电厂燃料初级讲稿.docVIP

电厂燃料 我国的火力发电厂占整个发电厂比例的70%左右，而这种格局应该来讲长期还不会改变。我们知道水、煤、油作为火力发电厂的三大物质基础，现在来看都是比较宝贵的资源了。我们刚刚学习了有关电力用油的课程，掌握了电力用油的各项性质及监督使用技术，那么，从这节课开始我们来学习另一个重要的物质基础煤，我们将从如下几个方面来学习电力用煤，一个是他的基础知识，包括煤的形成、煤的基准及应用、煤的分类等。第二个我们将学习煤的采制样技术，第三个我们将介绍煤的组成的分析，包括水分、灰分、挥发份这几项工业分析及C、H、S、N等元素分析。第四个我们将介绍煤的物理化学性质及其测定。最后，我们将重点学习煤的最重要的一个指标，煤的发热量。以上就是我们这门课程电厂燃料将要学习的全部内容。随着电力生产的发展，锅炉机组容量日益增大，就需要提供数量更多，质量更好的电力燃料。了解和掌握动力燃料的基本知识及其物理化学特性，切实做好火电厂燃料的采制样及化验工作，对降低发电成本，确保锅炉机组的安全经济运行，具有极其重要的意义。 第一章 燃料基础知识 第一节 煤的形成、组成和特性 一、煤的形成 煤炭从某种意义上来说是地壳运动的产物，远在几亿年前的古生代、中生代和几千万年前的新生代时期，由于地壳运动，大量植物的遗体，经过复杂的生物化学和物理化学作用转变成煤，这个过程称为成煤作用。成煤作用过程通常要历经泥炭化及变质作用两个阶段。 古代植物由于细菌作用而发生腐烂、分解，内部组织破坏，一部分物质转为气体逸出，残余物质开始转为泥炭，这称为泥炭化作用 , 即成煤的第一阶段。泥炭在地下受压力与温度的影响，逐渐被压紧和硬化，继续排出气体与水分，从而使固定碳的比例日趋增大形成了固体有机可燃沉积岩 , 这称为煤化阶段，即成煤的第二阶段。在此过程中，又包括成岩与变质作用。煤化过程是一个增碳的碳化过程，是一个由低级向高级逐渐变化的过程，即煤化作用不断加深，泥炭逐渐变成褐煤、烟煤和无烟煤。这样我们根据煤化程度的深浅、地质年代长短以及含碳量多少可将煤划分为泥炭、褐煤、烟煤和无烟煤四大类，其演化过程可用下列框图说明。 组成植物质的有机元素主要为碳、氢、氧和少量氮、硫和磷。这些元素在成煤过程中随着地质年代的增长，变质程度加深，含碳量逐步增加，氢和氧逐步减少，硫和氮则变化不大。 二、煤的组成 煤在成煤过程漫长的地质年代中，其原始的组成和结构发生了变化，形成一种新物质。煤是由多种结构形式的有机物（或称煤素质），与少量种类不同的无机物（或称矿物质）组成的混合物。煤中有机物的基本结构单元，主要是带有侧链和官能团的缩合芳香核体系，随着变质程度的加深，基本结构单元中六碳环的数目不断增加，而侧链和官能团则不断减少。煤中无机物的组成极为复杂，所含元素多达数十种，常以硫酸盐、碳酸盐（主要是钙、镁、铁等盐)、硅酸盐(铝、钙、镁、钠、钾)、黄铁矿（硫）等矿物质的形态存在。此外还有一些伴生的稀有元素，如锗(Ge)、硼(B)、铍(Be)、钴(Co)、钼(Mo)等。 煤仅作为能源使用时，就没有必要对其化学结构作详尽的了解，只从热能利用（即燃料的燃烧）方面去分析和研究煤的组成，基本上就能够满足电力生产的要求。 在工业上常将煤的组成划分为工业分析组成和元素分析组成两种。了解这两种组成就可以为煤的燃烧提供基本数据。 工业分析 工业分析组成是用工业分析法测出的煤的不可燃成分和可燃成分，不可燃成分为水分（M）和灰分（A）；可燃成分为挥发分（V）和固定碳（FC）。这四种成分的总量为100。水分分为外在水分和内在水分。灰分是煤在815度下燃烧后的残留物，是煤中矿物质的转化产物。挥发份是煤在910和隔绝空气的条件下分离出的气态有机物质。固定碳是煤逸出挥发份后剩余的固态有机物质。 我们把工业分析组成划分为这四项，并不代表煤中的原有组成，而是在一定条件下通过加热，用化学分析方法分析化验，将煤中的原有组成加以分解和转化而得到的成份。工业分析法带有规范性，所得的组成与煤的固有组成完全不同，但它给煤的工艺利用带来很大的方便。工业分析法采用了常规重量分析法，以重量百分比计量各组成，可得到可靠的百分组成。这有利于煤质计量、煤种划分、煤质评估、用途选择、商品计价等。 元素分析 元素分析组成是用元素分析法测出煤中的化学元素分析组成，该组成可示出煤中某些有机元素的含量。元素分析组成包括C、H、O、N、S五种元素，这五种元素加上水分和灰分，其总量为100。元素分析结果对煤质研究、工业利用、锅炉设计、环境质量评价等都是极为有用的资料。碳是煤组成中最重要的元素。是煤炭发热量的主要来源。在充足的空气下，碳完全燃烧产生二氧化碳，每克碳可释放出34040J 的热量；当空气不足时，燃烧生成一氧化碳，其释放的热量大为降低，仅产生 9910J 的热量。一氧化碳