燃料及煤粉制備任務1：煤的組成成分及分析基準任務2：煤的特性參數任務3：煤的分類及特點學習單元二鍋爐燃料任務4：燃油特性參數任務3：煤的分類及特點任務3：了解煤的種類及液體、氣體燃料特性重點：煤的種類及特點液體、氣體燃料的特性一、動力煤的分類1.無煙煤2.貧煤3.煙煤4.褐煤

電廠鍋爐用煤稱為動力煤，動力煤通常以煤的干燥無灰基揮發分Vdaf含量為主要依據進行分類。大致分為：1.無煙煤無煙煤Vdaf≤10%，俗稱白煤，表面有明顯的光澤，機械強度高，密度較大，不易碾磨。埋藏年代長，碳化程度最深，含碳量最高一般Car＞50%，最高可達95%。揮發分含量少，且析出溫度較高，不易著火、燃盡。發熱量高Qar，net,p=21.0×103～25.0×103kJ/kg燃燒時焦炭無粘結性貯存過程中不易風風化和自燃。2.貧煤貧煤10%＜Vdaf＜20%，碳化程度較無煙煤低，含碳量高（Car=50%～70%）。性質介于無煙煤與煙煤之間。揮發分較低，一般不易點燃發熱量不低Q,p＞18.5×103kJ/kg燃燒時火焰較短，不易結焦。對Vdaf低的貧煤，在燃燒性能方面與無煙煤相近。3.煙煤煙煤揮發分含量較高，變化也較大，一般Vdaf=20%～40%。按煙煤的燃燒特性不同，可分為兩類：一類為中揮發分煤

Vdaf=20%～27%、

Q,p＞16.5×103kJ/kg；另一類為高揮發分煤

27%＜Vdaf≤40%、

Q,p＞15.5×103kJ/kg。

煙煤外表呈灰黑色，有光澤，質地松軟，煙煤的碳化程度低于無煙煤。碳的含量Car=40%～70%灰分含量Aar=7%～30%水分含量Mar=3%～18%煙煤揮發分含量較高，著火及燃燒較容易，火焰長。發熱量較高一般Qar,.net,p=20.0×103～30.0×103kJ/kg但燃燒時大多數有弱焦結性。4.褐煤

褐煤Vdaf＞40%（最高可達60%），外表多呈褐色或黑褐色，質軟易碎。褐煤碳化程度很淺，含碳量Car=40%～50%；水分含量Mar=20%～40%、灰分含量Aar=6%～40%較高，因而發熱量較低:

（Q,p=11.5×103～21.0×103kJ/kg）。由于揮發分含量高，且析出溫度較低，故著火和燃燒都比較容易。也很容易風化和自燃，不宜遠途輸送和長時間貯存。此外，在動力煤中還有洗中煤、泥煤、油頁巖和煤矸石等，均屬熱值很低，雜質多，單獨燃燒困難的的劣質煤。加強對這些燃料的開發利用是我國的一項基本能源政策。燃料及煤粉制備任務1：煤的組成成分及分析基準任務2：煤的特性參數任務3：煤的分類及特點學習單元二鍋爐燃料任務4：燃油特性參數任務2：煤的特性參數任務2：分析煤的特性指標重點：高、低發熱量，標準煤，折算成分灰的熔融特性煤的主要特性一、煤的發熱量二、灰的熔融性

煤的主要特性包括煤的發熱量、灰的熔融性、煤的可磨性等。一、煤的發熱量

單位質量的煤完全燃燒時所放出的熱量，稱為煤的發熱量。用Q表示，單位kJ/kg。煤的發熱量有高位發熱量和低位發熱量之分。鍋爐運行中，由于排煙溫度在110～160℃之間，煙氣中的水蒸汽不會凝結，汽化潛熱不能釋放出來，實際能被鍋爐利用的是煤的低位發熱量。國內電廠鍋爐熱平衡計算中采用的是低位發熱量。不同基準高位發熱量：直接乘以基準換算系數進行換算低位發熱量：先化成高位發熱量，再在高位發熱量間換算。與發熱量有關的兩個概念：

1.標準煤

2.折算成分

高位發熱量、低位發熱量高位發熱量：1kg煤完全燃燒所放出的熱量，其中包括燃燒產物中的水蒸汽凝結成水所放出的汽化潛熱，用Qgr表示。低位發熱量：1kg煤完全燃燒所放出的熱量，其中不包括燃燒產物中的水蒸汽凝結成水所放出的汽化潛熱,用Qnet表示。電廠燃煤按發熱量分區儲存標準煤規定以收到基低位發熱量Ｑar，net,p＝29270kJ/kg的煤作為標準煤。若煤的收到基低位發熱量為Ｑar，net,p（kJ/kg），實際煤耗量為B（t/h），折合成標準煤的消耗量為Bb（t/h），則有

折算成分

為準確反映雜質對鍋爐工作的影響，需將雜質含量與煤的發熱量聯系起來，而引入了折算成分。對應于煤的發熱量為4190kJ/kg時燃煤帶入鍋爐的有害雜質的成分含量：Mzs＞8%、AZS＞4%、Szs＞0.2%時為高水分、高灰分、高硫分煤。二、灰的熔融性煤灰在某一確定的溫度下開始熔化，此溫度稱為灰的熔點（灰熔點）。它對鍋爐運行有很大影響?；胰埸c影響因素：

灰的組成成分灰所處周圍環境的性質煤中灰分含量

灰熔融性的實驗測定常用角錐法。把煤灰用模子制成底邊長為７mm、高為20mm的等邊三角錐體（其中一個側面垂直于底面及灰托板），然后連同耐高溫的灰托板放入充有適量還原性氣體（ＣＯ、Ｈ２等）的電爐內加熱，并以規定的速度升溫。根據灰錐形態的變化，確定四個特性溫度DT、ST、HT和FT。變形溫度DT——灰錐頂端變圓或開始彎曲時的溫度，℃；軟化溫度ST——灰錐彎曲并觸及托板時的溫度，℃；半球溫度HT——灰錐彎曲變成半球形時的溫度，℃；液化溫度FT——灰錐完全溶化成液態并能在托板上流動時的溫度.℃；變形溫度DTdeformation（舊稱t1

）軟化溫度STSoftening（舊稱t2

）熔化溫度FTFluid（舊稱t3

）灰的熔融性一般用軟化溫度ST來代表。各種煤的ST一般在1100～1600℃之間。

ST＜1200℃的煤灰稱為易熔灰；

ST＞1400℃的煤灰稱為難熔灰。當灰粒溫度低于軟化溫度ST時，在受熱面上只能形成疏松的弱粘聚型灰渣，易脫落；當灰?；蚍e灰溫度高于軟化溫度ST時，固態的灰粒將變成熔融狀態，熔化的灰粒具有較強的粘性，當它未得到及時冷卻而與受熱面接觸時，就會粘附在受熱面上形成結渣(結焦)，導致傳熱惡化，影響正常水循環，嚴重時將會威脅固態排渣鍋爐的正常運行?；业能浕瘻囟萐T與變形溫度DT的間隔即ST-DT的大小也對鍋爐的結渣情況有一定影響。

當ST-DT＞200℃時，說明灰渣的液態與固態共存時間較長，稱為長渣；當ST-DT＜100℃時，說明灰渣的液態與固態共存時間較短，稱為短渣。由此可知，對固態排渣煤粉爐，為減輕爐內結渣，應燃用具有短渣性質的煤。另外，為防止爐膛出口附近的受熱面上結渣，應使爐膛出口煙氣溫度比灰的軟化溫度ST低50～100℃。燃料及煤粉制備任務1：煤的組成成分及分析基準任務2：煤的特性參數任務3：煤的分類及特點學習單元二鍋爐燃料任務4：燃油特性參數任務1：煤的組成成分及分析基準燃料核燃料有機燃料（主要成分：碳、氫、硫、氧、氮、水分、灰分）固體燃料液體燃料氣體燃料一、燃料概況任務1：熟悉鍋爐燃料成分特性固體燃料液體燃料氣體燃料天然木材、煤、油頁巖人工焦炭、煤磚、煤粉天然石油人工汽油、煤油、重油、渣油、酒精天然天然氣人工高爐煤氣、發生爐煤氣、煉焦爐煤氣、地下氣化煤氣鍋爐用燃料:固體、氣體以及液體燃料我國鍋爐以燃煤為主，且常燃用水分和灰分含量較高、發熱量低、燃燒較為困難的劣質煤。任務1：熟悉鍋爐燃料成分特性煤是一種化石燃料，來源于古代植物。由于地殼的變遷，地面植物殘骸被長期深埋在地層深處，在高溫、高壓及缺氧的條件下，原始有機物不斷地分解和化合，最終形成的。電廠煤堆★學習重點：煤的組成成分及分析基準二、煤的成分及特性煤的成分分析方法有兩種：元素分析法、工業分析法。分析條件稱為分析基準。1.煤的元素分析成分2.煤的工業分析成分3.煤的成分分析基準任務1：熟悉鍋爐燃料成分特性1.元素分析成分（1）C

（2）H

（3）S（4）O和N（5）水分（M）

（6）灰分（A）

元素分析成分——C、H、O、N、S五種元素和水分（M）、灰分（A）組成。各組成成分的含量，通常以它們各自占總質量的百分數表示。煤的元素分析成分是鍋爐設計、運行不可缺少的原始基礎技術資料煤元素分析有機物元素成分無機物碳C氫H氧O氮N硫S水分M灰分A（1）C碳——煤的主要可燃元素，含量：45%～95%。1Kg碳完全燃燒約可放出32866KJ的熱量。

C↑

，煤發熱量Q↑

。煤中碳元素存在形式：與H、O、S等結合成有機化合物

單質狀態，稱為固定碳（FC）。固定碳——煤中C元素的主要存在形式，不易著火，燃燒緩慢。褐煤FCdaf≤60%，煙煤貧煤=50%～90%，無煙煤≥90%。

C↑

，煤著火、燃燒困難↑。（2）H

氫——煤中單質發熱量最高的可燃元素。煤中含量約3%～6%（水分中的氫是不可燃的，不計入元素氫的含量）。煤地質年齡↑

，H↓

。

1Kg氫完全燃燒（生成物為H2O）時可放出120×103KJ/Kg的熱量。比碳的發熱量高3~5倍。

存在形式：有機化合物中。

有機化合物中的氫，遇熱揮發出H2和CmHn，極易著火、燃燒。

H↑

，煤易著火、燃燒↑含量不超過2%，個別煤種高達3%～10%。存在形式：有機硫（So）（與C、H、O組成有機化合物）黃鐵礦硫Sp（FeS2）——含煤80%S元素硫酸鹽硫Ss有機硫（So）

+黃鐵礦硫=可燃硫（Sc）

全硫S當作可燃硫lkg硫完全燃燒生成SO2，能放出9050kJ的熱量，部分SO2進一步氧化成SO3。煙氣中的SO2和SO3與煙氣中的水蒸氣(H2O)結合在一起生成H2SO3或H2SO4蒸氣。（3）SS元素危害：高、低溫腐蝕

SO2污染環境黃鐵礦FeS2質地堅硬，對磨煤部件磨損強硫是煤中有害可燃元素（3）S（4）O和N

氧和氮——煤中不可燃元素、內部雜質。O、N↑，煤發熱量Q

↓

N——有害元素，煤在高溫燃燒時生成NOx，有毒，污染大氣。O含量變化大，少：1.0％～2.0%，多：40%

N含量少，0.5％～2.0%

（5）水分（M）水分——煤中不可燃主要雜質含量，少：2%，多：50%～60%。M過高的危害

①煤可燃成分↓，Q↓②磨煤出力↓、制粉系統堵塞

③著火推遲，爐膛溫度↓不完全燃燒損失、排煙損失↑鍋爐效率↓

④低溫腐蝕、積灰↑

⑤引風機電耗↑水分是煤中有害成分灰分——煤燃燒后剩余的不可燃礦物雜質含量，少：4％～５％，多：60％～70％灰分過高的危害A↑→可燃元素↓→發熱量↓A↑→阻礙可燃物質與氧接觸→燃燒與燃盡↓A↑→磨損、腐蝕↑→鍋爐使用壽命↓A↑→積灰、結渣↑→傳熱↓A↑→q6↑→熱損失↑A↑→制粉系統的電耗↑A↑→開采、運輸費用↑灰分是煤中有害成分。固態排渣煤粉爐，為燃燒穩定、運行安全，要求燃煤A＜40％。（6）灰分（A）問題：元素分析成分中哪些元素是可燃的？哪些成分是有害的？水分(MMoisture)

揮發分(VVolatile)固定碳(FCFixedcarbon)灰分(AAsh)根據工業分析的數據，可以了解煤在燃燒方面的某些特性，以便正確地進行燃燒調整，改善燃燒工況，提高運行經濟性。煤的工業分析是按煤的燃燒過程來分析煤的成分。2.工業分析成分工業分析實驗：水分(M)全水分Mt——實際應用狀態下的煤（工作煤或收到基）所含水分。全水分Mt=表面水分Mf+固有水分Minh表面水分（外在水分）Mf—可通過自然干燥除去的水分固有水分（內在水分）Minh—原煤失去外在水分Mf后剩余的水分全水分的測定將煤樣置于105～110℃（褐煤相應的溫度約為145℃）的烘箱內約2h，使之干燥到恒重，其所失去的質量占原煤樣質量的百分數為該煤的全水分值。表面水分的測定原煤試樣在溫度為20±1℃、相對濕度為（65±5）%的空氣中自然風干后失去的水分。水分測定方法固有水分的測定內在水分需在較高的溫度下（105～110℃，加熱1.5～2h）才能從煤樣中除掉。一般可以通過分別測定外在水分和全水分，并由全水分減去外在水分求出。內在水分Minh

=全水分Mt

-外在水分Mf揮發分（V）揮發分——除去水分的煤，加熱后析出的氣體成分。注意：揮發分并非煤中的固有成分，而是在特定條件下受熱分解的產物。揮發分組成①可燃氣體——∑CmHn、H2、CO、H2S為主要成分②不可燃氣體——

O2、N2、CO2為少量成分。

揮發分的測定將失去水分的煤樣放入帶蓋坩堝中，置于900±10℃高溫電爐內隔絕空氣加熱約7min后，試樣所失去的質量占原煤試樣質量的百分數即為原煤的揮發分值。G—原煤樣質量，g；G1—空氣干燥基煤樣加熱后的質量，g；Mad—空氣干燥基水分，%揮發分容易著火燃燒，同時揮發分析出后煤粒表面多孔，增加固體可燃質與氧接觸面積。Vdaf：自身容易著火燃燒，且能促進焦炭的燃燒。Vdaf↑→著火↑→燃燒快↑→火焰長。揮發分對煤的性質和鍋爐工作有重大影響，是煤分類的主要依據。固定碳（FC）和灰分（A）原煤試樣除掉水分、析出揮發分后，剩余部分就是焦炭。焦炭＝固定碳＋灰分灰分的測定方法將原煤放入箱形電爐內，在815±10℃的溫度下灼燒2h，取出冷卻至室溫，測出的即是灰分的質量。其質量占原煤試樣質量的百分數，就是灰分的含量。3.煤的成分分析基準煤中的成分是以質量百分數表示的。常用的分析基準有收到基、空干基、干燥基和干燥無灰基四種，相應的表示方法是在各成分符號右下角加角標ar、ad、d、daf。

收到基（arasreceivedbasis）空干基（adairdriedbasis）干燥基（ddrybasis）干燥無灰基（dafdryandashfreebasis）

媽灣電廠收到基

收到基也稱工作基，以進入鍋爐房原煤倉內（或進入貯煤場內）的煤為基準。Ｃar+Har+Oar+Nar+Sar+Aar+Mar=100%FCar+Var+Aar+Mar=100%應用場合：鍋爐熱力計算。說明：收到基，舊稱應用基，用上標y表示。電廠煤場全景燃料集控室空干基以實驗室經過自然風干后的煤作為分析基準。Ｃad+Ｈad+Ｏad+Ｎad+Ｓad+Ａad+Mad=100%FCad+Vad+Aad+Mad=100%

應用場合：實驗室內煤樣分析時采用。注意：Mad=Minh≠Mar，與收到基比較，已除去外在水分。說明：空干基，舊稱分析基，用上標f表示。干煤棚干燥基干燥基是以假想無水狀態的煤作為基準。Ｃd+Hd+Od+Nd+Sd+Ad=100%FCd+Vd+Ad=100%

應用場合：灰分含量常用干燥基表示。在此基準下，工業分析成分中只有灰分為不可燃成分，更能體現其對燃燒的影響。說明：干燥基，舊稱中用上標g表示。干燥無灰基干燥無灰基是指以假想無水、無灰狀態下的煤作為基準。

Cdaf+Hdaf+Odaf+Ndaf+Sdaf=100%FCdaf+Vdaf=100%

應用場合：揮發分的含量常以干燥無灰基Ｖdaf來表示。在此基準下，工業分析成分中全是可燃成分。說明：干燥無灰基，舊稱可燃基，用上標r表示。

成分分析基準之間關系及換算煤的組成成分及各種分析基準之間的關系，可由圖2-1表示。表2-1列出各種成分分析基準之間換算系數。可以用于同種煤不同分析基準之間除水分以外的各種成分（如C、H、O、N、S、A）、揮發分和高位發熱量的換算?！獣貌煌鶞手g的換算公式

欲求基準成分=已知基準成分×換算系數k圖2-1煤成分及其各種基準間關系表2-1煤的成分基準換算系數所求

已知收到基空氣干燥基干燥基干燥無灰基收到基1空氣干燥基1干燥基1干燥無灰基1【例】某鍋爐燃用京西無煙煤，其特性如下：Cdaf＝94％、Hdaf＝1.4％、Ndaf＝0.6％、Odaf＝3.7％、Sar＝0.3％、Mar＝4％、Aar＝24％，求：該煤收到基各成分含量？解：換算系數Car＝0.72×Cdaf＝0.72×94＝67.68％

Har＝0.72×Hdaf＝0.72×1.4＝1.008％

Nar＝0.72×Ndaf＝0.72×0.6＝0.432％

Oar＝0.72×Odaf＝0.72×3.7＝2.664％

Sar＝0.3％湖北青山熱電廠350MW超臨界直流機組煤種及煤質分析工程設計煤種為陜西銅川貧煤、甘肅華亭長焰煤、河南