燃料及燃烧基本理论

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1、京能集团运行人员培训教程BEIHPlantCourse燃料及燃烧基本理论TheBasicTheoryofFuelAndCombustionMAJTDNO.100.2目录1燃煤的形成与分类11.1燃料11.2煤的生成11.3煤炭的分类12燃煤的成分与分析32.1煤的元素分析32.2煤的工业分析32.3煤的成分基准及其换算43燃煤的性质63.1燃烧特性63.2常规性指标63.3实验室指标93.4煤粉的颗粒特性103.5自燃特性123.6爆炸特性133.7可磨特性153.8磨损特性173.9黏结特性193.10燃烧产物

2、的腐蚀特性193.11飞灰磨损性203.12灰的熔融性203.13堆积特性203.14流动特性214电煤技术条件、要求与标准225煤粉（粒）燃烧技术245.1燃烧的基础知识245.2煤粉的燃烧265.3独立有限空间冷态（单体燃烧器）燃烧运行技术325.4自由空间热态（整体成组）燃烧运行技术336燃油的燃烧研究356.1燃油及其化学成分356.2燃油的物理特性356.3燃油的燃烧367延伸阅读39547.1质量作用定律397.2阿累尼乌斯定律407.3影响化学反应速度的因素407.4热力着火理论427.5火焰的传播

3、467.6链锁反应477.7煤粉的着火燃烧487.8碳粒的燃烧498题库528.1填空题528.2问答题53541燃煤的形成与分类1.1燃料燃料是指能广泛用于工农业生产和人民生活以提供热能或动力的原料。世界上所用的燃料可分为两大类，一类是核燃料，另一类是有机燃料，也称为矿物燃料。火力发电厂锅炉燃用的是有机燃料。有机燃料就是含有元素碳、氢等有机物质的天然燃料及其加工后的人工燃料。有机燃料按其物态可以分为固体燃料、液体燃料和气体燃料三种。燃料特性是锅炉设计、运行的基础。所用燃料的种类不同，锅炉的炉膛尺寸、燃烧器种类、

4、制粉系统类型、受热面布置、锅炉的型式等各不相同，对锅炉运行出现的结渣、积灰、磨损、腐蚀、大气污染物排放和飞灰含碳量等情况的影响亦有差别。因此，对于锅炉的设计和运行工作者来说，掌握好燃料的成分、特性及其对锅炉生产的影响是非常必要的。1.2煤的生成煤是古代植物在数百万年以前以致更远的年代，由于地壳运动被覆埋在地下，长期受到地层压力和地热的作用，发生了复杂的生物化学和物理化学反应后演变而成的，通常要经历泥炭化作用和煤化作用两个阶段。泥炭化作用：古代植物由于细菌的作用而发生腐烂和分解，使其内部组织破坏，一部分物质转为气体

5、逸出，残余的物质开始转变为泥炭，称为泥炭化作用，这是成煤的第一阶段。煤化作用：泥炭在地下受到不断增高的地层压力和温度影响，逐渐被压紧和硬化，继续排出气体和水分，从而使综合碳比例日趋增大形成了固体有机可燃沉积岩，称为煤化作用，这是成煤的第二阶段。煤炭：主要是由植物遗体经煤化作用转化而成的富含碳的固体可燃有机沉积岩，含有一定量的矿物质，相应的灰分产率小于或等于50%（干基质量分数）。1.3煤炭的分类由于成煤植物、成煤年代及成煤条件的不同，特别是在变质程度上的区别，导致各种煤具有不同的化学组成及其特性。54根据煤的煤化

6、程度（干燥无灰基挥发分Vdaf等指标），将煤分为无烟煤、烟煤及褐煤，无烟煤是煤化程度最高的煤，挥发分含量最低，发热量高，密度最大，着火点高，燃烧稳定性差，无粘结性，燃烧时多不冒烟；褐煤是最浅的煤，光泽暗淡，质地较软，内在水分较高，具有不同程度的腐殖酸，挥发分含量高，发热量低；烟煤介于两者之间。干燥无灰基挥发分的大小，作为煤炭分类的主要指标，无烟煤的Vdaf≤10%，褐煤的Vdaf≥37%，烟煤的Vdaf大致可分为四个区段，即10%～20%、20%～28%、28%～37%、37%以上，烟煤可分为12个类别。中国煤炭

7、分类简表如表格1-1：类别符号包括数码分　　类　　指　　标Vdaf%GY/mmb/%PM%Qgr.net（MJ/kg）无烟煤WY01,02,03≤10.0贫煤PM11＞10.0～20.0≤5贫瘦煤PS12＞10.0～20.0＞5～20瘦煤SM13,14＞10.0～20.0＞20～65焦煤JM24＞20.0～28.0＞50～65≤25.0(≤150)15,25＞10.0～28.0＞65*肥煤FM16,26,36＞10.0～37.0(＞85)*＞25.0*1/3焦煤1/3JM35＞28.0～37.0＞65*≤25.0

8、(≤150)气肥煤QF46＞37.0(＞85)*＞25.0(＞220)气煤QM34＞28.0～37.0＞50～60≤25.0(≤220)43,44,45＞37＞351/2中粘煤1/2ZN23,33＞20.0～37＞30～50弱粘煤RN22,33＞20.0～37.0＞5～30不粘煤BN21,31＞20.0～37.0≤5长焰煤CY41,42＞37.0≤35＞50褐煤HM52＞