1、一、 燃料的成分组成 燃料是由可燃成分和不可燃成分两大部分组成的复杂组合物，特别是煤的组成和结构非常复杂。对固体燃料，其可燃成分用元素分析的有机成分来表示，不可燃成分主要是灰分（各种矿物盐）、水分（包括外在水分Mf和内在水分Minf）。如下图： 表1-1 燃料的组成成分 二、燃料成分的分析基准 为便于燃料计算和燃烧机理分析，对固体燃料的各成分用相应的质量占燃料总质量的百分数表示，各成分质量百分数的总和为100%。 即 w(C)+ w(H)+ w(O)+ w(N)+ w(S)+ w(A)+ w(M)=100% 其中 w(C)、w(H)、w(O)、w(N)、w(S)、w(A)、w(M) 分别表示燃
2、料中的碳、氢、氧、氮、硫（可燃硫）、灰分、水分的质量分数。由于煤中水分和灰分含量常常受到开采、运输、贮存及气候条件的影响，煤中其他成分的质量分数亦将随之变更。为了实际应用的需要和理论研究的方便，通常采用四种基数作为燃料成分分析的基准。 收到基（下标符号ar，as received）：燃料中全部成分的质量百分数PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 总和。它是锅炉燃料燃烧计算的原始依据。 w(Car)+ w(Har)+ w(Oar)+ w(Nar)+ w(Sar)+ w(Aar)+ w(Mar)=100% 空气干燥基（下表符号ad，air drying）：不含外在水分条
3、件下，燃料各组成成分的质量百分数总和。它是实验室煤质分析所用煤样的成分组成。 w(Cad)+ w(Had)+ w(Oad)+ w(Nad)+ w(Sad)+ w(Aad)+ w(Mad)=100% 干基（下标符号d，drying）：不含水分条件下干燥燃料各组成成分的质量百分数总和。干基中各成分不受水分变化的影响。 w(Cd)+ w(Hd)+ w(Od)+ w(Nd)+ w(Sd)+ w(Ad) =100% 干燥无灰基（下标符号daf，drying ash free）：不含水分和灰分条件下，干燥无灰燃料各组成成分质量百分数的总和。干燥无灰基中只包含燃料的可燃成分，各成分不受水分和灰分的影响。 w
4、(Cdaf)+ w(Hdaf)+ w(Odaf)+ w(Ndaf)+ w(Sdaf) =100% 表1-2 燃料成分及各种“基”的关系 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 三、 燃料燃烧计算 1、 燃烧计算的任务 （1） 确定燃料在化学计量比下完全燃烧所需的空气量理论燃烧空气量（用V0表示）及燃烧所需的实际空气量（Vk）。 （ 2 ） 计算燃料燃烧所产生的理论烟气量（V0y）及实际烟气量Vy。 2、 基本规则 （1） 计算中，把空气和烟气均作为理想气体。所以，在标准状况下（p0.1MPa，t=0）， 1kmol气体的体积为22.4m3。 （2） 以1kg质量煤为基
5、准进行计算 （3） 燃烧计算中空气量和烟气量等所使用的体积，均指标准状况下的体积，若为非标准状况下的空气或烟气体积，则首先注明温度及压力条件。 （4） 燃烧计算中所用到燃料的质量和体积成分百分数，均以该百分数字直接代入计算式中计算。分别表示为w（x）和 V（x），括号中的x代表燃料的某一组成成分。 （5） 燃烧所需空气中，氧气的体积百分数为21%，氮气为79%。空气中的含水分量极低约10g水分/(kg干空气)。在湿空气中的体积比约1%。因此，在工程计算中假定空气为干空气。在进行烟气体积计算时，对空气中的含水量进行修正。 3、 燃料可燃成分燃烧反应式及所需空气量 PDF 文件使用 “pdfFac
6、tory Pro“ 试用版本创建 1kg煤中，所含可燃成分完全燃烧所需的理论空气量（由0.21O2+0.79N2组成）/（m3/kg） 燃料总可燃成分的质量百分数/% 燃烧反应式 O2 N 空气量 w(Car) C+ O2 =CO2 1.867100)w(C ra 7.022100)w(C ra 0.0889 )w(Car w(Har) 2H2+O2=2H2O 5.6100)w(Har 20.067100)w(Har 0.2567 )w(Har W(Sar) S+ O2=SO2 0.7100)w(S ra 2.63100)w(S ra 0.0333 )w(Sar W(Nar) N+ O2=NO
7、2 1.6100)w(N ra 6.019100)w(N ra 0.0762 )w(Nar 故 燃料燃烧所需理论空气量（V0）为 V0=0.0889 )w(Car +0.2567 )w(Har +0.0333 )w(Sar +0.0762 )w(Nar -0.0333)w(Oar 另外，根据燃料燃烧所需的理论空气量与可燃成分的含量成比例的关系，通常用燃料的发热量来近似估算所需的空气量 对于w（Vdaf）15%的烟煤和贫煤： kgarV /m278.01000Q0.253V 3,net0 ，+= 对于Qnet,V,ar 12500KJ/kg 的劣质烟煤： PDF 文件使用 “pdfFactory
8、 Pro“ 试用版本创建 kgarV /m455.01000Q0.241V 3,net0 ，+= 式中 Qnet,V,ar燃料的收到基低位发热量，KJ/kg； w（Vdaf）燃料中挥发分的质量百分数 4、 产生的理论烟气量（V0y） 1kg燃料燃烧产生的烟气量理论燃烧烟气量（V0y）： 222 N0OH0ROy0 VVVV += 式中： 2ROV 燃烧烟气中CO2、SO2和NO2的体积，2222 NOSOCOROVVVV += ； OH0 2V 烟气中水蒸气的体积，由三部分组成：氢燃烧产生的水蒸气、燃料中的水分和理论空气量V0代入的水分； 2N0V 随理论空气量V0带入的氮气体积。 故 222
9、2 NOSOCOROVVVV += =0.01867 )w(Car +0.007 )w(Sar +0.0016 )w(Nar，m3/kg OH0 2V =0.112 )w(Har +0.0124 )w(Mar +0.0161 V0+1.24Gw , m3/kg 2N0V =0.79 V0，m3/kg 式中0.0161系数，是按干空气中含湿量为10g水分/（kg干空气）计算所得； Gw当采用蒸汽雾化和蒸汽二次风时的蒸汽耗量，kg/（kg煤），一般此项为0 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 5、 产生的实际烟气量（Vy） （1） 过量空气系数（） 燃料燃烧时，供给燃
10、烧的实际空气量（Vk）总是大于理论空气量（V0）。把实际空气量（Vk）与理论空气量（V0）的比值定义为过量空气系数（），即有： 0kVV=a （2） 漏风系数（） 漏入炉膛或烟道中的空气量与理论空气量之比，亦即该烟道出、进口处烟气中过量空气系数之差。 根据炉膛出口过量空气系数（ La ）及各烟道部分的漏风系数（）可以确定任一烟道部位出口的过量空气系数（a），即： a = La + 式中： 计算烟道部位以前各烟道（包括本烟道）漏风系数之和。 故 1kg煤燃烧产生的烟气量实际烟气量Vy： 0y000y0y 1)V-1.0161(V1)V-0.0161(1)V-(VV aaa +=+= 式中： 01)V-(a 过量空气量，m3/kg； 01)V-1.0161(a 过量空气中带入的过量水蒸气量，m3/kg； PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 6、 实际温度（t）和压力（p）下的烟气量修正 p1.0273t273VVypt ）（，+= 式中： t烟气的实际温度，； P烟气的实际压力，MPa。 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建
