锅炉岗位基础知识｜燃料基础知识

5-1 燃料如何分类？怎样评价燃料的优劣？

答：锅炉常用燃料分三类：

(1）固体燃料：烟煤、无烟煤、泥煤、页岩、木柴等。

(2）液体燃料：原油、燃料油、渣油、柴油等。

(3）气体燃料：天然气、炼焦煤气、石油加工尾气、高炉煤气等。

优良的燃料应具备下列条件：为减少运输量要求发热量高，水分、灰分 及其他杂质含量低；为减少对环境的污染，含硫量要低；为容易着火，低负 荷时火焰稳定，要求挥发分含量高；还要便于储存和运输。根据上述几项要 求，含硫量低的液体燃料和含硫量低的高热值气体燃料是比较理想的燃料， 但是含硫量低的液体燃料和含硫量低的高热值气体燃料价格较昂贵。从降低 成本、提高经济效益的角度来看，锅炉不应该燃用优质的液体和气体燃料而 应燃用价格低廉、质量较差的固体燃料。锅炉的燃料制备和燃烧设备比较完 善，有条件燃用质量较差的固体燃料。

5-2 动力煤依据什么分类？一般分哪几种？

答：动力煤主要依据煤的干燥无灰基挥发分V_daf来分类，一般分为无烟 煤、贫煤、烟煤和褐煤 4种。

5-3 煤的分析方法是什么？

答：煤是包括有机成分和无机成分等物质的混合物，其分子机构十分复 杂。为了实用方便，都通过元素分析和工业分析来确定各种物质的百分 含量。

5-4 煤的元素分析是怎样的？

答：煤的元素组成一般指有机物中的碳（C)、氢（H)、氮（N) 、氧 (O)、硫（S）的含量而言。根据现有的分析方法，尚不能直接测定煤中有 机物的化合物，因为其中大多数的化合物在进行分析时会逐渐分解。因此， 一般是用测定煤的元素组成，即确定上述元素含量的质量百分比，作为煤的有机物的特性。

5-5 煤的工业分析包括哪些内容？

答：电厂普遍采用的分析方法，包括煤的水分、固定碳、挥发分和灰分 等内容。

5-6 什么是燃料的分析基础？

答：燃料是由碳、氢、氮、硫、水分及灰分组成的。由于燃料分析时所 处的状态不同，各种成分的分析数据也是不同的。为了理论研究和实际应用 的不同需要，通常将燃料分为收到基、干燥基、干燥无灰基和分析基4 种状 态进行成分分析。

我们将正在用来在炉子中燃烧的燃料，称为应用燃料。如果从应用燃料 中取样进行分析，所得到的燃料成分质量百分比，称为燃料的收到基，通常 在成分上加角码Y表示，即

C^Y+H^Y+O^Y +N^Y+S^Y+W^Y +A^Y =100%

除去水分的燃料称为干燥燃料，以此为基础进行分析得到的成分质量百 分数，称为燃料的干燥基，通常在成分上加角码g表示，即

C^g+H^g+O^g +N^g+S^g+A^g =100%

通常将除去水分和灰分的成分称为可燃成分，以此为基础进行分析得到 的成分质量百分数，称为燃料的干燥无灰基，通常在成分上加角码r表 示，即

C^r+H^r+O^r +N^r+S^r=100%

由于燃料的外部水分受气象条件的影响较大，在试验分析时常把燃料进 行空气自然风干，使其失去外部水分。以此为基础进行分析得到的质量百分 数，称为燃料的分析基，通常在成分上加角码f 表示，即

C^f+H^f+O^f +N^f+S^f+W^f +A^f =100%

因为气体燃料和液体燃料的水分和灰分含量很少，所以，气体燃料和液 体燃料的收到基、干燥基、干燥无灰基和分析基的相差很小。而煤的水分和 灰分含量很多，而且变化较大，所以，煤的收到基、干燥基、干燥无灰基和 分析基相差很大。

显然，在锅炉热力计算时应以收到基燃料成分作为依据。

5-7 为什么各种煤和气体燃料的发热量差别很大，而各种燃油的发热 量差别却很小？

答：各种气体燃料的发热量差别很。例如，液化石油气的低位发热量高达104 700kJ/m³，而高炉煤气的低位发热量仅为3680kJ/m³ ，其他气体燃 料的发热量在液化石油气和高炉煤气之间。液化石油气的发热量是高炉煤气 发热量的28倍。

气体燃料发热量差别这么大，主要有三个原因。一是因为各种气体燃料 的可燃成分所占的比例差别很大。发热量最高的液化石油气，可燃成分为 100%，而发热量最低的高炉煤气，可燃部分仅占 29%。二是因为各种气体 燃料中可燃成分的发热量差别很大。液化石油气中的C₂H₆ 和C₃H₈发热量   高达69 220kJ/m ³和93 630kJ/m ³，而高炉煤气中的CO的发热量仅为 12730kJ/m³ 。三是因为气体燃料的发热量是以立方米计算的。液化石油气 的密度是高炉煤气的1.4~1.5倍。

各种煤的发热量差别也较大，主要是因为煤中灰分含量差别较大。

燃油的发热量差别很小。其主要原因是燃油中的可燃元素C和H之和 高达97.0 ％以上，不可燃元素及灰分、水分的含量之和在3％以下；其次是 各种燃油中C和H 的含量差别很小。

5-8 煤的主要特性是什么？

答：煤的主要特性是指煤的发热量、挥发分、焦结性、灰的熔融性、可 磨性等。

5-9 什么是发热量？什么是高位发热量和低位发热量？

答：单位质量的燃料在完全燃烧时所发出的热量称为燃料的发热量。高 位发热量是指1kg燃料完全燃烧时放出的全部热量，包括烟气中水蒸气已凝 结成水所放出的汽化潜热。从燃料的高位发热量中扣除烟气中水蒸气的汽化 潜热，称燃料的低位发热量。

因为在各种炉子中排烟温度一般都高于烟气的露点，水蒸气的潜热都没 有放出，所以在计算炉子燃料消耗量时，都用低位发热量。

5-10 怎样确定燃料的发热量？

答：固体燃料或液体燃料的发热量，通常采用氧弹测热器直接测定。

氧弹是一个不锈钢制成的容器，把一定量的燃料置于氧弹中，并充以 2.5~3MPa压力的氧气，然后使燃料完全燃烧，放出的热量被氧弹外的水 所吸收，测出水温升高值，便可计算出燃料的发热量。采用氧弹测热器测出 的燃料发热量称为氧弹发热量，氧弹发热量通常比高位发热量高些。因为燃 料中的硫和氮在氧弹中燃烧时生成了硫酸和硝酸，硫酸和硝酸又溶解与水， 它们放出的生成热和溶解热被水吸收。所以，氧弹发热量减去硫酸和硝酸的生成热和溶解热才是燃料的高位发热量。

没有氧弹测热器的单位可以根据燃料的元素分析，采用门德列也夫公式 计算固体和液体燃料的发热量，其公式为

Q^Y_dw=339C^Y+1030H^Y -109(O^Y-S^Y)-25W^Y  kJ/kg

该式还可用于检验元素分析及发热量测定的准确性。当煤的A^g≤25% 时，发热量测定与按上式计算的发热量之差不应超过 600kJ/kg；当煤的A^g>25％时，其差值不应超过 800kJ/kg ，否则检查发热量的测定是否准确。 若发热量的测定准确，则说明燃料的元素分析误差较大而应重新分析。

5-11 什么是标准煤？有何作用？

答：收到基低位发热量为29 270kJ/kg的煤被称为标准煤。

各发电厂锅炉所采用的燃料不同，主要分气体燃料、液体燃料和固体燃 料三大类。即使是同一类燃料，也因产地不同，燃料成分不一样，发热量相 差很大。为了便于比较各发电厂或不同机组的技术水平是否先进，以及相同 机组的运行管理水平，将每发 1kWh 电所消耗的不同发热量的燃料都统一折 算为标准煤。这样，不同类型机组的技术水平或同类机组的运行管理水平就 一目了然了。

所以，标准煤实际上是不存在的，只是为了便于比较和计算而假定的。

5-12 煤粉品质的主要指标是什么？

答：煤粉品质的主要指标是指煤粉的细度、均匀程度和煤粉的水分。

5-13 如何表示煤粉的细度？

答：因为煤粉是由尺寸不同的颗粒组成，无法用煤粉尺寸来表示煤粉的 细度，所以煤粉的细度是用特别的筛子来测定的。

煤粉细度就是煤粉经过专用筛子筛分后，残留在筛子上面的煤粉质量占 筛分前煤粉总量的百分值。用R表示，其值越大，表示煤粉越粗。

筛子的编号数就是每厘米长度中的孔眼数。例如30号筛子，就是每厘 米内有30个孔，这种筛子的孔眼长度为 200μm ，用此种筛子测定的煤粉细 度用R₂₀₀表示。发电厂常用30 号和 70 号筛子，换言之，常用R₂₀₀和 R₉₀ 表  示煤粉的细度。

但是，只用一种筛子来测定煤粉的细度，不能全面地反映煤粉细度颗粒 的特性。对于R₉₀ 相同煤粉，如R₂₀₀不同，则表明两种煤粉试样中的大颗粒  煤粉含量不同， R₂₀₀较大者，含大颗粒的煤粉比例较大，燃烧时容易形成较 大的机械不完全燃烧热损失。
因此，同时用R₉₀和R₂₀₀ 来表示煤粉细度，不但说明了煤粉的细度，又 说明了煤粉颗粒大小的均匀性。对于颗粒均匀的煤粉，煤粉的经济细度R₉₀   之值较大。煤粉颗粒的均匀性主要决定制粉设备的型式。

5-14 什么是灰熔点？如何测定？

答：灰熔点即为灰的熔化特性。

关于灰熔点，目前都用试验方法来测定。我国及苏联常用的是角锥法， 即先将灰制成等边三角形的锥体，其底边长为7mm，高度为 20mm，在半还 原气氛下逐步加热，根据灰锥的变形情况得到关于灰锥不同状态的3个温 度，即变形温度DT 、软化温度 ST和流动温度FT。变形温度DT 是指灰锥 顶点变圆或开始倾斜时的温度；软化温度 ST 是指灰锥顶部弯至锥底或萎缩 成球形时的温度；流动温度FT是指灰锥体呈液态，并能沿平面流动时的温 度。美国采用的角锥法也是在半还原性气氛下进行加热，得出几种灰分状态 变化时的温度，其中 DT 为变形温度、 ST为软化温度（此时灰锥高度等于 灰锥底宽）、HT为半球形温度（此时灰锥高度等于 1/2 灰锥底宽）、 FT为 熔化温度。

5-15 煤的焦炭特性是什么？

答：煤中挥发分析出后，所余的残留物便是焦炭，焦炭特性随煤种不同 而变化。根据国家标准规定，焦炭特性分为以下8类：

(1）粉状。焦炭全部为粉状，无互相黏着的颗粒。

(2）黏着。用手指轻碰即成粉末，或基本上是粉状。

(3）弱黏结。用手指轻压即碎成小块。

(4）不熔融黏结。用手指重压才裂成小块，焦炭上表面无光泽，下表面 有银白光泽。

(5）不膨胀熔融黏结。焦炭为扁平的饼状，炭粒界线不清，表面有明显 银白色金属光泽，下表面尤为明显。

(6）微膨胀熔融黏结。手指压不碎，焦炭上下表面均有银白色金属光 泽，在表面上有较小的膨胀泡。

(7）膨胀熔融黏结。焦炭上下表面均有银白色金属光泽、且明显膨胀， 但膨胀高度不超过15mm。

(8）强膨胀熔融黏结。焦炭上下表面均有银白色金属光泽，焦炭膨胀高 度超过15mm。

 

【免责声明】1、鉴于本公众号发布稿件来源广泛、数量较多，如因作者联系方式不详或其它原因未能与著作权拥有者取得联系，著作权人发现本公众号转载了其拥有著作权的作品时，请主动与本公众号联系， 提供相关证明材料，本公众号将即时处理。2 、本公众号对所载资讯的内容、观点保持中立，不对其准确性、可靠性或完整性提供任何明示或暗示的保证。3、如其他媒体、网站或个人转载使用，需保留本平台注明的“稿件来源 ” ，并自负法律责任。4、如涉及版权等问题，请及时联系我们，我们将在第一时间妥善处理。