工程燃燒學(xué)2燃料概論

1、歡迎大家來到歡迎大家來到工程燃燒學(xué)工程燃燒學(xué)課堂！課堂！課程名稱：課程名稱：工程燃燒學(xué)工程燃燒學(xué)課號(hào)：課號(hào)：0183100310-1School of Energy and Power Engineering課程屬性：熱能與動(dòng)力工程學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)課程必修課程課程屬性：熱能與動(dòng)力工程學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)課程必修課程教材：工程燃燒學(xué)，汪軍、馬其良、張振東，中國(guó)電力出版社教材：工程燃燒學(xué)，汪軍、馬其良、張振東，中國(guó)電力出版社任課教師：牛勝利任課教師：牛勝利 副教授副教授 山東大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院熱能工程研究所山東大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院熱能工程研究所School of Energy and Power Eng

2、ineering知識(shí)知識(shí)要點(diǎn)要點(diǎn)液體燃料液體燃料氣體燃料氣體燃料燃料分析方法燃料分析方法燃料試樣的采集和制取燃料試樣的采集和制取燃料的工業(yè)分析燃料的工業(yè)分析燃料的元素分析燃料的元素分析氣體燃料的成分分析氣體燃料的成分分析燃料熱值的測(cè)定燃料熱值的測(cè)定燃料的概念與分類燃料的概念與分類燃料的概念燃料的概念燃料的分類燃料的分類燃料的組成和特性燃料的組成和特性燃料的組成燃料的組成燃料元素分析的成分基準(zhǔn)及換算燃料元素分析的成分基準(zhǔn)及換算燃料成分分析的表示基準(zhǔn)燃料成分分析的表示基準(zhǔn)燃料的熱值燃料的熱值固體燃料固體燃料煤的種類煤的種類煤的揮發(fā)分及焦炭特性煤的揮發(fā)分及焦炭特性煤灰的熔融特性及其他使用性能煤灰的熔

3、融特性及其他使用性能2燃料概論燃料概論燃料概念及分類燃料概念及分類燃料燃料：在燃燒過程中能釋放出大量熱量，該熱量又能經(jīng)濟(jì)、有效地應(yīng)：在燃燒過程中能釋放出大量熱量，該熱量又能經(jīng)濟(jì)、有效地應(yīng)用于生產(chǎn)和生活的物質(zhì)，主要是用于生產(chǎn)和生活的物質(zhì)，主要是含碳物質(zhì)或者碳?xì)浠衔锖嘉镔|(zhì)或者碳?xì)浠衔?，能在高溫，能在高溫下與空氣中的氧發(fā)生燃燒反應(yīng)，并放出熱量下與空氣中的氧發(fā)生燃燒反應(yīng)，并放出熱量。School of Energy and Power Engineering界定條件：界定條件： 能在燃燒時(shí)釋放出大量的熱量（相對(duì)于單位數(shù)量物質(zhì)而能在燃燒時(shí)釋放出大量的熱量（相對(duì)于單位數(shù)量物質(zhì)而言）；言）； 能方便且

4、很好地燃燒；能方便且很好地燃燒； 在自然界中蘊(yùn)藏量豐富，可大量開采且在自然界中蘊(yùn)藏量豐富，可大量開采且價(jià)格低廉；價(jià)格低廉； 燃燒產(chǎn)物對(duì)人體、動(dòng)植物和環(huán)境無害等。燃燒產(chǎn)物對(duì)人體、動(dòng)植物和環(huán)境無害等。u燃料的分類燃料的分類按照狀態(tài)按照狀態(tài)：固體燃料、液體燃料、氣體燃料；：固體燃料、液體燃料、氣體燃料；按照獲得的方法按照獲得的方法：天然燃料、人工燃料；：天然燃料、人工燃料；按照釋放能量的方式按照釋放能量的方式：化學(xué)燃料（氫等無機(jī)燃料和煤炭、石油、天：化學(xué)燃料（氫等無機(jī)燃料和煤炭、石油、天然氣等有機(jī)燃料）、核燃料（釷、鈾、钚等裂變核燃料和氫、氦等聚然氣等有機(jī)燃料）、核燃料（釷、鈾、钚等裂變核燃料和氫、

5、氦等聚變核燃料）。變核燃料）。u燃料的概念燃料的概念燃料概念及分類燃料概念及分類School of Energy and Power Engineering燃料燃料的組成和特性的組成和特性表示表示方法方法：工業(yè)分析、元素分析、成分分析，其中前兩種主要針對(duì)固體燃：工業(yè)分析、元素分析、成分分析，其中前兩種主要針對(duì)固體燃料的化學(xué)組成分析。料的化學(xué)組成分析。School of Energy and Power Engineeringu燃料的組成燃料的組成一、燃料的組成和分析一、燃料的組成和分析工業(yè)分析工業(yè)分析：可得出燃料中不可燃組分，即水分（：可得出燃料中不可燃組分，即水分（M，各種水分總含量）和，各

6、種水分總含量）和灰分（灰分（A，無機(jī)礦物質(zhì)，無機(jī)礦物質(zhì)）的含量）的含量，以及可燃組分，即揮發(fā)分（，以及可燃組分，即揮發(fā)分（V）和固定）和固定碳（碳（FC）的含量。）的含量。100%MA VFC100%CHONSAM工業(yè)分析給出的結(jié)果并不是燃料的原始組成，而是在一定的分析條件下通工業(yè)分析給出的結(jié)果并不是燃料的原始組成，而是在一定的分析條件下通過加熱將燃料中原有的極為復(fù)雜的組成加以分解和轉(zhuǎn)化而得到的組成。過加熱將燃料中原有的極為復(fù)雜的組成加以分解和轉(zhuǎn)化而得到的組成。School of Energy and Power Engineering元素分析元素分析：燃料燃料的組成和特性的組成和特性Scho

7、ol of Energy and Power Engineering常用燃料的主要可燃成分常用燃料的主要可燃成分，占煤成分的，占煤成分的20-70%，占重油成分的，占重油成分的85-88%。完全燃燒時(shí)生成完全燃燒時(shí)生成CO2，熱值為，熱值為32700kJ/kg；不完全燃燒時(shí)生成；不完全燃燒時(shí)生成CO，熱，熱值為值為9270kJ/kg。在燃料中，碳原子互相結(jié)合或與氫、氧、硫、氮等結(jié)合，組成復(fù)雜的在燃料中，碳原子互相結(jié)合或與氫、氧、硫、氮等結(jié)合，組成復(fù)雜的有機(jī)化合物。有機(jī)化合物。煤中碳元素包括揮發(fā)分碳和固定碳，煤中碳元素包括揮發(fā)分碳和固定碳，煤碳化程度越深，固定碳含量越煤碳化程度越深，固定碳含量越

8、高，著火燃盡越困難高，著火燃盡越困難。碳（碳（C）燃料燃料的組成和特性的組成和特性二、燃料的化學(xué)成分和性質(zhì)二、燃料的化學(xué)成分和性質(zhì)School of Energy and Power Engineering燃料中熱值最高，且最有利于燃燒的元素燃料中熱值最高，且最有利于燃燒的元素，熱值為，熱值為120370kJ/kg；煤中氫以化合物形式存在，含量遠(yuǎn)低于碳；煤中氫以化合物形式存在，含量遠(yuǎn)低于碳；地質(zhì)年代越長(zhǎng)，氫含量越少地質(zhì)年代越長(zhǎng)，氫含量越少；少部分與氧結(jié)合成穩(wěn)定化合物，大部分與碳結(jié)合成有機(jī)物；少部分與氧結(jié)合成穩(wěn)定化合物，大部分與碳結(jié)合成有機(jī)物；氫含量直接影響煤的熱值、著火和燃盡。氫含量直接影響煤

9、的熱值、著火和燃盡。氫（氫（H）燃料中的不可燃元素；燃料中的不可燃元素；氣體燃料和石油基液體燃料中氧含量低；氣體燃料和石油基液體燃料中氧含量低；煤中氧以化合物狀態(tài)存在，與碳、氫結(jié)合生成煤中氧以化合物狀態(tài)存在，與碳、氫結(jié)合生成CO2和和H2O，使煤中可，使煤中可燃碳及可燃?xì)浜繙p少，降低煤熱值；燃碳及可燃?xì)浜繙p少，降低煤熱值；各種煤中氧含量差別很大，煤地質(zhì)年代越長(zhǎng)，含氧量越低。各種煤中氧含量差別很大，煤地質(zhì)年代越長(zhǎng)，含氧量越低。氧（氧（O）燃料燃料的組成和特性的組成和特性School of Energy and Power Engineering氮（氮（N）燃料中的惰性元素，一般以游離狀態(tài)隨燃

10、燒煙氣排出燃燒設(shè)備，高溫燃料中的惰性元素，一般以游離狀態(tài)隨燃燒煙氣排出燃燒設(shè)備，高溫下與氧反應(yīng)生成下與氧反應(yīng)生成NOx；液體及固體燃料的氮含量低，天然氣氮含量變化較大。液體及固體燃料的氮含量低，天然氣氮含量變化較大。液體燃料硫小部分為無機(jī)硫，大部分為硫與液體燃料硫小部分為無機(jī)硫，大部分為硫與C、H、O等元素結(jié)合成等元素結(jié)合成的復(fù)雜化合物；的復(fù)雜化合物；氣體燃料硫主要為氣體燃料硫主要為H2S，且含量很低；，且含量很低；煤中硫一般以有機(jī)硫、黃鐵礦硫和硫酸鹽硫形式存在；煤中硫一般以有機(jī)硫、黃鐵礦硫和硫酸鹽硫形式存在； 元素分析中的含硫量指可燃硫，即有機(jī)硫和黃鐵礦硫的含量；元素分析中的含硫量指可燃硫，

11、即有機(jī)硫和黃鐵礦硫的含量；硫燃燒生成的產(chǎn)物會(huì)對(duì)燃燒設(shè)備低溫受熱面造成腐蝕和堵灰，并且硫燃燒生成的產(chǎn)物會(huì)對(duì)燃燒設(shè)備低溫受熱面造成腐蝕和堵灰，并且是大氣污染物重要來源。是大氣污染物重要來源。硫（硫（S）燃料燃料的組成和特性的組成和特性燃料燃料中所有可燃物質(zhì)完全燃燒而燃料所含的礦物質(zhì)在燃燒過程中經(jīng)過中所有可燃物質(zhì)完全燃燒而燃料所含的礦物質(zhì)在燃燒過程中經(jīng)過一系列分解、化合等復(fù)雜反應(yīng)后所剩余的一系列分解、化合等復(fù)雜反應(yīng)后所剩余的殘?jiān)堅(jiān)?。School of Energy and Power Engineering礦物質(zhì)含量是煤燃燒生成灰渣量的決定因素；礦物質(zhì)含量是煤燃燒生成灰渣量的決定因素；煤中灰分含

12、量高，則可燃質(zhì)相對(duì)減少，降低煤的熱值、影響煤的著火煤中灰分含量高，則可燃質(zhì)相對(duì)減少，降低煤的熱值、影響煤的著火和燃盡程度和燃盡程度；劣質(zhì)燃料高灰分使煙氣流經(jīng)的受熱面嚴(yán)重積灰，削弱傳熱效果；劣質(zhì)燃料高灰分使煙氣流經(jīng)的受熱面嚴(yán)重積灰，削弱傳熱效果；飛灰顆粒加速對(duì)流受熱面金屬的磨損。飛灰顆粒加速對(duì)流受熱面金屬的磨損。煤在形成和開采過程中混入的各種無機(jī)礦物組分，主要包括由硅、鋁、煤在形成和開采過程中混入的各種無機(jī)礦物組分，主要包括由硅、鋁、鐵、鈣、硫、鈉、鉀、鈦、鎂、磷、錳、氟、硼、鋯等組成的各種形鐵、鈣、硫、鈉、鉀、鈦、鎂、磷、錳、氟、硼、鋯等組成的各種形式的礦物質(zhì)和復(fù)雜化合物。式的礦物質(zhì)和復(fù)雜化合

13、物?；曳郑ɑ曳郑ˋ A）燃料燃料的組成和特性的組成和特性School of Energy and Power Engineering各種煤的水分含量差別很大；各種煤的水分含量差別很大；水分是燃料中不可燃的有害成分，降低燃料中的可燃質(zhì)含量；水分是燃料中不可燃的有害成分，降低燃料中的可燃質(zhì)含量；使?fàn)t內(nèi)燃燒溫度降低，影響燃料的著火和燃盡；使?fàn)t內(nèi)燃燒溫度降低，影響燃料的著火和燃盡；加重鍋爐尾部受熱面的低溫腐蝕和堵灰。加重鍋爐尾部受熱面的低溫腐蝕和堵灰。固體燃料外在水分固體燃料外在水分：機(jī)械地附著在燃料表面的水分，又稱表面水分，：機(jī)械地附著在燃料表面的水分，又稱表面水分，含量高低取決于環(huán)境空氣的濕度和燃

14、料貯存的外界條件；含量高低取決于環(huán)境空氣的濕度和燃料貯存的外界條件；固體燃料內(nèi)在水分固體燃料內(nèi)在水分：指燃料達(dá)到風(fēng)干狀態(tài)而失去了外在水分后的剩：指燃料達(dá)到風(fēng)干狀態(tài)而失去了外在水分后的剩余水分，包括被燃料吸收且均勻分布于可燃質(zhì)中的化學(xué)吸附水分和存余水分，包括被燃料吸收且均勻分布于可燃質(zhì)中的化學(xué)吸附水分和存在于礦物質(zhì)中的結(jié)晶水。在于礦物質(zhì)中的結(jié)晶水。水分（水分（MM）燃料燃料的組成和特性的組成和特性School of Energy and Power Engineering化學(xué)組成更為簡(jiǎn)單；化學(xué)組成更為簡(jiǎn)單；主要有主要有H2、CO、H2S和和CO2、N2、O2等無機(jī)物以及等無機(jī)物以及CH4、C2H

15、6、C3H8、C4H10等多種輕質(zhì)烴類物質(zhì)；等多種輕質(zhì)烴類物質(zhì)；組分含量測(cè)定可采用化學(xué)吸收法、氣相色譜法等。組分含量測(cè)定可采用化學(xué)吸收法、氣相色譜法等。液體燃料液體燃料較固體燃料化學(xué)組成簡(jiǎn)單；較固體燃料化學(xué)組成簡(jiǎn)單；石油基液體燃料是由烷烴、環(huán)烷烴、烯烴、芳香烴等高分子物質(zhì)、含石油基液體燃料是由烷烴、環(huán)烷烴、烯烴、芳香烴等高分子物質(zhì)、含O和和S的化合物以及少量的化合物以及少量V、Na等金屬化合物組成；等金屬化合物組成；液體燃料的工業(yè)分析僅測(cè)定水分和灰分；液體燃料的工業(yè)分析僅測(cè)定水分和灰分；液體燃料的燃燒計(jì)算通常只需了解液體燃料的元素分析結(jié)果。液體燃料的燃燒計(jì)算通常只需了解液體燃料的元素分析結(jié)果。

16、氣體燃料氣體燃料燃料燃料的組成和特性的組成和特性100arararararararCHONSAM100adadadadadadadCHONSAMSchool of Energy and Power Engineering收到狀態(tài)下包括全部組分在內(nèi)（包括全部水分和灰分）的燃料成分總量收到狀態(tài)下包括全部組分在內(nèi)（包括全部水分和灰分）的燃料成分總量（100%）作為計(jì)算基準(zhǔn)，原稱應(yīng)用基或工作基，）作為計(jì)算基準(zhǔn)，原稱應(yīng)用基或工作基，進(jìn)行燃料的燃燒計(jì)算時(shí)進(jìn)行燃料的燃燒計(jì)算時(shí)采用收到基成分采用收到基成分。以除去外在水分后的燃料成分總量（以除去外在水分后的燃料成分總量（100%）作為計(jì)算基準(zhǔn)，原稱）作為計(jì)算基

17、準(zhǔn)，原稱分析基分析基。燃料分析適合采用空氣干燥基組分燃料分析適合采用空氣干燥基組分。（1）收到基（）收到基（ar，as received）（2）空氣干燥基（）空氣干燥基（ad，air dry basis）燃料燃料的組成和特性的組成和特性u(píng)燃料元素分析的成分基準(zhǔn)及換算燃料元素分析的成分基準(zhǔn)及換算一、燃料的成分基準(zhǔn)一、燃料的成分基準(zhǔn)以以除去全部外在水分后的燃料成分總量（除去全部外在水分后的燃料成分總量（100%）作為計(jì)算基準(zhǔn)）作為計(jì)算基準(zhǔn)。100ddddddCHONSA100dafdafdafdafdafCHONSSchool of Energy and Power Engineering以除去水

18、分和灰分后的燃料成分總量（以除去水分和灰分后的燃料成分總量（100%）作為計(jì)算基準(zhǔn)，原可燃基。）作為計(jì)算基準(zhǔn)，原可燃基。常用常用daf表示燃料的揮發(fā)分含量表示燃料的揮發(fā)分含量。（3）干燥基（）干燥基（d，dry basis）（4）干燥無灰基（）干燥無灰基（daf，dry ash free）燃料燃料的組成和特性的組成和特性水分換算公式水分換算公式：100100100100wqwnwarwadMMMMMMMMSchool of Energy and Power Engineering燃料燃料的組成和特性的組成和特性已知已知煙煤的干燥無灰基組成為：煙煤的干燥無灰基組成為：Cdaf=82.4%，Hda

19、f=6.0%，Odaf=9.2%，Ndaf=1.7%，Sdaf=0.7%。同時(shí)測(cè)得：同時(shí)測(cè)得：Mad=3%，Aad=15%，Mar=5%。求收到基質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。求收到基質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。School of Energy and Power Engineering作業(yè)作業(yè)燃料燃料的組成和特性的組成和特性u(píng)燃料成分分析的表示基準(zhǔn)燃料成分分析的表示基準(zhǔn)242222100sssssssCOHCHCONOH O24222100ggggggCOHCHCONO氣體燃料中各濕成分組分氣體燃料中各濕成分組分關(guān)系關(guān)系（燃燒計(jì)算的依據(jù)）：（燃燒計(jì)算的依據(jù)）：氣體燃料中各干成分組分氣體燃料中各干成分組分關(guān)系關(guān)系（技術(shù)資料數(shù)據(jù)

20、，反映燃燒性能）：（技術(shù)資料數(shù)據(jù)，反映燃燒性能）：氣體燃料干、濕成分組成的換算關(guān)系：氣體燃料干、濕成分組成的換算關(guān)系：2100100ssgH OXX含濕量含濕量h：某一溫度下：某一溫度下1m3（標(biāo)況下）干氣體中所吸收的水蒸氣的質(zhì)量（標(biāo)況下）干氣體中所吸收的水蒸氣的質(zhì)量（g），單位為），單位為g/m3（標(biāo)況）。（標(biāo)況）。222.40.1241000.0012410018 100011 0.001241000.124qssgqqVhhVhH OXXVhhSchool of Energy and Power Engineering燃料燃料的組成和特性的組成和特性u(píng)燃料的熱值燃料的熱值熱值，熱值，Q：

21、單位質(zhì)量或體積的燃料，在完全燃燒情況下所釋放出的熱：?jiǎn)挝毁|(zhì)量或體積的燃料，在完全燃燒情況下所釋放出的熱量，又稱發(fā)熱量。量，又稱發(fā)熱量。燃料熱值只取決于燃料本身的化學(xué)組成燃料熱值只取決于燃料本身的化學(xué)組成。School of Energy and Power Engineering高位熱值，高位熱值，Q Qgr gr，gross heating valuegross heating value：?jiǎn)挝毁|(zhì)量或者單位體積的燃料完：?jiǎn)挝毁|(zhì)量或者單位體積的燃料完全燃燒后，其燃燒煙氣的溫度降低至室溫所放出的全部熱量，包括煙全燃燒后，其燃燒煙氣的溫度降低至室溫所放出的全部熱量，包括煙氣中水蒸氣凝結(jié)時(shí)放出的熱量

22、，又稱總發(fā)熱量。氣中水蒸氣凝結(jié)時(shí)放出的熱量，又稱總發(fā)熱量。低位熱值低位熱值，Q Qnetnet，net heat of combustionnet heat of combustion：?jiǎn)挝毁|(zhì)量或者體積的燃料完：?jiǎn)挝毁|(zhì)量或者體積的燃料完全燃燒時(shí)，所放出全部熱量中扣除燃燒煙氣中水蒸氣汽化熱后所得的全燃燒時(shí)，所放出全部熱量中扣除燃燒煙氣中水蒸氣汽化熱后所得的熱量，又稱凈熱值。熱量，又稱凈熱值。工程燃燒的計(jì)算依據(jù)工程燃燒的計(jì)算依據(jù)。燃料燃料的組成和特性的組成和特性對(duì)于固體和液體對(duì)于固體和液體燃料燃料grnetmQQLgrnetvQQL水分以質(zhì)量計(jì)量的水分以質(zhì)量計(jì)量的L Lm m與以體積計(jì)量的汽化熱與

23、以體積計(jì)量的汽化熱L Lv v之間關(guān)系為：之間關(guān)系為：18/ 22.40.80vmmLLL25(9)grnetQQHM,225225gr dnet ddgr dafnet dafdafQQHQQHSchool of Energy and Power Engineering對(duì)于氣體燃料對(duì)于氣體燃料對(duì)于收到基和空氣干燥基：對(duì)于收到基和空氣干燥基：對(duì)于干燥基和干燥無灰基：對(duì)于干燥基和干燥無灰基：固體、液體燃料的高位與低位熱值之間的關(guān)系：固體、液體燃料的高位與低位熱值之間的關(guān)系：燃料燃料的組成和特性的組成和特性Lm水分以質(zhì)量計(jì)量的汽化熱，水分以質(zhì)量計(jì)量的汽化熱，kJ/kg；w燃燒煙氣中水蒸氣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

24、燃燒煙氣中水蒸氣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)LV水分以體積計(jì)量的汽化熱，水分以體積計(jì)量的汽化熱，kJ/m3；燃燒煙氣中水蒸氣的體積分?jǐn)?shù)燃燒煙氣中水蒸氣的體積分?jǐn)?shù)氣體氣體燃料所生成的水分由燃料中的有效組分計(jì)算，即燃料所生成的水分由燃料中的有效組分計(jì)算，即H2、H2S和和CnHm三三類組分，高位類組分，高位、低位熱值之間的關(guān)系：、低位熱值之間的關(guān)系：2220()2sssssgrnetnmmQQHH SC H干、濕氣體燃料高位熱值換算關(guān)系：干、濕氣體燃料高位熱值換算關(guān)系：2100100sgggrgrH OQQSchool of Energy and Power Engineering燃料燃料的組成和特性的組成和特性2

25、5(9)grnetQQHM各種各種基準(zhǔn)高位基準(zhǔn)高位熱值之間可以直接乘以熱值之間可以直接乘以表表2-32-3中相應(yīng)的換算系數(shù)進(jìn)行換算；中相應(yīng)的換算系數(shù)進(jìn)行換算；各種各種基準(zhǔn)低位基準(zhǔn)低位熱值熱值之間換算之間換算，必須首先將低位熱值換算成高位熱值之后才可進(jìn)行。，必須首先將低位熱值換算成高位熱值之后才可進(jìn)行。School of Energy and Power Engineering燃料燃料的組成和特性的組成和特性燃料燃料的組成和特性的組成和特性School of Energy and Power Engineering作業(yè)作業(yè)將煤的干燥基低位熱值將煤的干燥基低位熱值Qnet，d換算成收到基低位熱值換

26、算成收到基低位熱值Qnet，ar。固體燃料固體燃料根據(jù)根據(jù)母體母體物質(zhì)的碳化程度物質(zhì)的碳化程度，對(duì)煤進(jìn)行分類：，對(duì)煤進(jìn)行分類：主要用作小型鍋爐燃料或氣化原料主要用作小型鍋爐燃料或氣化原料一般只作為地方性燃料在產(chǎn)區(qū)附近使用一般只作為地方性燃料在產(chǎn)區(qū)附近使用School of Energy and Power Engineering（1）泥炭：）泥炭：質(zhì)地疏松，吸水性強(qiáng)，所含天然水分可達(dá)質(zhì)地疏松，吸水性強(qiáng)，所含天然水分可達(dá)40%以上，風(fēng)干以上，風(fēng)干后堆積密度后堆積密度300-450kg/m3；含氧量高達(dá)；含氧量高達(dá)40%，含氫量，含氫量20-30%，含碳量，含碳量低；可燃性好，機(jī)械性能差，灰熔點(diǎn)很

27、低。低；可燃性好，機(jī)械性能差，灰熔點(diǎn)很低。（2）褐煤：）褐煤：密度較大，含碳量增加，水分和揮發(fā)分均減小，堆積密度密度較大，含碳量增加，水分和揮發(fā)分均減小，堆積密度750-800kg/m3；黏結(jié)性弱，極易氧化和自燃，吸水性強(qiáng)。；黏結(jié)性弱，極易氧化和自燃，吸水性強(qiáng)。u煤的種類煤的種類（4）無煙煤：）無煙煤：表觀有黑色光澤，均勻而無明顯分層；密度大，含碳量表觀有黑色光澤，均勻而無明顯分層；密度大，含碳量高，揮發(fā)分很少；組織致密而堅(jiān)硬，吸水性??；可燃性差，不易著火；高，揮發(fā)分很少；組織致密而堅(jiān)硬，吸水性??；可燃性差，不易著火；收到基熱值高達(dá)收到基熱值高達(dá)26000kJ/kg。工程燃燒領(lǐng)域應(yīng)用最廣煤種以

28、及重要化工原料工程燃燒領(lǐng)域應(yīng)用最廣煤種以及重要化工原料適合遠(yuǎn)途運(yùn)輸和長(zhǎng)期儲(chǔ)存適合遠(yuǎn)途運(yùn)輸和長(zhǎng)期儲(chǔ)存（3）煙煤：）煙煤：揮發(fā)分及氧量少，吸水性小，含碳量高，黏結(jié)性較強(qiáng)。揮發(fā)分及氧量少，吸水性小，含碳量高，黏結(jié)性較強(qiáng)。School of Energy and Power Engineering固體燃料固體燃料一、煤一、煤的的揮發(fā)分揮發(fā)分煤煤在隔絕空氣的情況下加熱至一定溫度時(shí)，煤中的部分有機(jī)物和礦物在隔絕空氣的情況下加熱至一定溫度時(shí)，煤中的部分有機(jī)物和礦物質(zhì)受熱分解而析出的氣態(tài)和蒸氣態(tài)產(chǎn)物質(zhì)受熱分解而析出的氣態(tài)和蒸氣態(tài)產(chǎn)物。揮發(fā)分占煤樣質(zhì)量的百分比，定義為揮發(fā)分產(chǎn)率，簡(jiǎn)稱揮發(fā)分（揮發(fā)分占煤樣質(zhì)量的百

29、分比，定義為揮發(fā)分產(chǎn)率，簡(jiǎn)稱揮發(fā)分（%）。）。揮發(fā)分不是以現(xiàn)成狀態(tài)存在于煤中，而是煤在特定溫度下的熱分解產(chǎn)揮發(fā)分不是以現(xiàn)成狀態(tài)存在于煤中，而是煤在特定溫度下的熱分解產(chǎn)物，以揮發(fā)分產(chǎn)率標(biāo)記更為科學(xué)。物，以揮發(fā)分產(chǎn)率標(biāo)記更為科學(xué)。School of Energy and Power Engineering揮發(fā)分組成揮發(fā)分組成：煤的礦物結(jié)晶水、揮發(fā)分成分和熱分解產(chǎn)物等，包括：煤的礦物結(jié)晶水、揮發(fā)分成分和熱分解產(chǎn)物等，包括H2、CH4、CmHn、CO、CO2、少量的、少量的O2和和N2以及一部分熱解水和礦物結(jié)以及一部分熱解水和礦物結(jié)晶水。晶水。不同種類煤的揮發(fā)分產(chǎn)率和成分各不相同，揮發(fā)分開始析出的溫度

30、也不同種類煤的揮發(fā)分產(chǎn)率和成分各不相同，揮發(fā)分開始析出的溫度也不同。不同。固體燃料固體燃料u煤的揮發(fā)分及焦炭特性煤的揮發(fā)分及焦炭特性揮發(fā)分的熱值與煤種有關(guān)揮發(fā)分的熱值與煤種有關(guān)：泥炭和褐煤揮發(fā)分熱值僅為：泥炭和褐煤揮發(fā)分熱值僅為15000-17000kJ/kg，貧煤和無煙煤揮發(fā)分熱值高達(dá)，貧煤和無煙煤揮發(fā)分熱值高達(dá)68000-71000kJ/kg。School of Energy and Power Engineering揮發(fā)分是煤炭分類主要指標(biāo)：用以大致判斷煤的變質(zhì)程度。揮發(fā)分是煤炭分類主要指標(biāo)：用以大致判斷煤的變質(zhì)程度。揮發(fā)分是煤使用性能的重要指標(biāo)揮發(fā)分是煤使用性能的重要指標(biāo)：揮發(fā)分高的煤

31、，著火溫度低，容易：揮發(fā)分高的煤，著火溫度低，容易引燃，且揮發(fā)分析出后焦炭孔隙率高，易于完全燃燒。引燃，且揮發(fā)分析出后焦炭孔隙率高，易于完全燃燒。固體燃料固體燃料School of Energy and Power Engineering焦炭焦炭：煤在隔絕空氣條件下加熱并釋放出揮發(fā)分后所剩下的固體殘留物。：煤在隔絕空氣條件下加熱并釋放出揮發(fā)分后所剩下的固體殘留物。固定碳固定碳：焦炭中的可燃物，即碳素。：焦炭中的可燃物，即碳素。焦炭特性焦炭特性：煤粒在隔絕空氣的條件下形成一定大小和強(qiáng)度焦塊的能力，是：煤粒在隔絕空氣的條件下形成一定大小和強(qiáng)度焦塊的能力，是煤性能的重要指標(biāo)，又稱煤的煤性能的重要指標(biāo)

32、，又稱煤的焦結(jié)性焦結(jié)性。不同煤種具有不同焦結(jié)性不同煤種具有不同焦結(jié)性：隨著揮發(fā)分減少，焦結(jié)性增強(qiáng)，但揮發(fā)分過少：隨著揮發(fā)分減少，焦結(jié)性增強(qiáng)，但揮發(fā)分過少時(shí)，焦結(jié)性有所降低。時(shí)，焦結(jié)性有所降低。焦炭特性對(duì)火床爐的燃燒過程影響較大焦炭特性對(duì)火床爐的燃燒過程影響較大：粉末狀的焦炭易被空氣吹起逸出：粉末狀的焦炭易被空氣吹起逸出爐膛，增大不完全燃燒損失；焦結(jié)性很強(qiáng)的煤使煤層黏結(jié)成片，阻礙空氣爐膛，增大不完全燃燒損失；焦結(jié)性很強(qiáng)的煤使煤層黏結(jié)成片，阻礙空氣流通，燃燒過程惡化。流通，燃燒過程惡化。二、煤的焦炭特性二、煤的焦炭特性固體燃料固體燃料不不熔融熔融黏結(jié)：黏結(jié)：用手指用力壓才裂成小塊，焦渣上表面無光澤

33、，下表面用手指用力壓才裂成小塊，焦渣上表面無光澤，下表面稍有銀白色光澤稍有銀白色光澤School of Energy and Power Engineering根據(jù)根據(jù)焦炭的外形和強(qiáng)度焦炭的外形和強(qiáng)度，對(duì)煤的焦結(jié)性進(jìn)行分類。，對(duì)煤的焦結(jié)性進(jìn)行分類。粉狀：粉狀：焦炭全部呈粉狀，沒有互相黏著的顆粒焦炭全部呈粉狀，沒有互相黏著的顆粒黏著：黏著：用手指輕觸即成粉狀，或基本上是粉狀用手指輕觸即成粉狀，或基本上是粉狀弱黏著：弱黏著：用手指輕壓即碎成小塊用手指輕壓即碎成小塊固體燃料固體燃料不膨脹熔融黏結(jié)：不膨脹熔融黏結(jié)：焦渣形成扁平的餅狀，焦粒界限不易分清，表面呈焦渣形成扁平的餅狀，焦粒界限不易分清，表面呈

34、明顯銀白色金屬光澤，焦渣下表面銀白色光澤更明顯。明顯銀白色金屬光澤，焦渣下表面銀白色光澤更明顯。膨脹熔融黏結(jié)：膨脹熔融黏結(jié)：焦渣上、下表面具有銀白色金屬光澤，明顯膨脹，但焦渣上、下表面具有銀白色金屬光澤，明顯膨脹，但高度不超過高度不超過15mm。微膨脹熔融黏結(jié)：微膨脹熔融黏結(jié)：用手指壓不碎，焦渣上、下表面均有銀白色金屬光用手指壓不碎，焦渣上、下表面均有銀白色金屬光澤，但在焦渣的表面具有較小的膨脹泡。澤，但在焦渣的表面具有較小的膨脹泡。強(qiáng)膨脹熔融黏結(jié)：強(qiáng)膨脹熔融黏結(jié)：焦渣上、下表面均有銀白色金屬光澤，焦渣高度大焦渣上、下表面均有銀白色金屬光澤，焦渣高度大于于15mm。School of Ener

35、gy and Power Engineering固體燃料固體燃料u煤灰的熔融特性煤灰的熔融特性：煤灰在高溫下粘塑性變化的性質(zhì)：煤灰在高溫下粘塑性變化的性質(zhì)。煤灰熔融性測(cè)定煤灰熔融性測(cè)定：變形溫度（：變形溫度（DT）、軟化溫度（）、軟化溫度（ST）、熔化溫度（）、熔化溫度（FT）。）。煤灰熔點(diǎn)不是各組成成分熔點(diǎn)的算術(shù)平均值煤灰熔點(diǎn)不是各組成成分熔點(diǎn)的算術(shù)平均值School of Energy and Power Engineering煤灰的熔融性與其成分和含量有關(guān)：煤灰的熔融性與其成分和含量有關(guān)：SiO2和和Al2O3含量越高，灰熔化溫度含量越高，灰熔化溫度越高；越高；SiO2/Al2O3=1.

36、18時(shí)，灰熔化溫度較高。時(shí)，灰熔化溫度較高。固體燃料固體燃料u煤的著火性煤的著火性：主要取決于煤中揮發(fā)分含量及其析出溫度：主要取決于煤中揮發(fā)分含量及其析出溫度。iikmooGSKGSSchool of Energy and Power Engineeringu煤的可磨性煤的可磨性：煤被粉碎的難易程度。：煤被粉碎的難易程度?？赡バ灾笖?shù)：將處于風(fēng)干狀態(tài)且質(zhì)量可磨性指數(shù)：將處于風(fēng)干狀態(tài)且質(zhì)量和粒度相同的標(biāo)準(zhǔn)和待測(cè)煤樣放入相和粒度相同的標(biāo)準(zhǔn)和待測(cè)煤樣放入相同的研磨設(shè)備中，使用相同的能量進(jìn)同的研磨設(shè)備中，使用相同的能量進(jìn)行研磨，所得的可磨性比值。行研磨，所得的可磨性比值。固體燃料固體燃料0.242(1

37、0.008)0.19( )100darararcVMAOu煤的比熱容煤的比熱容：隨煤中含碳量的增加而減少；：隨煤中含碳量的增加而減少；隨煤中礦物質(zhì)含量的增高而降低；隨煤中礦物質(zhì)含量的增高而降低；隨溫度的升高先增加后減小。隨溫度的升高先增加后減小。煤的平均比熱容煤的平均比熱容：School of Energy and Power Engineering固體燃料固體燃料u煤的熱穩(wěn)定性煤的熱穩(wěn)定性：煤在高溫條件下對(duì)熱的穩(wěn)定程度，又稱煤的：煤在高溫條件下對(duì)熱的穩(wěn)定程度，又稱煤的耐熱性。耐熱性。反映反映了煤在加熱時(shí)是否易于破碎的特性，或者說塊煤在高溫下保持原來粒了煤在加熱時(shí)是否易于破碎的特性，或者說塊煤

38、在高溫下保持原來粒度的度的能力。能力。663 63 633100100100GTSGGTSGGTSGSchool of Energy and Power Engineering直接影響煤的燃燒和氣化效果。直接影響煤的燃燒和氣化效果。主要受水分和煤結(jié)構(gòu)因素的影響。主要受水分和煤結(jié)構(gòu)因素的影響。熱穩(wěn)定性指標(biāo)，熱穩(wěn)定性指標(biāo)，TS。u煤的熱導(dǎo)率煤的熱導(dǎo)率：表征煤的熱傳導(dǎo)性能的指標(biāo)；：表征煤的熱傳導(dǎo)性能的指標(biāo)；隨變質(zhì)程度、溫度、水分含量的增大而增大。隨變質(zhì)程度、溫度、水分含量的增大而增大。固體燃料固體燃料u煤的結(jié)渣性煤的結(jié)渣性：對(duì)于火床爐，可堵塞爐排的通風(fēng)孔，破壞爐排面的燃燒過程，并可能對(duì)于火床爐，可堵

39、塞爐排的通風(fēng)孔，破壞爐排面的燃燒過程，并可能使?fàn)t排片過熱而燒壞；使?fàn)t排片過熱而燒壞；對(duì)于固態(tài)排渣爐，可使?fàn)t內(nèi)燃燒工況惡化，甚至發(fā)生大塊焦渣落下砸對(duì)于固態(tài)排渣爐，可使?fàn)t內(nèi)燃燒工況惡化，甚至發(fā)生大塊焦渣落下砸壞冷灰斗的水冷管而被迫停爐的嚴(yán)重事故。壞冷灰斗的水冷管而被迫停爐的嚴(yán)重事故。結(jié)渣對(duì)氣化的不利影響：結(jié)渣對(duì)氣化的不利影響：使氣流分布不均勻，產(chǎn)生風(fēng)洞，造成局部過熱；使氣流分布不均勻，產(chǎn)生風(fēng)洞，造成局部過熱；結(jié)渣后的煤塊被熔渣包裹，煤未完全發(fā)生反應(yīng)即排除爐外，增加了碳結(jié)渣后的煤塊被熔渣包裹，煤未完全發(fā)生反應(yīng)即排除爐外，增加了碳的損失。的損失。煤煤中礦物質(zhì)的結(jié)塊中礦物質(zhì)的結(jié)塊性能，是判斷性能，是判斷

40、煤在氣化或燃燒過程中是否容易結(jié)渣煤在氣化或燃燒過程中是否容易結(jié)渣的重要指標(biāo)的重要指標(biāo)。School of Energy and Power Engineering固體燃料固體燃料1100GclinGSchool of Energy and Power Engineering采用結(jié)渣性判斷煤的結(jié)渣性能優(yōu)于煤灰的熔融采用結(jié)渣性判斷煤的結(jié)渣性能優(yōu)于煤灰的熔融性。性。煤在規(guī)定鼓風(fēng)強(qiáng)度下的結(jié)渣率：煤在規(guī)定鼓風(fēng)強(qiáng)度下的結(jié)渣率：影響結(jié)渣性指標(biāo)的主要因素：影響結(jié)渣性指標(biāo)的主要因素：煤的灰分產(chǎn)率、煤灰的熔融性（取決于煤灰的化學(xué)組成，煤灰熔融特煤的灰分產(chǎn)率、煤灰的熔融性（取決于煤灰的化學(xué)組成，煤灰熔融特征溫度越低

41、，結(jié)渣率越高）；征溫度越低，結(jié)渣率越高）；煤灰周圍氣氛（還原性氣氛比氧化性氣氛結(jié)渣率高）；煤灰周圍氣氛（還原性氣氛比氧化性氣氛結(jié)渣率高）；煤中無機(jī)硫含量（無機(jī)硫含量越高，煤灰熔融特征溫度越低）。煤中無機(jī)硫含量（無機(jī)硫含量越高，煤灰熔融特征溫度越低）。固體燃料固體燃料液體燃料分類：液體燃料分類：天然液體燃料天然液體燃料人工液體燃料人工液體燃料液體燃料的特點(diǎn)：液體燃料的特點(diǎn)：熱值高熱值高灰分含量低，易燃燒灰分含量低，易燃燒便于運(yùn)輸和貯存便于運(yùn)輸和貯存污染物排放低污染物排放低School of Energy and Power EngineeringSchool of Energy and Powe

42、r Engineering石油，主要的天然液體燃料，為蘊(yùn)藏在很深地層石油，主要的天然液體燃料，為蘊(yùn)藏在很深地層下的液體礦物油，一般不直接用于工程燃燒，鍋下的液體礦物油，一般不直接用于工程燃燒，鍋爐、冶金等的燃油是石油煉制加工所得的產(chǎn)品，爐、冶金等的燃油是石油煉制加工所得的產(chǎn)品，即重油、渣油和柴油等。即重油、渣油和柴油等。重油、渣油、柴油，利用化學(xué)方法由煤、油頁(yè)巖重油、渣油、柴油，利用化學(xué)方法由煤、油頁(yè)巖或天然氣等提煉或合成的甲醇、乙醇、汽油、柴或天然氣等提煉或合成的甲醇、乙醇、汽油、柴油等油等柴油、汽油等液體燃料幾乎不含灰分，可用作內(nèi)燃機(jī)燃料，且不需要吹灰、柴油、汽油等液體燃料幾乎不含灰分，可

43、用作內(nèi)燃機(jī)燃料，且不需要吹灰、除灰、除渣及除塵等設(shè)備；易著火，燃燒猛烈，燃用液體燃料時(shí)，爐膛單除灰、除渣及除塵等設(shè)備；易著火，燃燒猛烈，燃用液體燃料時(shí)，爐膛單位空間每小時(shí)產(chǎn)生的熱量可達(dá)位空間每小時(shí)產(chǎn)生的熱量可達(dá)6270MJ6270MJ，而其它燃料的值不超過，而其它燃料的值不超過1463MJ1463MJ，熱力指標(biāo)極高。熱力指標(biāo)極高?；曳旨傲颍ㄖ赜统猓┖康?，因而煙塵及氧化灰分及硫（重油除外）含量低，因而煙塵及氧化硫的排放量很低。硫的排放量很低。液體燃料液體燃料School of Energy and Power EngineeringSchool of Energy and Power Eng

44、ineering石油的化學(xué)組成石油的化學(xué)組成主要由主要由碳（碳（83%-88%83%-88%）、氫（）、氫（11%-14%11%-14%）兩種元素組成，這兩者以各種不兩種元素組成，這兩者以各種不同族和不同分子量的碳?xì)浠衔锛礋N類的形式存在，包括同族和不同分子量的碳?xì)浠衔锛礋N類的形式存在，包括脂肪烴（烷烴和脂肪烴（烷烴和烯烴）、環(huán)烷烴和芳香烴烯烴）、環(huán)烷烴和芳香烴。還有少量（還有少量（2%-3%2%-3%）的硫、氮、氧以復(fù)雜的有機(jī)化合物形式存在，但個(gè)別）的硫、氮、氧以復(fù)雜的有機(jī)化合物形式存在，但個(gè)別情況下含硫量可達(dá)情況下含硫量可達(dá)7%7%，同時(shí)，石油中還有少量的水分和礦物質(zhì)。，同時(shí)，石油中還有

45、少量的水分和礦物質(zhì)。石油的一次加工石油的一次加工通過常壓蒸餾和減壓蒸餾等物理方法，將石油分離成多個(gè)石油產(chǎn)品，包括通過常壓蒸餾和減壓蒸餾等物理方法，將石油分離成多個(gè)石油產(chǎn)品，包括汽油、煤油、柴油、潤(rùn)滑油和渣油等。汽油、煤油、柴油、潤(rùn)滑油和渣油等。常壓蒸餾常壓蒸餾減壓蒸餾減壓蒸餾根據(jù)組成原油的各類烴類分子（分餾產(chǎn)物）沸點(diǎn)的不同，根據(jù)組成原油的各類烴類分子（分餾產(chǎn)物）沸點(diǎn)的不同，利用加熱爐、分餾塔等設(shè)備在接近大氣壓力的工作壓力利用加熱爐、分餾塔等設(shè)備在接近大氣壓力的工作壓力下，將原油進(jìn)行多次的部分汽化和部分冷凝，使汽液兩下，將原油進(jìn)行多次的部分汽化和部分冷凝，使汽液兩相進(jìn)行充分的熱量交換和質(zhì)量交換，

46、以達(dá)到各種分餾產(chǎn)相進(jìn)行充分的熱量交換和質(zhì)量交換，以達(dá)到各種分餾產(chǎn)物分離的目的。物分離的目的。利用降低壓力從而降低液體沸點(diǎn)的物理原理，將常壓渣利用降低壓力從而降低液體沸點(diǎn)的物理原理，將常壓渣油在減壓塔內(nèi)進(jìn)行分餾，將常壓下沸點(diǎn)低于油在減壓塔內(nèi)進(jìn)行分餾，將常壓下沸點(diǎn)低于700700的各種的各種成分都分餾出來。成分都分餾出來。液體燃料液體燃料School of Energy and Power EngineeringSchool of Energy and Power Engineering石油的二次加工石油的二次加工通過熱裂化、催化裂解、加氫裂解、催化重整、延遲焦化等化學(xué)方法，改通過熱裂化、催化裂解

47、、加氫裂解、催化重整、延遲焦化等化學(xué)方法，改變?cè)鸵淮渭庸に冒氤善返幕瘜W(xué)結(jié)構(gòu)，從而獲得大量輕質(zhì)油品（沸點(diǎn)較變?cè)鸵淮渭庸に冒氤善返幕瘜W(xué)結(jié)構(gòu)，從而獲得大量輕質(zhì)油品（沸點(diǎn)較低的油品）的深度加工。低的油品）的深度加工。熱裂化熱裂化催化裂化催化裂化加氫裂化加氫裂化催化重整催化重整延遲焦化延遲焦化石油的精制石油的精制：電化學(xué)精制：電化學(xué)精制在高溫下，將常壓渣油或減壓渣油中分子量較大的長(zhǎng)鏈分子在高溫下，將常壓渣油或減壓渣油中分子量較大的長(zhǎng)鏈分子裂解為分子量較小的短鏈分子的化學(xué)反應(yīng)。裂解為分子量較小的短鏈分子的化學(xué)反應(yīng)。有催化劑存在下的裂化，采用的工藝溫度比熱裂化低，產(chǎn)物有催化劑存在下的裂化，采用的工藝

48、溫度比熱裂化低，產(chǎn)物質(zhì)量理想，是石油二次加工生產(chǎn)輕質(zhì)燃料油的最主要方法。質(zhì)量理想，是石油二次加工生產(chǎn)輕質(zhì)燃料油的最主要方法。本質(zhì)是催化裂化和加氫反應(yīng)兩種化學(xué)過程的組合，通過本質(zhì)是催化裂化和加氫反應(yīng)兩種化學(xué)過程的組合，通過加氫反應(yīng)，使產(chǎn)物中的烯烴含量進(jìn)一步減少，產(chǎn)品化學(xué)加氫反應(yīng)，使產(chǎn)物中的烯烴含量進(jìn)一步減少，產(chǎn)品化學(xué)穩(wěn)定性高，不易被氧化形成膠質(zhì)，且環(huán)烷烴含量高，芳穩(wěn)定性高，不易被氧化形成膠質(zhì)，且環(huán)烷烴含量高，芳香烴含量低，因而燃燒性能好，同時(shí)能去除產(chǎn)品中的氧、香烴含量低，因而燃燒性能好，同時(shí)能去除產(chǎn)品中的氧、硫、氮等。硫、氮等。在催化劑作用下，使汽油餾分（沸點(diǎn)在在催化劑作用下，使汽油餾分（沸點(diǎn)在

49、90-20090-200范圍內(nèi)的輕范圍內(nèi)的輕質(zhì)油）中的烴類分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行重整的工藝過程。質(zhì)油）中的烴類分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行重整的工藝過程。減壓渣油或熱裂化渣油受熱后的生焦現(xiàn)象，不在加熱管內(nèi)減壓渣油或熱裂化渣油受熱后的生焦現(xiàn)象，不在加熱管內(nèi)而延遲到焦炭塔內(nèi)出現(xiàn)的過程稱為延遲焦化，反應(yīng)原理是而延遲到焦炭塔內(nèi)出現(xiàn)的過程稱為延遲焦化，反應(yīng)原理是高分子熱裂解，渣油轉(zhuǎn)化為氣體烴和低沸點(diǎn)液體烴以及芳高分子熱裂解，渣油轉(zhuǎn)化為氣體烴和低沸點(diǎn)液體烴以及芳香烴和烯烴縮合，渣油轉(zhuǎn)化為焦炭。香烴和烯烴縮合，渣油轉(zhuǎn)化為焦炭。液體燃料液體燃料School of Energy and Power EngineeringSchool o

50、f Energy and Power Engineering氣體燃料成分氣體燃料成分：主要由可燃?xì)怏w組成的燃料，工程燃燒所用一般均為：主要由可燃?xì)怏w組成的燃料，工程燃燒所用一般均為多種氣態(tài)化合物的混合物，如甲烷、乙烷、丙烷、丁烷和乙烯、乙炔多種氣態(tài)化合物的混合物，如甲烷、乙烷、丙烷、丁烷和乙烯、乙炔等輕質(zhì)烴類化合物以及等輕質(zhì)烴類化合物以及H2、CO、H2S等，同時(shí)有等，同時(shí)有H2O、N2、CO2、O2等不可燃?xì)怏w、少量等不可燃?xì)怏w、少量SO2、HCl、HCN、NH3等有害氣體以及少量懸浮等有害氣體以及少量懸浮焦油和固體顆粒。焦油和固體顆粒。氣體燃料種類和性質(zhì)：氣體燃料種類和性質(zhì)：天然氣天然氣自

51、然界中作為氣體燃料的唯一化石燃料，根據(jù)其礦藏特點(diǎn)，可分為伴自然界中作為氣體燃料的唯一化石燃料，根據(jù)其礦藏特點(diǎn)，可分為伴生氣和非伴生氣，即油田伴生氣和純氣田天然氣、凝析氣田天然氣。生氣和非伴生氣，即油田伴生氣和純氣田天然氣、凝析氣田天然氣。主要成分為烴類，其中甲烷含量常達(dá)主要成分為烴類，其中甲烷含量常達(dá)80%-90%或更高，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，或更高，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，密度約為空氣的密度約為空氣的0.56-0.8，熱值可達(dá)，熱值可達(dá)33500-54400kJ/m3。廣泛應(yīng)用于熱電聯(lián)產(chǎn)和聯(lián)合循環(huán)發(fā)電、冶金爐、工業(yè)爐、供暖等領(lǐng)域。廣泛應(yīng)用于熱電聯(lián)產(chǎn)和聯(lián)合循環(huán)發(fā)電、冶金爐、工業(yè)爐、供暖等領(lǐng)域。氣體燃料氣體燃料Sch

52、ool of Energy and Power Engineering高爐煤氣高爐煤氣高爐煉鐵過程中排出的人工氣體燃料，所含可燃成分主要是一氧化碳高爐煉鐵過程中排出的人工氣體燃料，所含可燃成分主要是一氧化碳（約（約25-35%），還有少量的氫（約），還有少量的氫（約2-3%）和甲烷（）和甲烷（1%），不可燃），不可燃?xì)怏w成分所占份額很大，其中氮約占?xì)怏w成分所占份額很大，其中氮約占60%，二氧化碳約占，二氧化碳約占5-10%。標(biāo)況下熱值只有標(biāo)況下熱值只有3762-4180kJ/m3，很多情況下需要將空氣和煤氣預(yù)熱。，很多情況下需要將空氣和煤氣預(yù)熱。一般燃燒一般燃燒1m3高爐煤氣，約需空氣高爐煤氣

53、，約需空氣0.7-0.8m3，燃點(diǎn)約為，燃點(diǎn)約為560-600，爆，爆炸極限的上下限分別為炸極限的上下限分別為70-80%和和30-35%。高爐煤氣飛灰含量大，為了防止粉塵堵塞管道和設(shè)備以及煤氣燃燒設(shè)高爐煤氣飛灰含量大，為了防止粉塵堵塞管道和設(shè)備以及煤氣燃燒設(shè)備的結(jié)渣和傳熱，高爐煤氣必須經(jīng)過除塵處理，才能輸送和使用。備的結(jié)渣和傳熱，高爐煤氣必須經(jīng)過除塵處理，才能輸送和使用。高爐燃料中能量的高爐燃料中能量的60%被轉(zhuǎn)移至高爐煤氣中，高爐每消耗被轉(zhuǎn)移至高爐煤氣中，高爐每消耗1噸焦炭約可噸焦炭約可產(chǎn)生產(chǎn)生3000-4000m3的高爐煤氣。的高爐煤氣。氣體燃料氣體燃料School of Energy

54、and Power Engineering焦?fàn)t煤氣焦?fàn)t煤氣煉焦過程的副產(chǎn)品，是煤在焦?fàn)t炭化室內(nèi)進(jìn)行高溫干餾時(shí)產(chǎn)生的黃褐煉焦過程的副產(chǎn)品，是煤在焦?fàn)t炭化室內(nèi)進(jìn)行高溫干餾時(shí)產(chǎn)生的黃褐色可燃?xì)怏w混合物。色可燃?xì)怏w混合物。1噸煤在煉焦過程中可獲得噸煤在煉焦過程中可獲得730-780kg焦炭，同時(shí)產(chǎn)生焦炭，同時(shí)產(chǎn)生300-350m3焦?fàn)t煤焦?fàn)t煤氣以及氣以及25-45kg焦油。焦油。主要可燃成分是氫、甲烷和一氧化碳，共可達(dá)主要可燃成分是氫、甲烷和一氧化碳，共可達(dá)85-96%。標(biāo)況下，低位熱值高達(dá)標(biāo)況下，低位熱值高達(dá)13200-20900kJ/m3，是冶金行業(yè)重要的氣體燃，是冶金行業(yè)重要的氣體燃料來源。料來

55、源。氣體燃料氣體燃料School of Energy and Power Engineering氣化爐煤氣氣化爐煤氣將固體燃料在氣化爐中進(jìn)行氣化得到的人工氣體燃料。將固體燃料在氣化爐中進(jìn)行氣化得到的人工氣體燃料。空氣發(fā)生爐煤氣空氣發(fā)生爐煤氣：以煤火焦炭為氣化原料，將空氣作為氣化劑通入氣：以煤火焦炭為氣化原料，將空氣作為氣化劑通入氣化爐中制取的煤氣，可燃成分主要為化爐中制取的煤氣，可燃成分主要為CO和和H2，熱值較低，無法廣泛應(yīng)，熱值較低，無法廣泛應(yīng)用；用；水煤氣水煤氣：以煤或焦炭為氣化原料，將水蒸氣作為氣化劑通入氣化爐制：以煤或焦炭為氣化原料，將水蒸氣作為氣化劑通入氣化爐制取的煤氣，可燃成分主

56、要為取的煤氣，可燃成分主要為CO和和H2，熱值較高，制取工藝復(fù)雜，難以，熱值較高，制取工藝復(fù)雜，難以推廣；推廣；混合發(fā)生爐煤氣混合發(fā)生爐煤氣：以空氣和水蒸氣為混合氣體作為氣化劑通入氣化爐：以空氣和水蒸氣為混合氣體作為氣化劑通入氣化爐中，并與氣化原料或焦炭發(fā)生反應(yīng)而值得的煤氣，熱值低，不能單獨(dú)中，并與氣化原料或焦炭發(fā)生反應(yīng)而值得的煤氣，熱值低，不能單獨(dú)作為城市煤氣，但廣泛用作各類企業(yè)的燃料氣。作為城市煤氣，但廣泛用作各類企業(yè)的燃料氣。氣體燃料氣體燃料School of Energy and Power Engineering液化石油氣液化石油氣在原有開采和煉制過程中產(chǎn)生的一部分氣態(tài)烴類，經(jīng)液化后

57、分離出干在原有開采和煉制過程中產(chǎn)生的一部分氣態(tài)烴類，經(jīng)液化后分離出干氣而得到的可燃液體。氣而得到的可燃液體。主要成分為丙烷、丁烷、丙烯、丁烯，在常溫、常壓下為氣態(tài)，通常主要成分為丙烷、丁烷、丙烯、丁烯，在常溫、常壓下為氣態(tài)，通常將蒸餾、裂化等石油煉制過程中產(chǎn)生的石油氣在常溫下加壓使其液化。將蒸餾、裂化等石油煉制過程中產(chǎn)生的石油氣在常溫下加壓使其液化。標(biāo)況下熱值高，燃燒時(shí)需要大量的空氣與之充分混合。標(biāo)況下熱值高，燃燒時(shí)需要大量的空氣與之充分混合。使用時(shí)一般采用降壓法將液化石油氣轉(zhuǎn)化為氣態(tài)燃料。使用時(shí)一般采用降壓法將液化石油氣轉(zhuǎn)化為氣態(tài)燃料。液化石油氣的爆炸下限很低（液化石油氣的爆炸下限很低（2%

58、2%左右），極易與周圍空氣混合形成爆左右），極易與周圍空氣混合形成爆炸氣體炸氣體。氣體燃料氣體燃料燃料分析方法燃料分析方法School of Energy and Power Engineeringu燃料試樣的采集和制取燃料試樣的采集和制取燃料分析的目的是測(cè)定燃料的組成和特性燃料分析的目的是測(cè)定燃料的組成和特性；必須由待分析的燃料中采集具有代表性的樣品并制成燃料試樣必須由待分析的燃料中采集具有代表性的樣品并制成燃料試樣，然后然后采用適宜的技術(shù)方法進(jìn)行分析測(cè)定采用適宜的技術(shù)方法進(jìn)行分析測(cè)定；采樣、制樣和分析采樣、制樣和分析是是燃料分析過程的三個(gè)重要環(huán)節(jié)。燃料分析過程的三個(gè)重要環(huán)節(jié)。影響燃料試樣代

59、表性的主要因素是燃料組成的不均勻性影響燃料試樣代表性的主要因素是燃料組成的不均勻性；各種燃料中不均勻性最大的是固體燃料，主要是由所含水分各種燃料中不均勻性最大的是固體燃料，主要是由所含水分、灰分和灰分和粒度等因素的變化造成的。粒度等因素的變化造成的。在煤的采樣、制樣和試驗(yàn)三個(gè)環(huán)節(jié)中，如果采用方差在煤的采樣、制樣和試驗(yàn)三個(gè)環(huán)節(jié)中，如果采用方差（標(biāo)準(zhǔn)偏差的平標(biāo)準(zhǔn)偏差的平方方）來表示誤差的話，采樣來表示誤差的話，采樣、制樣制樣、試驗(yàn)的影響試驗(yàn)的影響各各占占80%、16%和和4%；采樣是影響煤分析結(jié)果最關(guān)鍵的步驟采樣是影響煤分析結(jié)果最關(guān)鍵的步驟。燃料分析方法燃料分析方法School of Energy

60、 and Power Engineering（1）燃煤采樣燃煤采樣燃煤采樣主要指燃煤采樣主要指入廠煤采樣和入爐煤采樣入廠煤采樣和入爐煤采樣，將其將其分析結(jié)果分別用作評(píng)分析結(jié)果分別用作評(píng)價(jià)燃煤質(zhì)量和控制燃燒工況的基本依據(jù)。價(jià)燃煤質(zhì)量和控制燃燒工況的基本依據(jù)。燃煤試樣是由一批燃煤中各采樣單元分別采集的多個(gè)子樣摻和制成的。燃煤試樣是由一批燃煤中各采樣單元分別采集的多個(gè)子樣摻和制成的。在進(jìn)行采樣操作之前，必須首先確定采樣單元和子樣的個(gè)數(shù)及質(zhì)量。在進(jìn)行采樣操作之前，必須首先確定采樣單元和子樣的個(gè)數(shù)及質(zhì)量。燃煤采樣單元中子樣的數(shù)目取決于采樣單元煤量、燃煤品種、煤的不燃煤采樣單元中子樣的數(shù)目取決于采樣單元煤