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1、第四章第四章 燃料及其燃烧燃料及其燃烧 1、燃料燃烧产生，由化学能转化为热能，资源丰富，价格较低。2、驾驾驭驭燃燃料料燃燃烧烧计计算算的的方方法法，合合理理地地选选用用燃燃料燃烧设备及组织燃料燃烧过程料燃烧设备及组织燃料燃烧过程 1、了了解解各各类类燃燃料料的的热热工工性性质质、燃燃烧烧过过程程及及燃燃烧设备的特点。烧设备的特点。本章的要求本章的要求：2、以电为热源，电能转化为热能，热利用率高，成本高。热能的来源热能的来源：第一节第一节 燃料的种类和组成燃料的种类和组成一、燃料的种类一、燃料的种类 1、固固体体燃燃料料：泥泥煤煤、褐褐煤煤、烟烟煤煤、无无烟烟煤煤。无烟煤是炭化时间最长的一种，无
2、机材料行业中主要以烟煤、无烟烟煤、无烟煤煤为主。石油在常压下蒸馏可分别提炼出汽油、煤油、柴油等高质量的燃料，剩下的残渣为直馏重油直馏重油（常压重油）直馏重油进行减压蒸馏，其残渣为减压渣油减压渣油。将直馏重油进行裂化，可得裂化煤气和裂化汽油，其残渣为裂化渣油裂化渣油从近油田或煤田的地层中逸出，是一种很好的燃料。是炼制石油时的副产品，为便于输送，加压使成液体，叫液化石油气。煤在炼焦炉中炼焦时的副产品高炉炼铁时的副产品水蒸气与炙热的焦炭或无烟煤在煤气发生炉中反应而产生的煤气。空气和少量水蒸气与煤或焦炭在煤气发生炉中反应而产生的煤气常用烟煤干馏或石油裂化等方法制取二、燃料的组成及其换算二、燃料的组成及
3、其换算（一）固体、液体燃料一）固体、液体燃料 1、元素分析法、元素分析法 2、工业分析法、工业分析法3、煤的基准、煤的基准：应应用用基基：指指实实际际运运用用的的煤煤的的组组成成，在在各各组成的右上角以组成的右上角以“y”表示。表示。Cy%+Hy%+Oy%+Ny%+Sy%+Ay%+Wy%=100%用元素表示燃料的组成。通常包括C、H、O、N、S五种元素及部分矿物质灰分A和水分W。组成由挥发分（V）、固定炭（FC）、灰分（A）及水分（W）表示 分析基：指分析试验室里所用的风干煤样的组成，以f表示。此时，经过空气（20C，相对湿度70%）风干的煤样，煤中的水分已经与大气达到平衡，故稳定不变了。Cf
4、%+Hf%+Of%+Nf%+Sf%+Af%+Wf%=100%将应用基与分析基比较以下，可以看出煤的水分已被分成两部分：空气风干状态下残留在煤中的水分称为分析基水分Wf或内在水WyNZ。在风干过程中逸出的水分称外在水Wywz。应用基水分为总水分，即内在水与外在水之和。干燥基：指确定干燥的煤的组成，干燥基：指确定干燥的煤的组成，以以g表示。表示。Cg%+Hg%+Og%+Ng%+Sg%+Ag%=100%可燃基可燃基：是指无水、无灰的煤的组成，以r表示。Cr%+Hr%+Or%+Nr%+Sr%=100%关系图 4、不同基准的组成换算、不同基准的组成换算如表如表4-1 已知的基 所 要 换 算 的 基 应
5、用基 分析基 干燥基 可燃基应用基 1分析基 1干燥基 1可燃基 1 应应用用：已已知知的的基基换换算算系系数数=所所要要换换算算的的基基。换换算系数是由物料平衡关系计算得到的，例如算系数是由物料平衡关系计算得到的，例如 已知Cf、Wy、Wf，求Cy 计算基准：100燃料应用基燃料折算成分析基燃料时为（100-Wywz），用物料平衡关系：应用基时含碳量应用基时含碳量=分析基时的含碳量分析基时的含碳量，故有100Cy=(100-Wywz)Cf由式（4-1）得：代入上式得或者 例4-1 已知煤的可燃基组成（%）为：Cr Hr Or Nr Sr 80.2 6.1 11.6 1.4 0.7又知 应用基
6、时的水分组成为Wy=3.5%,干燥基时灰分组成为Ag=8.2%求 应用基时Cy的百分含量 解 由于三个基准之间不能同时转换，因此 先由先由Cr换算成换算成Cg（%）由表4-1得 由表4-1得 表4-2、4-3列举了各种煤和燃料油的组成（二）气体燃料（二）气体燃料 煤气在不同温度下所含的饱和水蒸气量见表4-4。干、湿煤气换算关系：其次节其次节 燃料的热工性质及选用燃料的热工性质及选用原则原则一、发热量（热值一、发热量（热值）1、概概念念：单单位位质质量量或或体体积积的的燃燃料料完完全全燃燃烧烧，当当燃燃烧烧产产物物冷冷却却到到燃燃烧烧前前的的温温度度（20C）时时所所放放出的热量称为燃料的发热量
7、或热值。出的热量称为燃料的发热量或热值。高高位位热热值值（QGW）：指燃烧产物中的H2O已冷凝为0C的液态水。低低位位热热值值（QDW）:指燃烧产物中的H2O成20C水蒸气状态。QGW与QDW两者相差的数值为单位燃料燃烧所生成的水由0C变成20C的水所吸取的热量。固体、液体燃料固体、液体燃料1燃料生成水量为（）20C时1水蒸气的热含量约为2500kJ/不同基准时，高位热值的转换参考表4-1，低位热值的转换参考表4-6。气体燃料气体燃料：式（4-7）2、热值的计算、热值的计算 试验测定：氧弹量热计。试验测定：氧弹量热计。计算：计算：固体、液体燃料式（4-8）气体燃料QDW=126CO+108H2
8、+358CH4+590C2H4+637C2H6+806C3H6+912C3H8+1187C4H10 +1460C5H12+232H2S (4-11)标准燃料：标准燃料：1标准燃料的低位热值为29300kJ 即7000kcal.二、其它热工性质二、其它热工性质（一）固体燃料（一）固体燃料 1、挥发分：在加热过程中散失的气体部分。挥发分含量的凹凸影响到燃烧时火焰的长度及着火温度，一般来说，挥发分含量高，火焰长，着火温度低，易着火。2、结渣性：煤灰的熔融程度。常接受三角锥法测定。4、可燃硫含量可燃硫含量3、水分水分 1、粘度粘度：在测定温度下油从恩格勒粘度计中流出200ml所需时间（秒）与20C蒸馏
9、水流出200ml所需时间（约52秒）的比值。图4-2。2、闪点闪点：概概念念：油油类类加加热热到到确确定定温温度度，表表面面挥挥发发出出油油蒸蒸汽汽至至空空气气中中，当当火火焰焰接接近近时时会会出出现短暂的蓝色亮光，这时油的温度叫闪点。现短暂的蓝色亮光，这时油的温度叫闪点。运用：运用闪点低的油类应特殊留意预热温度不易过运用：运用闪点低的油类应特殊留意预热温度不易过高，以确保平安。原油的闪点一般在高，以确保平安。原油的闪点一般在40-60C，重油的闪点一，重油的闪点一般为般为80-300C。（二）液体燃料（二）液体燃料 测定方法测定方法：开口法 闭口法 3、凝凝固固点点：油油类类完完全全失失去去
10、流流淌淌性性时时的的最最高高温温度度。重重油油的的凝凝固固点点一一般般为为30-40C，原原油油的的凝凝固固点点在在30C以以下下。为为了了平平安安，原原油油的的卸卸油油温温度度一一般般比比凝凝固点高固点高10C左右。左右。4、水分、水分:油中含水量在2%以下。5、机械杂质、机械杂质（三）气体燃料（三）气体燃料 1、煤气的分子量及密度、煤气的分子量及密度：平均分子量：M=0.01XiMi,煤气在标准状态下的密度（/Bm3）0=2、煤气的平均比热：C=0.01XiCi式中Ci各气体成分的平均比热，见表4-12、4-13。三、原料的选用原则三、原料的选用原则 1、从我国燃料资源的实际动身，依据当前的能源政策选用燃料。应坚持就地取材和物尽其用的原则，充分利用地方资源和工业废料，并需设法利用地质、劣质燃料。2、满足工艺要求，确保产品质量，并为机械化、自动化生产供应条件。3、来源足够，保证供应，能满足生产须要第三节