《锅炉原理》备课笔记2
第二章燃料
§2-1锅炉用燃料
1． 电厂是消耗燃料的大户，越发达的国家电厂消耗的燃料越多。
2． 三种状态的燃料：固体、液体、气体。我国煤是主要燃料，占总燃料发热量的90%，其他的燃料很少。石油不到10%，天然气不到10%（石油和天然气之和为10%左右）。而美国的石油和天然气之和高达50%，比我国的条件好。
3． 我国电站锅炉利用燃料的原则：电站锅炉尽量利用比较差的燃料，把好燃料让给其他的部门，因为电站对燃料的燃烧研究最好。
4． 我们这个锅炉原理课程介绍的是燃煤锅炉。
§2-2煤的成分
一．元素分析和工业分析
元素分析定义：元素分析一般指分析燃料中的碳（C）、氢（H）、氧（O）、氮（N）、硫（S）五种元素。这个方法、这个结果叫元素分析。
1．为什么要用元素分析：现有的分析方法中不能直接分析煤中有机物的各种化合物，很多物质在分析的过程中分解。所以一般用煤的元素分析表示煤的有机物特性。
2．为什么不是完全彻底的元素分析？有一些化合物在煤的燃烧前后没有改变，就是他们不参与燃烧。分析他们的元素组成对于锅炉燃烧没用。这里指的就是煤的水分和煤的灰分。
3．元素分析成分：碳（C）、氢（H）、氧（O）、氮（N）、硫（S）、灰分、水分。
4．元素分析方法的简单介绍。有这个方面的国家标准，可以查阅。简单说来就是把煤制成煤样（磨成煤粉），在炉子里加热。先失去的是水分。紧接着燃烧煤粉。分析燃烧产物可以知道煤粉的元素分析成分。最后剩下的是灰分。
5．为什么在定义中只有碳（C）、氢（H）、氧（O）、氮（N）、硫（S）五种成分。因为这个五种成分和燃烧有关。其余的灰分和水分和燃烧无关（不参与燃烧）。但是灰分和水分是煤里面都有的，也占一定的百分比，因此元素分析成分包括七种成分。
工业分析的定义：分析煤粉中的灰分、水分、挥发分和固定碳的分析。
1．为什么发电厂要用煤的工业分析。元素分析比较复杂，一般发电厂不能做。而煤又要进行快速分析，以指导运行。所以用比较简单的工业分析。
锅炉制粉系统及燃烧基础知识
一、 燃料基础知识
1. 煤的元素分析成分即煤的化学组成成分。经过分析，煤的成分包括碳（C）、氢（H）、氧（O）、氮（N）、硫（S）五种主要元素以及水分（M）和灰分（A）。
2. 煤的工业分析成分，工业分析主要测定煤中的水分、挥发分、固定碳和灰分含量，用以表明煤的某些燃烧特性。
二、 影响煤粉气流着火的因素
1. 燃料的性质
燃料性质对着火过程影响最大的是挥发分含量Vdaf,煤粉的着火温度随Vdaf的变化规律如图示。
挥发分Vdaf降低时，煤粉气流的着火温度显著提高，着火热也随之增大，就是说，必须将煤粉气流加热到更高的温度才能着火。因此，低挥发分的煤着火更困难些，着火所需的时间更长一些，而着火点离开燃烧器的喷口的距离自然也增大了。
原煤水分增大时，着火热也随之增大，同时水分的加热、汽化、过热都要吸收炉内的热量，致使炉内的温度水平降低，从而使煤粉气流卷吸的烟气温度以及火焰对煤粉气流的辐射热也相应降低，这对着火显然是更加不利的。
原煤灰分在燃烧过程中不但不能放热，而且还要吸热。特别是当燃用高灰分的劣质煤时，由于燃料本身的发热量低，燃料的消耗量增大，大量的灰分在着火和燃烧过程中要吸收更多的热量，因而使得炉内烟气温度降低，同样使煤粉气流的着火推迟，而且也影响了着火的稳定性。
煤粉气流的着火温度也随煤粉的细度而变化，煤粉愈细，着火愈容易。这是因为在同样的煤粉浓度下，煤粉愈细，进行燃烧反应的表面积就会越大，而煤粉本身的热阻却减少，因而在加热时，细煤粉的温升速度要比粗煤粉的快。这样，就可以加快化学反应的速度，更快地达到着火。所以在燃烧时总是细煤粉首先着火燃烧。由此可见，对于难着火的低挥发分煤，将煤粉磨得更加细一些，无疑会加速它的着火过程。
2. 炉内散热条件 从煤粉气流着火的热力条件可知，减少炉内散热，有利于着火。因此，在实践中为了加快和稳定低挥发分煤的着火，常在燃烧器区域用铬矿砂等耐火材料将部分水冷壁遮盖起来，构成所谓燃烧带。其目的是减少水冷壁的吸热量，也就是减少燃烧过程的散热，以提高燃烧器区域的温度水平，从而改善煤粉气流的着火条件。实际表明敷设燃烧带是稳定低挥发分煤着火的有效措施。但燃烧带区域往往又是结渣的发源地，必须加以注意。
锅炉的燃料的种类
锅炉的燃料种类主要有以下几种：
1. 煤：煤是最常见的锅炉燃料之一。根据不同的煤种，如无烟煤、褐煤、烟煤等，其燃烧性能和热值也会有所差异。
2. 石油产品：包括原油、重油、轻油、汽油、柴油等。石油产品具有高热值、易储存和运输等特点。
3. 天然气：天然气作为一种清洁、高效的燃料，逐渐取代了一部分煤和油的燃料应用，其燃烧产生的污染较小。
4. 生物质燃料：如木材、秸秆、木屑、谷壳等可再生的生物质资源，是一种环保可持续的燃料。
5. 废弃物燃料：包括废纸、废塑料、废料、废油等，通过合适的工艺处理可转化为燃料，有利于资源的充分利用和环境的减排。
6. 其他燃料：还有一些特殊的燃料，如酒精、氢气等，适用于特定工业领域的锅炉使用。
河北艺能锅炉有限责任公司内部文档
1燃气锅炉的四种燃烧方式
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2燃气锅炉只是一个笼统的叫法，就是按照锅炉的燃烧物质所划分，其实燃气锅炉的燃烧方式是有很大
不同的。燃气锅炉燃烧方式对锅炉的总体设计影响很大。根据燃料特性、锅炉容量和用户要求等，从而在
燃气锅炉燃烧方式做出相应的设计去满足用户需求。
燃气锅炉燃烧方式及各自的特点和适用范围如下：
1、燃气锅炉火室燃烧：燃料以粉状(煤)、雾状(油)、气态(气)随同空气喷入炉膛进行悬浮燃烧，其设备
成为室燃烧或悬燃炉。燃气锅炉容量的提高不受燃烧面的制造和布置限制，燃料的燃烧反应面积大，与空
气混合十分良好，可以采用较小的过量空气系数，燃烧效率比火床燃烧高。但由于燃料在炉内停留时间短，
为保证燃料烧透燃尽，需配置较大的炉膛面积，燃料调节和运行管理易于实现机械化和自动化。按照燃料
性质不同，有煤粉炉、燃油炉和燃气炉。而煤粉炉可采用固态或液态排渣，国内普通采用固态排渣。液态
排渣是炉膛下部保持足够的高温，炉渣全部熔化，以液态渣的形式，从炉膛下部排出，经过渣井落入粒化
水箱。为了维持燃烧器区域的高温，普通采用热风送粉和高的热风温度，称为开式炉。也有在炉膛下部形
成缩腰，将炉膛分割成熔渣室和冷却室，以进一步提高熔渣室温度，称为半开式炉。炉膛温度随负荷降低
而降低，低到难以顺利流渣的负荷称为临界负荷一般为60%~70%的额定负荷。燃气锅炉液态排渣会产生
水冷壁高温腐蚀、渣池析铁、炉内堆渣、排烟中NOx较高等问题，需加重视。采用膜式水冷壁的燃油、燃
气炉常为微正压燃烧，适宜于低氧燃烧，可降低烟气中SOx含量，减轻低温腐蚀，减少大气污染，不需引
风机，只需较高压头的送风机，要求炉膛严格密封。燃气锅炉火室燃烧的使用范围主要用于部分工业锅炉，
电站锅炉普遍采用这种燃烧方式。液态排渣炉的燃烧器区域温度可高达1600摄氏度到1700摄氏度，适于
