鍋爐燃燒系統圖及流程說明?燃料、燃燒、熱平衡1．什麼是能源？什麼是一次能源與二次能源？，我來為大家科普一下關于鍋爐燃燒系統圖及流程說明?下面希望有你要的答案，我們一起來看看吧!

鍋爐燃燒系統圖及流程說明

燃料、燃燒、熱平衡

1．什麼是能源？什麼是一次能源與二次能源？

能源從詞義來講就是能量的來源。工程上所講的能源是指具有各種能量的對象。如太陽能、風水海洋能、地熱能、礦物能、核能、生物能等。

一次能源是指以原有形式存在于自然界中的能源，如煤、石油、天然氣、水力、風力、草木燃料、地熱、核能、直接的太陽輻射等。

二次能源是指由一次能源直接或間接轉換為其它種類和形式的人工能源，如電能、熱能、各種石油制品、煤氣、液化氣、沼氣、餘熱、**、酒精等等。

2．什麼是燃料？作為燃料的基本條件是什麼？

所謂燃料是指在空氣中易于燃燒，并能放出大量熱量，且在經濟上值得利用其熱量的物質。這裡需要強調的是：不能簡單的把可燃物統稱為燃料，比如，紙張、棉布、糧食及食用油等都是可燃物，但不能把它們當作燃料。

由于工程上、生活上對燃料的需求量極大，作為燃料的物質應具備下列基本條件：

（1）易于獲取；

（2）容易燃燒、發熱量高且價格低謙；

（3）貯藏、運輸、處理比較簡便；

（4）使用過程中沒有大的危險性；

（5）燃燒産物對大氣、水質等環境不會造成嚴重污染。

3．燃料分哪幾類？

燃料的分類方法很多，類别也就較多。通常以燃料的形态分類，有如下幾種：

（1）固體燃料包括煤、油頁岩、木柴等到。電站鍋爐使用的固體燃料主要是煤。

（2）液體燃料包括石油及其制品、酒精等到。電站鍋爐點火用油一般為柴油，作為主燃料時為重油或渣油。

（3）氣體燃料包括天然氣、焦爐煤氣、高爐煤氣、城市煤氣、沼氣、液化氣等。根據地域不同，電站鍋爐可能燃用部分焦爐氣或高爐煤氣。而其它氣體燃料是不提倡作為鍋爐燃料的，這些燃料用于其它方面可能更合理。

4．電站鍋爐燃料為什麼要以煤為主？為什麼要提倡以煤代油？

電站鍋爐是消耗燃料的大戶，每年燃料沙子消耗量約占全國燃料總耗量的20%—25%。電站鍋爐要以煤為主、以煤代油的燃料政策，是根據我國客觀情況而決定的。我國煤炭資源十分豐富，已探明的儲量在6500億t以上，近年的煤炭産量也在穩步上升，可以保證長期穩定供應。

我國的石油、天然氣資源雖然也十分豐富，但遠不及煤炭資源可觀。更主要的是石油、天然氣經過深加工之後，可以得到更多的輕紡、化工等部門所需的原料，能獲取更高的經濟價值。如果将石油、天然氣作為鍋爐燃料直接燒掉，那将是很可惜的，同時，還會使發電成本提高。

基于上述原因，電站鍋爐燃料要以煤為主，以煤代油。要盡一切可能壓縮燃料油的消耗量，原來燒油的鍋爐，也要盡可能地進行技術改造，改燒煤炭。

5．什麼是煤的元素分析成分與工業分析成分？

通過元素分析方法得出的煤的主要組成成分，稱元素分析成分。它包括碳（C）、氫（H）、氧（O）、氮（N）、硫（S）、灰分（A）、水分（M）。其中碳、氫、硫是可燃成分。硫燃燒後要生成SO2，及少量SO3，故它是有害成分。煤中的水分和灰分也都是有害成分。

通過元素分析成分可以了解煤的特性及實用價值，的關燃燒計算也都使用元素分析數據。但元素分析方法較為複雜。發電廠常用較為簡便的工業分析方法得到工業分析成分，用它可以基本了解煤的燃燒特性。

煤的工業分析是把煤加熱到不同溫度和保持不同的時間而獲得水分、揮發分、固定碳、灰分的百分組成。元素分析成分與工業分析成分之間的關系，可參閱圖4—1。

6．煤中水分由哪幾部分組成？煤中水分有何危害？

通常所說的煤中水分是指全水分Mt,由表面水分Mf和内在水分Minh組成。

内在水分也稱固有水分Minh，它是生成煤的植物中的水分及煤生成過程中進入的水分，不能用自然風幹的方法除去，必須通過加熱才能除掉。它的含量對于一定煤種是穩定的。

表面水分是在開采、儲運過程中進入的，又稱外在水分，通過自然風幹即可除去。表面水分的含量，受自然條件影響較大，故其數值變化較大。不同煤種的全水分在不同條件下差别較大，少的隻有百分之幾，多的可達40%~50%。水分的存在不僅使煤種的可燃成分相對減少，發熱量下降，而且影響燃料的着火燃燒。燃用高水分的煤，使燃燒溫度偏低，煙氣容積增大，使鍋爐效率下降，還會加劇鍋爐尾部受熱面的低溫腐蝕和堵灰。煤中水分高，使煤的運輸、磨制也會發生困難。

7．煤中灰分由哪幾部分組成？煤中灰分有何危害？

煤中的灰分是指燃燒後剩餘的不可燃礦物質。它可分為内在灰分（固有灰分）和外來灰分兩部分。

内在灰分是生成煤的植物中的不可燃礦物質，以及在煤的生成過程中進入的不可燃礦物質。内在灰分含量較少，在煤中的分布也較均勻，有時呈層狀分布。

外來灰分是在煤開采、儲運過程中進入的不可燃礦物質。在煤中的分布很不均勻，含量也受自然條件影響。

灰分是煤中的害雜質，含量在5%—40%之間。煤中灰分越高，可燃成分相對降低，發熱量減小，且影響煤的着火與燃燒，使燃燒效率下降。燃燒後灰分可在受熱淚盈眶面上形成結渣與積灰，影響傳熱，使鍋爐熱效率下降。随煙氣流動的飛灰，磨損受熱面，使鍋爐受熱面使用壽命降低。為了清除灰渣與飛灰，使除灰塵設備複雜化。随煙氣排入大的飛灰，造成對環境的污染。

8．煤中的硫以什麼形式存在？煤中硫分有何危害？

硫在煤中以三種形式存在，即有機硫、硫鐵礦硫（黃鐵礦和白鐵礦硫等形态存在的硫）和硫酸鹽硫。前兩種可以燃燒，通常稱為可燃硫。最後一種硫酸鹽硫不可燃燒，隻轉化為灰的一部分。

硫在煤中含量變化範圍也較大，一般約為0.1%-—5%。硫雖能燃燒放熱，但它卻是極為有害的成分。硫燃燒後生成二氧化硫（SO2）及少量三氧化硫（SO3），排入大氣能污染環境，對人體和動植物以及地面建築物均有害。同時，SO2、SO3也是導緻*爐受熱面煙氣側高溫腐蝕、低溫腐蝕和堵灰的主要因素。

9．煤中灰分和煤中不可燃礦物質的含義一樣嗎？

含義不一樣。煤中灰分是指燃燒後剩餘的不可燃礦物質，其含量是在實驗室用加熱方法燒去可燃物而測定的。煤中的不可燃礦物質，雖然不參與燃燒，但在高溫下，會經曆失去結晶水、碳酸鹽和硫酸鹽熱分解、以及黃鐵礦氧化等過程，原來不可燃的礦物質成分會有一定變化，質量也有所減輕。因此，灰分與煤中不可礦物質的含義是不一樣的。

同時，灰分和實際燃燒後形成的灰渣也有不同。測定灰分時加熱溫度為800℃，在鍋爐内實際燃燒時，溫度為1500—1600r℃。在這樣高溫下，使部分氧化矽、氯化物、堿金屬鹽類直接升華為氣體逸出，以及高溫氧化或還原、共晶體形成等過程，使灰渣的成分和測定的灰分的成分組成會有很大的差異，灰的熔融特性也不完全一緻。

10．煤中的含碳量、固定碳、焦碳的含義相同嗎？

煤的含碳量是碳在煤中的質量百分數，包括煤中全部碳量。煤在加熱後，水分首先析出，随着溫度的升高，揮發分漸析出，煤中的一部分碳也要揮發成氣體，沒有揮發的碳稱之為固定碳。換句話說，固定碳的含量是指工業分析中四種成分，（水分、揮發分、灰分、固定碳）中的碳的含量。工業分析中，水分、揮發分析出後剩餘的部分稱為焦炭，焦炭是由固定碳和灰分所組成。

由上述說明可知，煤中的碳、固定碳、焦炭。都是由煤中的碳引發出來的，都與碳的關系，但三者的數量和物理意義又不相同，它們之間的關系，可由圖4——1看出。

11．煤的成分分析基準有哪幾種？

煤的成分組成是用質量百分數來表示的。即

C H O N S A M=100%

式中，C、H、O、N、S、A、M分别表示煤中碳、氫、氧、氮、硫、灰分、水分的質量百分數。

由于煤中灰分、水分随開采條件、儲運條件和氣象條件的變化而變化，同一種煤，在不同條件下，其成分的百分組成就不相同，若欲用其成分含量百分數說明煤的物性，必須同時指明煤是在什麼狀态下分析成分組成，才能正确判斷各種成分的影響。較常應用的煤的成分分析基準有如下四種：

（1）收到基以收到狀态的煤取樣分析其成分組成，用下角标ar表示。即

Car Har Oar Nar Sar Aar Mar=100%

收到基是以收到的煤為試樣所取得的成分組成，但收到的地點不同，其成分組成就會有差異。對于鍋爐用煤來說，收到的煤應是進入原煤倉中的煤，以原煤倉中的煤為試樣所取得的成分組成，為收到基成分組成，這也就和過去的應用基成分基本一緻。

收到基成分*爐有關計算中應用最廣的成分基準。

（2）空氣幹燥基（舊稱分析基）以自然風幹的煤樣分析其成分組成，已扣去煤中的外在水分，剩餘的隻是煤的内在水分，或稱分析水分。空氣幹燥基成分用下角标ad表示。即

Cad Had Oad Nad Sad Aad Mad=100%

煤礦提供的煤質數據多為空氣幹燥基成分。

(3)

幹燥基以去掉全部水分的煤樣分析其成分組成，用下角标d表示。即

Cd Hd Od Nd Sd Ad=100%

利用幹燥基成分可較真實地反映灰的含量，因為幹燥基成分不受水分變化的影響。

（4）幹燥無灰基（舊稱可燃基）以假想幹燥無灰狀态煤的成分總量作為計算基數所得的成分組成，用下角标daf表示。即

Cdaf Hdaf Odaf Ndaf Sdaf=100%

幹燥無灰基成分不受水分、灰分變化的影響，能較确切地反映煤中的有用成分的數值及實用價值。

上述四種成分組成是可以互相換算的，有關換算系數可由鍋爐參考書及有關手冊中查取。

12、什麼是燃料的發熱量？高位高熱量與低位發熱量有什麼區别？

單位物量（1kg或1m3n）的燃料完全燃燒時，所放出的熱量稱發熱量，也稱熱值。以符号Q表示，單位是kJ/kg或kJ/m3n。

燃料燃燒時，水分要蒸發為蒸汽，氫燃燒後也要生成蒸汽。在确定發熱量時，如果把煙氣中水蒸汽的汽化潛熱計算在内，稱為高位高熱量，用符号Qgr,ar表示。如果汽化潛熱不計算在内，則稱為低位發熱量，用符号Qnet,ar表示。煙氣離開鍋爐時，蒸汽仍以氣态排出，汽化潛熱沒被利用。故我國在鍋爐計算中多以低位發熱量為基礎，歐美等國也有用高位發熱量作為鍋爐計算基礎的。

高位發熱量與低位發熱量的區别，就在于是否計入煙氣中水蒸汽的汽化潛熱，它們之間的關系為：

Qgr,ar–Qnet,ar=25.1(9Har 6Mar)kJ/kg

燃料的發熱量可用測熱計直接測出，也可根據其元素分析成分經驗公式計算：

Qnet,ar=339Car 1030Har–109(Oar–Sar)-25MarkJ/kg

式中各成分均以百分數代入。

13、什麼是标準煤？規定标準煤有何實用意義？

規定收到基的低位發熱量Qnet,ar=29271kJ/kg（即7000kcal/kg）的燃料為标準煤。

标準煤實際是不存在的。隻是人為的規定，提出标準煤的主要目的是把不同的燃料劃規統一的标準，便于分析比較熱力設備的經濟性。不同種類的煤具有不同的發熱量，有時差别甚大。比如發熱量最低的煤隻有8000kJ/kg，發熱量最高的煤可達30000kJ/kg。相同容量、相同參數的鍋爐，在相同工況下運行，燃用不同發熱量的煤，燃煤量也就不同，但我們不能僅僅根據燃煤量多少來分析判斷鍋爐運行的經濟性。如果把不同的燃煤量，都折算為統一的标準煤，那就很容易判斷哪一台鍋爐的标準煤耗量低，哪台鍋爐的運行經濟性就好。

發電廠的發電煤耗與供電煤耗都是按标準煤計算的。國家有關能源的統計、調撥，能源消耗指标，節約能源指标，也都是以标準煤計算的。

14、常用能源與标準煤的折算系數為多少？

為了便于計算、分析和對比，各種能源都要統一折算成标準煤，它們之間的折算關系，稱能源折算系數。

15、什麼是煤的折算灰分、折算水分、折算硫分？折算成分有何實際意義？

把煤中的灰分、水分、硫分折算到每4182kJ（或1000kcal）發熱量的百分數，分别稱為折算灰分、折算水分、折算硫分。

灰分、水分、硫分都是有害雜質，但由于煤的發熱量不同，僅從它們的百分含量還很難估計它們給鍋爐帶來的危害程度。引入折算成分後，就可根據折算成分的大小，知道實際進入鍋爐中的有害成分的多少，也就能比較清楚地判斷這些有害雜質對鍋爐的危害程度。

16、什麼是揮發分？它對燃燒和對鍋爐工作有何影響？

将煤加熱到一定溫度時，煤中的部分有機物和礦物質發生分解并逸出，逸出的氣體（主要是H2,CmHn,CO,CO2等）産物稱為煤的揮發分。

揮發分是煤在高溫下受熱分解的産物，數量将随加熱溫度的高低和加熱時間的長短而變化。通常所說的揮發分是指煤在特定條件下加熱有機物及礦物質的氣體産率。即經幹燥的煤在隔絕空氣下加熱至900±10℃，恒溫7分鐘所析出的氣體占幹燥無灰基成分的質量百分數，稱幹燥無灰基揮發分Vdaf。

揮發分是煤中氫、氧、氮、硫和一部分碳的氣體産物，大部分是可燃氣體。揮分含量高，煤易于着火，燃燒穩定。因此，揮發分是表征燃燒特性的重要指标，從而也對鍋爐工作帶來多方面的影響，如，需要根據揮發分大小考慮爐膛容積及形狀；揮發分含量影響燃燒器的型式及配風方式的選用，影響磨煤機型式及制粉系統型式的選擇。同時，揮發分也是煤進行分類的重要指标之一。

17．灰的熔融特性用什麼指标表示？有何實用意義？

灰的熔融特性采用對灰錐試樣加熱的方法确定。用模子将灰壓成若幹個一定形狀的三角錐體（底邊長7mm、高20mm），在電爐

内加熱，根據溫升及三角錐體變形情況，記錄如下幾個溫度值（參閱圖4—2）：

（1）灰熔融性形溫度DT錐尖開始變圓或彎曲時的溫度。

（2）灰熔融性軟化溫度ST錐體彎曲至錐頂觸及托盤或錐體變成球形和高度等于底邊的半球時的溫度。

（3）灰熔性流動溫度FT錐體熔化成液體或展開成高度在1.5mm以下薄層時的溫度。

灰的熔融特性，對鍋爐運行的經濟性、安全性均有重大影響。當軟化溫度ST>1350時，爐内結渣的可能性不大；而ST<1350時就有可能結渣。為了防止爐膛出口的對流受熱面結渣，爐膛出口若懸河煙溫必須低于軟化溫度ST若幹度。DT、ST、FT的間隔大小對灰的結渣及流渣特性也有影響：（FT—ST）>200稱長渣，長渣凝固慢有塑性而不易碎裂，結渣後不易清除。（FT—ST）<200時稱短渣，短渣結渣時凝固快，渣的内應力大易碎裂，結渣後易于清除。液态排渣爐希望灰的（FT——ST）值大一些，以防鍋爐在負荷變化時，因爐膛溫度變化而影響液态渣打的順利排出。

18．影響灰熔點的因素有哪些？

影響灰熔點高低的主要因素有以下幾點：

（1）成分因素灰的組成成分及各成分的比例，對灰熔點高低影響很大。大至規律是：熔點高的成分（如SiO，ALO）含量高時，灰熔點也高；熔點低的成分（如CaO，FeO，MgO含量高時，灰熔點就低。…）

（1）介質因素灰分處于有還原性氣體（CO，H，CH…）的氣氛中時，熔點降低。這主要不得是還原性氣體能奪取灰中高價氧化物的氧，使其變成低價氧化物而降低熔點。所以，鍋爐因缺氧引起不完全燃燒時，結渣的可能性就大。

（2）濃度因素灰分含量高，相互接觸碰撞機會多，助熔作用加強，使熔點降低。因此，鍋爐在燃用多灰分的煤時，引起結渣的可能性就大。

19．結渣的基本條件是什麼？何謂灰的結渣特性指标？

熔融的灰粘結在受熱面上或爐牆上稱結渣。形成結渣的基本條件是受熱面壁溫高、表面粗糙和灰熔點低。灰熔點與灰和成分組成的關，根據組成成分計算出分析叛斷灰的結渣傾向的指标，稱結渣特性指标Rs.

20、一般以什麼标準對煤進行分類？動力用煤一般分為哪幾類？

根據不同用途和不同的分類方法，可以把煤分成不同的類别。動力用煤一般主要依據揮發分含量将煤分成如下四類：

（1）無煙煤揮發分Vdaf<10%。無煙煤揮發分含量低，析出溫度高，着火較困難，燃盡也不易。它含固定碳高，一般發熱量Qnet,ar=20000—32500kJ/kg。無煙煤表面呈明亮的黑色光澤，質地堅硬，相對密度也較大。

（2）煙煤揮發分Vdaf=20%—40%。是一個非常廣泛的煤種，表面呈灰黑色，有光澤，質地較松軟。煙煤含碳量較高，發熱量Qnet,ar=14000—29000kJ/kg，它易于着火，火焰較長，各種煙煤的焦結性差别很大。

（3）貧煤揮發分Vdaf=10%—20%。它是介于煙煤與無煙煤之間的煤種。貧煤表面灰黑，無光澤，不易點燃，火苗也較短，發熱量常比煙煤低。

（4）褐煤揮發分Vdaf>40%。其碳化程度較淺，揮發分的析出溫度低，易于點火，灰分、水分含量較高，發熱量低，一般Qnet,ar=8000—17000kJ/kg。褐煤表面呈棕褐色，少數呈黑色，質脆易風化，不易儲存，也不宜長途運輸。

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