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第七章 燃料、燃烧计算及锅炉热平衡 LOGO * LOGO 7.1 燃料的组成 燃料的种类 物态 煤的组成 各成分的组成 C+H+O+N+S+A+M=100 其中碳（C）：主要可燃元素，约占15％～85％。 氢（H）：可燃成分，发热量是碳的3.6倍，约占2％～6％。 氧（O）和氮（N）：不可燃成分，生成有害物NOx，O的比重不一，N的比重约占0.5%~2%。 硫（S）：有三种形态，有机硫、黄铁矿硫和硫酸盐硫，前2种可燃，后一种不燃烧；硫燃烧生成SO2、SO3。 灰分（A）：煤完全燃烧后生成的固态残余物。 水分（M）：不可燃成分。 燃料油的组成 各成分的组成 C+H+O+N+S+A+M=100 其中碳（C）：主要可燃元素，约占85％～88％。 氢（H）：可燃成分，发热量是碳的3.6倍，约占10％～13％。 氧（O）和氮（N）：不可燃成分，生成有害物NOx。 硫（S）：有三种形态，有机硫、黄铁矿硫和硫酸盐硫，前2种可燃，后一种不燃烧；硫燃烧生成SO2、SO3。 灰分（A）：煤完全燃烧后生成的固态残余物。 水分（M）：不可燃成分。 燃气气体燃料的组成 各成分的组成 可燃成分：CO、氢、碳氢化合物等 不可燃成分：氮、氧、CO2等。 有害杂质：焦油和灰尘，奈，硫化氢，氨，水分，残液。 7.2 燃料的特性 煤的特征 （1）煤的工业分析 测定煤水分（M）、灰分（A）、挥发分（V）、固定碳（C）。 各成分，用质量百分数表示。 A+V+M+C=100 挥发分（V）——煤在隔绝空气加热后，有机物质分解所得的气体物质。主要成分有碳氢化合物、碳氧化合物、氢和焦油蒸气。 测定挥发分所残留的物质是焦渣。 （2）煤灰的熔融特性 用角锥法测定四个特征温度IT、ST、HT、FT。 灰渣熔融特性温度的定义示意图 燃料油的特征 ①黏度——用于判断油的流动和雾化性能。 黏度单位：m2/s，沲（st），厘沲（cst），恩氏黏度（°E）。 1st=1cm2/s=10-4m2/s 1cst=10-2st=10-6m2/s °E——在某温度下200mL燃料油从恩氏黏度计中流出时间与20℃时200mL的蒸馏水流出时间的比值。 ②闪点——在大气压力下，汽化的燃料油和空气的混合物与火焰接触，发生短促闪火的最低温度。 ③燃点——在大气压力下，汽化的燃料油和空气的混合物与火焰接触发生持续燃烧（不少于5秒）的最低温度。 ④凝固点——燃料油在45°倾斜的试管壁，能保持5～10s而不流动的温度。 ⑤倾点——上述条件刚能流动的温度，一般认为倾点=凝固点+2.5℃。 燃气的特征 标准状态下密度 （kg/Nm3） 平均分子量 平均容积比热cv（kJ/（m3·℃）） 发热量Q（kJ/Nm3） i 7.3 燃料成分分析基及煤的发热量 “基”的表示方法 （1）收到基（as received basis）——包括全部水分和灰分在内的燃料成分总量作基数。 Car+Har+Oar+Nar+Sar+Aar+Mar=100 （2）空气干燥基（air dried basis）——去掉外在水分的燃料作基数。 Cad+Had+Oad+Nad+Sad+Aad+Mad=100 （3）干燥基（dry basis）——去掉全部水分的燃料作基数。 Cd+Hd+Qd+Nd+Sd+Ad=100 （4）干燥无灰基（dry ash-free basis）——去掉水分和灰分的燃料作基数。 Cdaf+Hdaf+Odaf+Ndaf+Sdaf=100 煤的发热量 高位发热量Qgr,v（kJ/kg）——1kg煤完全燃烧时放出的热量，含烟气中水蒸气凝结放出的热量。 低位发热量Qnet,v（kJ/kg）——1kg煤完全燃烧时放出的热量扣除水蒸气的汽化潜热后所得的热量。 按收到基计算的高位发热量 按空气干燥基计算的高位发热量 Qgr,v,ad-Qnet,v,ad=25(9Had+Mad) 按干燥基计算的高位发热量 Qgr,v,d-Qnet,v,d=225Hd 按干燥无灰基计算的高位热量 Qgr,v,daf-Qnet,v,daf=225Hdaf “基”的换算 收到基水分与空气干燥基水分之间的换算 除水分外的各种成分、挥发分和高位发热量在各“基”间换算的公式为 E1=kE2 转换系数k见表7-1 各种“基”低位发热量间的换算 同一种煤水分从Mar1变到Mar2，收到基低位发热量之间的换算 燃料水分、灰分同时改变时，收到基低位发热量之间的换算 各种“基”低位发热量换算公式见表7-2 7.4 燃料燃烧计算 空气量和烟气量的计算 碳完全燃烧反应方程式 C+O2=CO2 12kgC+2