锅炉燃料及燃烧计算.doc

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燃料是指可以燃烧并能释放出热能加以利用的

物质。燃料是锅炉的食粮，只有连续不断地将燃料

送入锅炉炉膛，并使之充分燃烧放热，才能保证锅

炉的连续运行。锅炉的安全经济运行及其燃烧设备

的选用都与燃料的种类和品质有密切的关系。因此，

了解燃料的分类、组成及其特性是十分必要的。

燃料的燃烧计算包括燃烧所需提供的空气量、

燃烧生成的烟气亢涂掌把唐撵实募扑悖枪?
炉热力计算的一部分，燃烧计算的结果为锅炉的热

平衡计算、传热计算和通风设备选择提供可靠的依

据。

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锅炉设备（包括电站锅炉和工业锅炉）燃烧所用的燃料按

物理状态可分为固体燃料、液体燃料和气体燃料三大类。具

体表示如下：

煤——无烟煤、贫煤、烟煤、褐煤、泥煤

固体燃料——油页岩

木材

液体燃料——石油及其制品——轻油、柴油、重油

气体燃料——天然气、液化石油气

煤气——城市煤气、高炉煤气、焦炉煤气

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煤的成分表示方法有：元素分析和工业分析。为了

进行燃料的燃烧计算和了解煤的某些特性，常将煤

的成分分为：碳（C）、氢（H）、氧（O）、硫

（S）、氮（N）、水分（M）和灰分（A），但煤

不是这些成分的机械混合物，而是一种极为复杂的

化合物。煤的工业分析是测定煤中水分（M）、挥

发份（V）、固定碳（FC）和灰分（A）的含量。

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失去水分的煤样在隔绝空气下加热到850℃，使燃

料中有机物分解而析出的气体产物，称为挥发分。

不同燃料开始放出挥发分的温度是不同的。挥发分

多的煤容易着火，也易于燃尽，燃烧的损失较少。

因为一方面挥发分主要是气体可燃物，其着火温度

低，着火容易；另一方面在挥发分析出后，燃料表

面呈多孔性，与空气接触的机会增多。挥发分的含

量是对煤进行分类的重要依据。

2、水分

水分是燃料中的主要杂质。由于它的存在，不仅使

燃料中可燃元素相对减少，发热量降低，而且在燃

烧时水分蒸发还要吸收热量，使炉膛温度降低，燃

料着火困难，排烟带走的热损失增加，同时还可能

加剧尾部低温受热面的低温腐蚀和堵灰。水分增大，

对过热汽温也有影响，一般经验数据为：水分增加

1％，过热汽温会升高1.5℃。各种固体燃料的水分

含量变化很大，在5－60％范围内变动。

3、灰分

灰分是燃料中不可燃的固体矿物杂质。由于灰分的

存在，使固体燃料的发热量降低，燃料着火、燃烧

困难，增加运煤、出灰的工作量和运输费用。此外，

灰分中的一部分飞灰在锅炉中随烟气流动，造成受

热面和引风机磨损，排入大气污染环境。若灰的熔

点过低，会造成炉排和受热面结渣，影响传热和正

常燃烧。固体燃料中灰分含量变化很大，一般为5

－40％。通常将灰分含量超过40%的煤称为劣质煤。

4、硫分

煤中的硫包括三种形态，即有机硫、硫化铁硫和硫

酸盐硫。前两种硫能参加燃烧，称为可燃硫，后一

种硫不参加燃烧，算在灰分中。硫的燃烧产物二氧

化硫(SO

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)和三氧化硫(SO

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)气体，它们能与烟气中凝

结的水蒸气化合成亚硫酸或硫酸，对锅炉低温受热

面会引起腐蚀作用；二氧化硫、三氧化硫随烟气排

入大气中会污染环境，对人体和动植物产生危害，

所以燃料中的硫是一种有害成分。

煤中的水分和灰分的含量随外界条件而变化，其它成分的

百分量也将随之变更。所以，在说明各种成分的百分含量时，

必须同时注明百分数的基数。常用的基准有以下几种：

（1）收到基ar（应用基y）：以进入锅炉房准备燃烧的煤

为分析基准。在锅炉热力计算中，均采用收到基成分。

（2）空干基ad（分析基f）：以在实验室条件下（温度为

20℃，相对湿度为60%）进行自然干燥失去外在水分后的煤作

为分析基准。

（3）干燥基d（干燥基g）：以除去全部水分的干燥煤作

为分析基准。

（4）干燥无灰基daf（可燃基r）：以除去全部水分和灰份

的煤作为分析基准。

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煤的发热量是指1kg煤完全燃烧时所放出的热量，

单位kJ/kg。煤的发热量分为高位发热量（Q

gr

）和低位

发热量（Q

net

）。1kg煤完全燃烧时放出的全部热量称为

高位发热量，它包含煤燃烧时产生的水蒸气的汽化潜

热，即认为烟气中的水蒸气凝结成水放出它的汽化潜

热。但是，锅炉实际运行时，烟气还具有相当高的温

度，烟气中的水蒸气不可能凝结成水而放出汽化潜热，

故锅炉实际能利用的热量不包括水蒸气的汽化潜热。

从高位发热量中扣除烟气中水蒸气汽化潜热后，称为

煤的低位发热量，实际工程中常利用收到基低位发热

量，用符号Q

ar,net

表示。

各种煤由于其所含可燃成分