2021年度煤粉燃烧和燃烧器讲义.ppt

第一部分 燃料
煤粉燃烧和燃烧器
2021/1/7
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一、煤的成分及分析基准
一般通过
元素分析和工业分析
来确定煤中各组成成分的含量。
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（一）煤的元素分析成分
（1）碳（C）碳是煤中含量最多的可燃元素，也是煤的基本成分，其含量约为 45％～85％。 1kg碳完全燃烧约可放出32866kJ的热量。含碳量越高的煤，着火和燃烧就越困难。
（2）氢（H）氢是煤中单位质量发热量最高的可燃元素。氢在煤中的含量较少，约为3％～6％，地质年龄越长的煤，其含量越少。1kg氢完全燃烧时可放出120×103kJ的热量，比碳的发热量高 3～5倍。氢的含量越高，煤就越容易着火和燃烧。
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（一）煤的元素分析成分
（3）硫（S）硫的含量一般不超过2％，个别煤种含量高达3％～10％。 1kg硫完全燃烧时可放出约 9040kJ的热量。硫是煤中有害的可燃元素。
（4）氧（O）和氮（N）
（5）水分（M）各煤种的水分含量差别很大，少的仅2％左右，多的可达50％～60％。水分的含量一般随煤的地质年代的延长而减小，同时也受开采方法、运输和储存条件的影响。
（6）灰分（A）灰分是煤燃烧后剩余的不可燃矿物杂质，它与燃烧前煤中的矿物质在成分和数量上有较大区别。灰分的含量在各煤种中的变化很大，少的只有4％～5％，多的高达 60％～ 70％。从燃烧的稳定性和运行的安全性考虑，燃煤的灰分不宜超过40％。
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（二）煤的工业分析
(通过干燥、加热、燃烧）
（1）水分（M）
全水分测定方法是：
将煤样置于105～110℃（褐煤相应的温度约为145℃）的烘箱内约2h，使之干燥到恒重，其所失去的质量占原煤样质量的百分数为该煤的水分值。
（2）挥发分（V）
将失去水分的煤样放火带盖的坩埚中。置于900℃高温电炉内隔绝空气加热约7min后，试样所失去的质量占原煤试样质量的百分数即为原煤的挥发分值。
煤中挥发分含量越高，煤越容易着火，越容易燃尽。
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（二）煤的工业分析
（3）固定碳（FC）和灰分（A）
原煤试样除掉水分，析出挥发分后，剩余部分就是焦炭，焦炭由固定碳和灰分组成。
测定方法是：
将焦炭放入箱形电炉内；在 815± 10℃的温度下灼烧2h，固定碳基本烧尽，取出冷却至室温，这时焦炭所失去的质量就是固定碳的质量，剩余部分则是灰分的质量。而这两个质量各占原煤试样质量的百分数，就分别是煤样的固定碳和灰分的含量。
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3．煤的成分分析基准
煤中的成分是以质量百分数表示的。由于煤中的水分和灰分含量常随开采、运输、储存等因素的变化而变化，即使同一种煤，由于水分和灰分的变化，其他成分的含量也就随之变化，因此在给出煤中的成分含量时，应注明其分析基准才有实际意义。常用的分析基准有收到基、空气干燥基、干燥基和干燥无灰基四种，相应的表示方法是在各成分符号右下角加角标ar、ad、d、daf。
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3．煤的成分分析基准
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二、煤的主要特性
1．煤的发热量
发热量是煤的重要特性之一，单位质量的煤完全燃烧时所放出的热量，称为煤的发热量，包括高位和低位发热量；用Q表示，以kJ/kg为单位。 Qar,net
标准煤 ： Qar,net = 29270KJ／kg 的煤称标准煤。
2．灰的熔融性
用灰的变形温度DT、软化温度ST和液化温度FT来表示。
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二、煤的主要特性
变形温度DT—灰锥顶端变圆或开始弯曲时的温度， ℃；
软化温度ST—灰锥弯曲并触及托板或整个灰锥变成半球形时的温度，℃ ；
液化温度FT—灰锥完全溶化成液态并能在托板上流动时的温度，℃。
为防止炉膛出口附近的受热面上结渣，应使炉膛出口烟气温度比灰的软化温度ST低50～100℃。
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