)大氣污染最大的污染源。燃料成分與性質(zhì)水分M(Moisture)燃料中的水分有多種可能的賦存方式。

存在于燃料中的游離水分稱(chēng)為外在水分，外在水分的含量極其不穩(wěn)定，容易隨著環(huán)境條件的變化而變化；以表面力或其它方式吸附或凝聚在微孔隙之中的水分稱(chēng)為內(nèi)在水分，它相對(duì)比較穩(wěn)定，只有在燃料受熱時(shí)才會(huì)釋放出來(lái)；以結(jié)晶水的方式存在于礦物質(zhì)中的水分稱(chēng)為結(jié)晶水。通常所說(shuō)的燃料的水分不包括結(jié)晶水。燃料成分與性質(zhì)水分M(Moisture)水分對(duì)燃料的燃燒過(guò)程有多方面的影響。燃料受熱后，所含水分的蒸發(fā)過(guò)程需要吸收大量的熱量，所以含水量較高的燃料著火比較困難，這是水分的有害的方面；但是，水分的團(tuán)聚作用可以降低火床燃燒過(guò)程的飛灰量，更重要的是，煙氣中的水蒸汽可能直接或間接地參與燃燒反應(yīng)，這是其有利的方面。燃料所含的水分在燃燒過(guò)程中以蒸汽狀態(tài)進(jìn)入煙氣，所以燃料的含水量影響到煙氣中水蒸汽的含量，從而影響到煙氣的性質(zhì)，進(jìn)一步影響到受熱面的工作過(guò)程，包括輻射傳熱和對(duì)流傳熱過(guò)程，以及受熱面的腐蝕和積灰等。燃料成分與性質(zhì)灰分A(Ash)燃料的無(wú)機(jī)組分中，除了水分之外，就是各種礦物質(zhì)，它在灼燒之后是各種氧化物的混合物，常見(jiàn)的組分有SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、Na2O、K2O、V2O5等等，其中SiO2和Al2O3是酸性組分，其余為堿性組分。礦物質(zhì)基本上是不可燃組分，被視作燃料中的雜質(zhì)，含礦物質(zhì)多的燃料常常稱(chēng)為劣質(zhì)燃料。燃料成分與性質(zhì)灰分A(Ash)燃料中的灰分是指燃料灼燒之后的剩余物，所以嚴(yán)格地講，灰分和礦物質(zhì)并不完全是同一個(gè)概念，因?yàn)槿剂系牡V物質(zhì)中的結(jié)晶水在灼燒之后可能消失，碳酸鹽也可能在灼燒過(guò)程中分解，某些礦物質(zhì)也可能在灼燒過(guò)程中升華（比如Na2O、K2O、V2O5等組分在800℃以上即可升華，這些組分通常稱(chēng)作升華灰）。煤的灰分一般采用灼燒失重法來(lái)測(cè)定，為了盡量減小測(cè)定結(jié)果與煤中固有礦物質(zhì)之間的差別，同時(shí)為了減小水分和揮發(fā)份的析出帶走部分樣品，所以灰分的測(cè)定過(guò)程應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格控制升溫速度和灼燒溫度，并且保證足夠多的灼燒時(shí)間以使得殘?zhí)纪耆急M。燃料成分與性質(zhì)灰分A(Ash)灰分對(duì)鍋爐的工作過(guò)程有著非常深刻的影響。首先，燃燒過(guò)程的幾個(gè)重要指標(biāo)，比如著火性能、燃燒速度、燃盡率等等，在很大程度上受到灰分含量和組成的某種限制；其次，灰分還決定著爐膛結(jié)渣過(guò)程和受熱面積灰過(guò)程；最后，灰分中的某些組分可能參與受熱面的煙氣側(cè)腐蝕過(guò)程和磨損過(guò)程，所以必須要對(duì)燃料中的灰分含量和性質(zhì)給予足夠的重視。燃料成分與性質(zhì)灰分A(Ash)燃料中灰分的來(lái)源有多種途徑。成煤植物中所含的礦物質(zhì)、成煤過(guò)程中地下水和微生物帶入的礦物質(zhì)是煤中固有的，這部分灰分在煤中基本呈現(xiàn)均勻分布，稱(chēng)之為內(nèi)在灰分；另外，在燃料的開(kāi)采、加工、運(yùn)輸、存儲(chǔ)等環(huán)節(jié)，可能混入各種雜質(zhì)，這部分灰分稱(chēng)為外在灰分。一般，燃料的內(nèi)在灰分的含量比較穩(wěn)定，而外在灰分的含量會(huì)隨著外界的條件的不同而波動(dòng)。燃料成分與性質(zhì)燃料的成分表達(dá)基準(zhǔn)：如上所述，燃料中的有機(jī)組分基本是穩(wěn)定的，但是無(wú)機(jī)組分的含量則是不穩(wěn)定的，尤其是外在水分和外在灰分在不同的場(chǎng)合可能會(huì)有較大的變化，這就對(duì)燃料組分的定量描述帶來(lái)不確定性，所以在對(duì)燃料的組分進(jìn)行表達(dá)時(shí)，首先應(yīng)當(dāng)明確的就是采用何種基準(zhǔn)，也就是說(shuō)，應(yīng)當(dāng)指明樣品的制備條件。燃料成分與性質(zhì)收到基指以實(shí)際被使用的燃料作為成分基準(zhǔn)，又稱(chēng)應(yīng)用基。燃料的收到基成分是設(shè)計(jì)計(jì)算和運(yùn)行校核的依據(jù)。收到基成分用下標(biāo)“ar”表示，即：

Car+Har+Oar+Nar+Sar+Mar+Aar=100(%)其中，Car表示燃料中碳占有的質(zhì)量份額，它是一個(gè)百分?jǐn)?shù)，通常在燃料的成分表示中約定將百分號(hào)約去，比如“某燃料Car=58”的含義是：該燃料的收到基碳份為58%，余此類(lèi)推。燃料成分與性質(zhì)空氣干燥基指實(shí)驗(yàn)室中以溫度為60℃、相對(duì)濕度60%的空氣對(duì)燃料進(jìn)行風(fēng)干后制取的樣品作為成分基準(zhǔn)，又稱(chēng)分析基。燃料的分析基成分可以比收到基更穩(wěn)定地表示燃料的成分，它基本排除了外在水分的波動(dòng)對(duì)成分表達(dá)的影響，常用于在實(shí)驗(yàn)室中用于描述燃料。分析基成分，用下標(biāo)“ad”表示，即：Cad+Had+Oad+Nad+Sad+Mad+Aad=100(%)燃料成分與性質(zhì)干燥基指以除去所有水分的燃料樣品作為成分基準(zhǔn)，它完全排除了水分對(duì)成分表達(dá)的干擾。燃料的干燥基成分常用于表達(dá)燃料的灰分含量。干燥基成分用下標(biāo)“d”表示，即：

Cd+Hd+Od+Nd+Sd+Ad=100(%)無(wú)水無(wú)煙基指以除去了所有水分和灰分的樣品作為成分基準(zhǔn)，又稱(chēng)可燃基。無(wú)水無(wú)灰基以下標(biāo)“daf”表示，即：Cdaf+Hdaf+Odaf+Ndaf+Sdaf=100(%)燃料成分與性質(zhì)基準(zhǔn)之間的換算：同一種燃料，可以用不同的基準(zhǔn)來(lái)表達(dá)，不同的基準(zhǔn)之間可以通過(guò)等比關(guān)系加以換算。比如，某種燃料的成分用收到基和空氣干燥基表達(dá)分別為：

Car+Har+Oar+Nar+Sar+Mar+Aar=100Cad+Had+Oad+Nad+Sad+Mad+Aad=100由于兩個(gè)基準(zhǔn)之間的差別僅在于水分，將上面二式移項(xiàng)：Car+Har+Oar+Nar+Sar+Aar=100-Mar

Cad+Had+Oad+Nad+Sad+Aad=100-Mad

這二式的左側(cè)具有完全相同的組成，則以等式的右側(cè)為基準(zhǔn)時(shí)各組分的含量應(yīng)當(dāng)相同，所以有：燃料成分與性質(zhì)基準(zhǔn)之間的換算：所以，收到基和空氣干燥基的碳份之間有如下的換算關(guān)系：其它組分之間也有完全相同的關(guān)系，所以稱(chēng)為收到基和空氣干燥基之間的基間換算系數(shù)。使用相同的方法，可以得出任意兩個(gè)基準(zhǔn)之間的換算系數(shù)。燃料成分與性質(zhì)換算例題：例：已知某種固體燃料，該燃料在實(shí)驗(yàn)室中的分析結(jié)果為空氣干燥基碳分和水分分別為60%和10%;現(xiàn)場(chǎng)取樣分析得到該燃料的收到基水分為15%，現(xiàn)欲求取該燃料的收到基碳分。解：通過(guò)換算系數(shù)有燃料成分與性質(zhì)燃料的發(fā)熱量的定義：

關(guān)于燃料發(fā)熱量的定義有以下一種解釋?zhuān)?qǐng)大家注意分析其正確性發(fā)熱量是指單位質(zhì)量（對(duì)于氣體燃料，指單位體積）的燃料在完全燃燒之后將燃燒產(chǎn)物冷卻到燃燒前的溫度所釋放出的熱量，又稱(chēng)作燃料的熱值。它的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)單位為“千焦/千克”（kJ/kg），對(duì)于氣體燃料為“千焦/標(biāo)米立方”（kJ/Nm3）。燃料的發(fā)熱量是燃料最重要的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)。煤的燃燒特性1.2.煤的燃燒特性燃料的發(fā)熱量的定義：上述發(fā)熱量的定義很不嚴(yán)密，至少可以有三種不同的解釋?zhuān)?、沒(méi)有指定燃燒過(guò)程的條件：如果燃燒過(guò)程是定容過(guò)程，對(duì)應(yīng)的發(fā)熱量稱(chēng)作恒容發(fā)熱量；如果燃燒過(guò)程是定壓過(guò)程，對(duì)應(yīng)的發(fā)熱量稱(chēng)為恒壓發(fā)熱量；2、未說(shuō)明燃燒產(chǎn)物中水的狀態(tài)：根據(jù)燃燒產(chǎn)物中水的狀態(tài)，又可以將發(fā)熱量分為高位發(fā)熱量（又稱(chēng)為毛熱值）和低位發(fā)熱量（又稱(chēng)為凈熱值），前者指煙氣被冷卻到燃燒前的溫度時(shí)，其中的水分以液態(tài)的方式存在，后者指水分以水蒸氣的方式存在，二者之間相差煙氣中所含的水蒸汽的凝結(jié)潛熱；3、燃料的發(fā)熱量還應(yīng)當(dāng)指明所用的樣品的基準(zhǔn)。煤的燃燒特性燃料的發(fā)熱量的定義：所以表示燃料的發(fā)熱量時(shí)，一定要指明燃燒過(guò)程特征、燃料的基準(zhǔn)和燃燒產(chǎn)物中水的狀態(tài)這三個(gè)條件，符號(hào)表達(dá)中將這三個(gè)條件以下標(biāo)的方式注明，例如：Qnet,p,ar——表示燃料的收到基恒壓低位發(fā)熱量；Qgross,v,ad——表示燃料的空氣干燥基恒容高位發(fā)熱量。使用氧彈量熱計(jì)對(duì)燃料進(jìn)行發(fā)熱量測(cè)定，得到的是燃料的空氣干燥基恒容高位發(fā)熱量。我國(guó)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：熱工計(jì)算涉及燃料的熱值時(shí)，以收到基恒容低位發(fā)熱量為準(zhǔn)。煤的燃燒特性同位之間的發(fā)熱量換算：根據(jù)定義可知，同位異基之間的發(fā)熱量的換算可以直接使用基間換算系數(shù)。同基之間的發(fā)熱量換算：根據(jù)定義，同基之間高位發(fā)熱量和低位發(fā)熱量之差等于煙氣中所含水分的凝結(jié)潛熱。燃料燃燒生成的煙氣中的水分有兩個(gè)來(lái)源：燃料中的氫元素生成的水分和燃料中的水分蒸發(fā)生成的水分。由于每千克氫生成9千克水，所以每千克燃料生成的煙氣中，所含水分的質(zhì)量為：千克則有煤的燃燒特性式中，r為水蒸氣的凝結(jié)比潛熱，它的大小取決于燃燒產(chǎn)物的壓力。我國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，熱值換算時(shí)，統(tǒng)一取r=2512kJ/kg。異基異位之間的發(fā)熱量換算：這種換算可以分兩步進(jìn)行：先進(jìn)行同基異位之間的換算，再進(jìn)行同位異基之間的換算。異位同基換算關(guān)系：煤的燃燒特性

對(duì)于高位發(fā)熱量來(lái)說(shuō)，水分只是占據(jù)了質(zhì)量的已定份兒而使發(fā)熱量降低；對(duì)于低位發(fā)熱量，水分不僅占據(jù)了質(zhì)量的一定份額，而且還要吸收汽化潛熱。因此高位異基可利用表2-1進(jìn)行換算。

對(duì)于低位發(fā)熱量則不然，必須要考慮煙氣中全部水蒸汽的汽化潛熱，低位異基利用表2-2進(jìn)行換算。煤的燃燒特性例題：實(shí)驗(yàn)室中測(cè)得某燃料的空氣干燥基恒容毛熱值為21000kJ/kg，空氣干燥基水分為8%，氫分為4%；現(xiàn)場(chǎng)取樣測(cè)得收到基水分為12%，求該燃料的收到基恒容凈熱值。已知:Qgr,v,ad=21000,Mad=8%,Had=4%,Mar=12%解：（1）（2）煤的燃燒特性二、煤的工業(yè)分析元素分析成分反映了燃料的元素組成，但是元素分析的設(shè)備和操作過(guò)程都很復(fù)雜，普通用戶難以進(jìn)行，而且元素分析所得的數(shù)據(jù)并不能有效地反映出它的實(shí)際燃燒特征。為此，本著簡(jiǎn)單實(shí)用的原則，將煤看成是由水分、灰分和可燃質(zhì)組成的混合物，一、煤在爐內(nèi)加熱燃燒過(guò)程1．預(yù)熱和干燥2．揮發(fā)物的逸出3．焦炭的形成4．灰渣的形成煤的燃燒特性而對(duì)可燃質(zhì)不用元素組成來(lái)描述，而是看作是由揮發(fā)分V和固定碳FC組成的，用這種方式描述的煤組成稱(chēng)為煤的工業(yè)分析成分，即：V+FC+A+M=100（%）煤的工業(yè)分析包括：1、工業(yè)分析成分的測(cè)定；2、粘結(jié)性的測(cè)定；3、灰的熔融性的測(cè)定；4、煤的可磨性指數(shù)的測(cè)定；5、其他性質(zhì)的測(cè)定（比如沖蝕指數(shù)等）。煤的燃燒特性揮發(fā)分V：揮發(fā)分被定義為：煤在受熱時(shí)，在釋放出水蒸氣之后，繼續(xù)釋放出的那部分氣相產(chǎn)物；而固定碳則被定義為除了揮發(fā)f分之外的那部分可燃質(zhì)。確切地講，揮發(fā)份和固定碳并不是煤的固有成分，而是煤炭使用過(guò)程中表現(xiàn)出的一種性能參數(shù)。組成：

揮發(fā)份是氣相混合物，具體組成與煤種和加熱條件相關(guān)，它一般由CO、CO2、H2、N2以及各種烴類(lèi)組成，是煤炭的有機(jī)大分子裂解后的氣相產(chǎn)物，揮發(fā)份的高低表征著煤炭的著火性能的好壞，是一個(gè)非常重要的參數(shù)，通常用無(wú)水無(wú)灰基的揮發(fā)分Vdaf來(lái)加以描述。煤的燃燒特性揮發(fā)分的測(cè)定：揮發(fā)分并不是煤中的固有組分，它是在使用過(guò)程中表現(xiàn)出來(lái)的，所以揮發(fā)分的大小與受熱條件密切相關(guān)。為了得到統(tǒng)一的、可以比較的揮發(fā)分含量的數(shù)據(jù)，必須對(duì)受熱條件作出統(tǒng)一的規(guī)定。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于煤的揮發(fā)物測(cè)定作了如下限定：揮發(fā)份的測(cè)定在箱式電爐中進(jìn)行，爐溫事先預(yù)熱915℃，然后在天平上秤取1克左右的粒度小于1mm的煤樣置于特制的帶蓋坩堝中，打開(kāi)爐門(mén)將坩堝置于爐內(nèi)，并快速關(guān)閉爐門(mén)，開(kāi)始計(jì)時(shí)到7分鐘時(shí)取出坩堝，在干燥皿中冷卻后秤重。煤樣失去的質(zhì)量占煤樣的份額即為揮發(fā)份和水分的和。煤的燃燒特性揮發(fā)分的意義：煤的揮發(fā)分含量只是在規(guī)定條件下的測(cè)定結(jié)果，這個(gè)結(jié)果可以用于煤種之間的比較，但是這個(gè)結(jié)果并不能代表煤在實(shí)際燃燒過(guò)程中釋放的氣相產(chǎn)物，事實(shí)上，實(shí)際燃燒過(guò)程中，煤炭釋放的氣相產(chǎn)物的多少是與升溫速度和其它許多因素相關(guān)的。由于燃燒過(guò)程中，氣相可燃物的反應(yīng)速度遠(yuǎn)大于固相可燃物，所以揮發(fā)份的高低直接影響到煤的燃燒性能，尤其是著火性能。煤的燃燒特性固定碳FC：固定碳指煤中除了水分、灰分和揮發(fā)份之外的剩余組分，所以在測(cè)定了以上三個(gè)組分的含量之后，就可以計(jì)算出煤中的固定碳含量，而不需要測(cè)定。工業(yè)分析與元素分析的比較：

有機(jī)組分

無(wú)機(jī)組分

FCV

A

M

CHONSAM煤的燃燒特性煤的粘結(jié)性（焦結(jié)性）：按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法進(jìn)行揮發(fā)分測(cè)定之后，坩堝中的剩余物是灰分和固定碳的混合物，稱(chēng)為焦渣。不同的煤具有不同的焦渣特性，又稱(chēng)為煤的粘結(jié)性。按照揮發(fā)物測(cè)定的剩余物的形態(tài)，可以將焦渣分為8種。煤的燃燒特性粘結(jié)性的分類(lèi)：1、粉狀2、粘著3、弱粘結(jié)4、粘結(jié)5、弱膨脹粘結(jié)6、不熔融膨脹粘結(jié)7、弱熔融膨脹粘結(jié)8、強(qiáng)膨脹熔融粘結(jié)煤的燃燒特性粘結(jié)性的意義：煤的粘結(jié)性對(duì)實(shí)際的鍋爐工作過(guò)程有重要影響，主要表現(xiàn)在：粘結(jié)性強(qiáng)的煤種十分容易在受熱之后結(jié)焦，也就是煤的顆粒之間相互粘結(jié)在一起而形成大的“焦塊”，火床燃燒時(shí)破壞燃料層的通風(fēng)，火室燃燒時(shí)在燃燒器出口或爐墻上形成大的焦渣。煤的燃燒特性灰的熔融性：煤在燃燒過(guò)程中，必然要經(jīng)受高溫，而煤中的灰分一旦在高溫條件下發(fā)生熔化，就會(huì)對(duì)鍋爐的工作過(guò)程產(chǎn)生十分不利的影響，主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：1）熔融的灰分將煤粒包裹起來(lái)，阻隔了可燃質(zhì)與氧氣的接觸，從而造成可燃質(zhì)無(wú)法燃盡的后果這種現(xiàn)象稱(chēng)為“裹灰”。2）熔融的灰分結(jié)成大塊的現(xiàn)象稱(chēng)為“結(jié)渣”。爐墻上結(jié)渣會(huì)破壞爐膛傳熱過(guò)程甚至引發(fā)嚴(yán)重事故；火床爐的床層內(nèi)結(jié)渣，會(huì)破壞床層的通風(fēng)工況。煤的燃燒特性灰熔點(diǎn)：表征灰的熔融性的指標(biāo)是灰熔點(diǎn)，它指的是煤中的灰分發(fā)生“固-液”相變時(shí)對(duì)應(yīng)的溫度。但是，煤中的灰分是多組分的混合物，它并不象晶體那樣具有固定的熔點(diǎn)，它的相變過(guò)程是在一個(gè)溫度范圍內(nèi)發(fā)生的，所以灰熔點(diǎn)只能以幾個(gè)特征溫度來(lái)描述。煤的燃燒特性灰熔點(diǎn)的測(cè)定：將灰分測(cè)定后所得的灰樣在模具內(nèi)壓制成底邊為正三角形的灰錐，底邊邊長(zhǎng)為7毫米，灰錐高度為21毫米，置于托盤(pán)上送入管式電爐中緩慢升溫，觀察灰錐形態(tài)變化與溫度的對(duì)應(yīng)關(guān)系，從而得到三個(gè)特征溫度：變型溫度t1、軟化溫度t2和熔化溫度t3,這三個(gè)溫度就用來(lái)代表灰熔點(diǎn)。煤的燃燒特性特征溫度：三個(gè)特征溫度與灰錐形態(tài)的對(duì)應(yīng)關(guān)系為：

灰錐

t1t2t3煤的可磨性指數(shù)：煤粉鍋爐使用的燃料形態(tài)是煤粉，煤的可磨性指數(shù)是指在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)磨煤機(jī)中樣品的制粉電耗與參比煤樣的制粉電耗的比值。它是制粉系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。煤的燃燒特性煤炭分類(lèi)方法：按干燥無(wú)灰基揮發(fā)分多少，也即接近于按煤的煤化程度對(duì)煤進(jìn)行分類(lèi)，可以分為褐煤煤化程度較低，Vdaf可達(dá)37%-50%，容易著火，但吸水能力較強(qiáng)。其內(nèi)部雜質(zhì)和外部雜質(zhì)都多，碳含量Car在40%-50%，發(fā)熱量不高，一般在1150-2100kJ/kg。2.煙煤碳含量高，揮發(fā)分也多，Vdaf>20%-40%，易著火和燃燒，灰分和水分較少，發(fā)熱量較高。煙煤呈黑色，質(zhì)地松軟，具有一定光澤，燃燒時(shí)多煙，是自然界分布最廣和最多的品種。1.3.煤的分類(lèi)煤的分類(lèi)3.貧煤其煤化程度低于無(wú)煙煤，其揮發(fā)分Vdaf>10%-20%.和煙煤相比，較難著火和燃燒，發(fā)熱量介于無(wú)煙煤和一般煙煤之間。4.無(wú)煙煤俗稱(chēng)白煤，煤化程度最高，揮發(fā)分含量最少，Vdaf<10%;碳含量最高，最高的干燥無(wú)灰基碳含量達(dá)95%-98%，著火困難，發(fā)熱量一般較高,可達(dá)6000-6500kJ/kg。煤的分類(lèi)煤的分類(lèi)：煤的分類(lèi)工業(yè)鍋爐用煤的分類(lèi)：我國(guó)的工業(yè)鍋爐用煤以揮發(fā)份為一級(jí)指標(biāo)，將煤分為褐煤、煙煤、貧煤和無(wú)煙煤四個(gè)大類(lèi)，另外加上高灰分的煤矸石（稱(chēng)為石煤），組成了五個(gè)大類(lèi)煤種。以發(fā)熱量和灰分為二級(jí)分類(lèi)指標(biāo)，再將石煤、煙煤和無(wú)煙煤各分為三個(gè)類(lèi)別，總共有11個(gè)小類(lèi)。煤的分類(lèi)工業(yè)鍋爐煤質(zhì)分類(lèi)表：煤的分類(lèi)鍋爐用液體燃料主要有兩類(lèi)：重油（燃料代號(hào)YZ）和輕油（一般指柴油，燃料代號(hào)YQ）。液體燃料的主要性能指標(biāo)有：熱值、粘度、含硫量、機(jī)械雜質(zhì)含量、閃點(diǎn)、凝固點(diǎn)等。凝固點(diǎn)：一般指液體燃料失去流動(dòng)性時(shí)對(duì)應(yīng)的溫度，它對(duì)燃料的儲(chǔ)運(yùn)有極其重要的影響。（例如重油為22-36攝氏度）1.4.液體燃料液體燃料黏度：黏度是液體燃料使用過(guò)程中涉及的最為重要的指標(biāo)，它不僅影響到燃料的儲(chǔ)存和輸運(yùn)，更重要的是影響到燃燒時(shí)的霧化性能。黏度有兩種：絕對(duì)黏度（單位為mm2/s)和條件黏度。條件黏度是在實(shí)驗(yàn)室條件下采用某種方法測(cè)得的黏度，常用的條件黏度有恩氏粘度（無(wú)量綱，符號(hào)為0E）、雷氏黏度（單位為秒）、賽氏黏度（單位為秒）等，我國(guó)常用恩氏黏度。液體燃料的黏度與溫度的關(guān)系密切，一般可以通過(guò)提高溫度的方法來(lái)降低黏度。液體燃料液體燃料的牌號(hào)：

重油：一般用50℃時(shí)的恩氏粘度的數(shù)值來(lái)表示重油的牌號(hào)，常見(jiàn)的牌號(hào)比如20號(hào)、50號(hào)、100號(hào)、200號(hào)重油等等。

輕油：一般用凝固點(diǎn)來(lái)表示柴油的牌號(hào)，常用的有10號(hào)、0號(hào)、-10號(hào)等等。液體燃料鍋爐用氣體燃料主要有：天然氣（燃料代號(hào)QT）、高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣、城市煤氣、煤層氣、液化石油氣等等。氣體燃料幾乎不含灰分，對(duì)鍋爐的工作十分有利。氣體燃料之間的熱值相差很大。高熱值的石油液化氣和天然氣是優(yōu)質(zhì)的氣體燃料，低熱值的高爐煤氣是劣質(zhì)的氣體燃料。1.5.氣體燃料氣體燃料氣體燃料的特點(diǎn)：基本無(wú)公害，有利保護(hù)環(huán)境只含有少量硫分和灰分，經(jīng)脫硫后硫分污染忽略不計(jì)。運(yùn)輸方便，使用性能優(yōu)越管道運(yùn)輸，無(wú)運(yùn)輸和存儲(chǔ)過(guò)程中有害物泄漏、粉塵污染和噪聲污染；更易于空氣混合，可提高鍋爐燃燒效率。易于燃燒調(diào)節(jié)燃燒器具有跟蹤并迅速適應(yīng)和滿足鍋爐負(fù)荷變換的特點(diǎn)。其他燃料：生物質(zhì)燃料：主要是農(nóng)林產(chǎn)品的加工廢棄物，比如甘蔗渣（燃料代號(hào)G）、稻殼（燃料代號(hào)D）、木屑（燃料代號(hào)M）等等。人工燃料：比如水煤漿、油煤漿等等。工業(yè)廢棄物：含有可燃質(zhì)的工業(yè)廢氣、廢液等，比如造紙黑液?？扇脊腆w廢棄物：比如城市垃圾等。氣體燃料1.6.燃料的燃燒計(jì)算理論空氣量計(jì)算實(shí)際空氣量計(jì)算理論煙氣量計(jì)算實(shí)際煙氣量計(jì)算空氣與煙氣焓計(jì)算溫焓表燃燒計(jì)算理論空氣量（Vko）的計(jì)算：定義：?jiǎn)挝毁|(zhì)量（對(duì)于氣體燃料為單位體積）燃料完全燃燒時(shí)所需要的最小空氣體積，單位為Nm3/kg(對(duì)于氣體燃料為Nm3/Nm3）。計(jì)算：依照化學(xué)反應(yīng)當(dāng)量比，得：燃燒計(jì)算燃燒所需的空氣量計(jì)算實(shí)際空氣量（Vk）的計(jì)算：指實(shí)際參與燃燒得空氣量。定義：實(shí)際參與燃燒得空氣量與理論空氣量的比值稱(chēng)為過(guò)量空氣系數(shù)，即：則：實(shí)際空氣量可以表達(dá)為：其中（Vk-Vko）被稱(chēng)為過(guò)量空氣。燃燒計(jì)算理論煙氣量（Vyo）的計(jì)算：定義：指過(guò)量空氣系數(shù)為1的條件下單位質(zhì)量（或體積）的燃料完全燃燒所生成的煙氣量。根據(jù)定義和化學(xué)反應(yīng)當(dāng)量比，可得理論煙氣量得計(jì)算式：燃燒計(jì)算燃燒生成的煙氣量計(jì)算實(shí)際煙氣量（Vy）的計(jì)算：定義：指實(shí)際燃燒條件下（過(guò)量空氣系數(shù)大于1）的單位質(zhì)量（或體積）的燃料完全燃燒所生成的煙氣量。根據(jù)定義，可得實(shí)際煙氣量的計(jì)算式：燃燒計(jì)算理論空氣焓（Iko）的計(jì)算：定義為