注册公用设备工程师(动力)

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1、第一篇热力第一章燃料与燃烧第一节燃料化石燃料(煤、石油和天然气)作为—次能源，在整个国民经济的能源供应中占有重要的地位。了解其基本特性和燃烧的基本理论，对于每个动力工程师都是必要的。一、燃料分类及其性质化石燃料按其存在形态可以分为固体、液体和气体燃料三类。在我国常用的固体燃料是煤，液体燃料有重油、渣油和柴油，气体燃料按其获取的方式分为天然气和人工煤气。三类燃料所具有的物理、化学、工艺性质内容很广，本节仅对各类燃料中对工程设计影响较大的性质作简要介绍。(一)固体燃料(煤)的性质1．密度煤的密度有真(相对)密度、视(相对)密度和堆积密度之分。堆

2、积密度是指单位容积所装载的散装煤炭的质量，即堆积密度＝G/V(1—1)式中G--散煤质量(t)；V——容积(√)。表1—l列出了各种煤和煤灰的堆积密度和安息角。2．煤的热稳定性煤的热稳定性是指煤块在加热时保持原有粒度的性能。热稳定性好的煤在燃烧或气化过程中不破碎或破碎较少。锅炉或煤气发生炉如使用热稳定性差的煤，将导致煤层气流阻力增加，气流带出物(飞灰量)增加，甚至形成风沟和结渣，使燃烧或气化不能正常进行。3．煤的可磨性煤的可磨性是指煤研磨成粉的难易程度。煤的可磨性主要与煤的煤化程度有关。一般说来，焦煤和肥煤可磨性指数较高，容易磨细；无烟煤、

3、褐煤可磨性指数较低，不易磨细。当水分和灰分增加时，其可磨性指数就越低。4．煤的粘结性和结焦性煤的粘结性是指煤在隔绝空气受热后能否粘结其本身或惰性物质(即无粘结能力的物质)或焦块的性质；煤的结焦性是指煤粒在隔绝空气受热后能否生成优质焦炭(即焦炭的强度和块度符合冶金焦的要求)的性质。粘结性强是结焦性好的必要条件，即结焦性好的煤其粘结性也好，但粘结性好的煤，结焦性不一定好。例如气肥煤，其粘结性很好，但生成的焦炭裂隙多、强度差，故结焦性不好。5．煤的结渣性煤的结渣性是反映煤灰在燃烧或气化过程中的成渣特性。对于煤的燃烧与气化(尤其是固定床)，结渣率高

4、都是不利的，会造成气流分布不匀，给操作造成困难，增加灰渣中的含炭量等。影响结渣性的主要因素是煤灰分和灰熔点。煤的灰分高、灰熔点低，结渣率就高。此外，煤灰周围的气氛对结渣性也有影响，还原气氛下的结渣率就高于氧化气氛下的。6．煤灰的熔融性煤的灰分是煤在完全燃烧后形成的残渣，主要成分是煤中矿物质燃烧后生成的金属和非金属的氧化物与盐类，是多种成分的复合化合物和混合物，因此它没有明显的由固相转化为液相的熔点，从开始熔融到完全熔融，要经过一个较大的温度区域，一般测定它的三个熔融特征温度：变形温度(DT)、软化温度(sT)和流动温度(FT)。影响灰熔点的

5、因素很多，主要与煤灰的组成成分和煤灰周围燃烧介质气氛有关。点高的物质愈多，灰熔点愈高；煤灰周围介质还原性气体存在时，灰熔点会降低。(二)液体燃料的性质1．粘度流体本身阻滞其质点相对滑动的性质称为流体的粘性。油的粘度表示油对它本身的流动所产生的阻力大小，是用来表征油的流动性的指标，对油的输送、雾化和燃烧有直接影响。粘度的大小可用动力粘度(绝对粘度)、运动粘度和恩氏粘度(条件粘度)来表示。影响燃油粘度的因素很多主要是燃油成分和温度。燃油中胶状物含量愈多，粘度就愈大；油温愈高，则粘度愈低。2．凝固点燃油由液态凝成固态时的温度叫凝固点。凝固点是表征

6、与燃油的输送密切相关的一个重要技术指标。燃油的凝固点与燃油产品中的石蜡含量有关，含蜡量高，凝固点愈高。3．闪点、燃点和自燃点燃点和自燃点是有关燃油着火燃烧的特性指标，是衡量燃油贮运安全密切相关的指标。(1)闪点。燃油加热到某一温度时，表面蒸发的油气增多，当油气和空气的混合物与明火接触时，发生短暂的闪光(一闪即灭)，此时的温度即为闪点。闪点是表示燃油的着火性能和爆炸危险的一项重要指标。闪点按测定方法不同有开口杯法和闭口杯法两种，一般开口杯法测定的闪点要比闭门杯法的高15～25℃之间。闪点足用于油品分类和CBJl6—1987《建筑设计防火规范》

7、(2001年版)中对油品火灾危险性分类的一个指标，见表1—2，(2)燃点。在燃油温度超过闪点继续加热时，当燃油蒸气和空气混合物遇到明火能着火并继续燃烧(时间不少于5s)时的最低温度称为燃点。油的燃点一般要比闪点高20～30℃。(3)自燃点。自燃点是指油品缓慢氧化而开始自行着火燃烧的温度。油品自燃点和它们的燃点没有直接关系，而只取决于油品的化学组成，并随压力而变化。在常压下，油质愈重，自燃点愈低；压力愈高，自燃点愈低。常用燃油的自燃点见表1—3。4．相对密度将20℃时油品与4℃时的同体积水的质量比，作为油品的标准相对密度。油品的相对密度随温度

8、升高而减小。5．硫分燃油中的硫分在燃烧后生成的产物除对设备有腐蚀作用外，还对环境和人类健康造成伤害。按燃油中含硫的质量分数，将燃油分为三种，含硫质量分数w≤o．5％的称为低硫油；