1．什么是能源？什么是一次能源與二次能源？

能源從詞義來講就是能量的來源。工程上所講的能源是指具有各種能量的對象。如太陽能、風水海洋能、地熱能、礦物能、核能、生物能等。

一次能源是指以原有形式存在于自然界中的能源，如煤、石油、天然氣、水力、風力、草木燃料、地熱、核能、直接的太陽輻射等。

二次能源是指由一次能源直接或間接轉換為其它種類和形式的人工能源，如電能、熱能、各種石油制品、煤氣、液化氣、沼氣、余熱、火藥、酒精等等。

2．什么是燃料？作為燃料的基本條件是什么？

所謂燃料是指在空氣中易于燃燒，并能放出大量熱量，且在經濟上值得利用其熱量的物質。這里需要強調的是：不能簡單的把可燃物統(tǒng)稱為燃料，比如，紙張、棉布、糧食及食用油等都是可燃物，但不能把它們當作燃料。

由于工程上、生活上對燃料的需求量極大，作為燃料的物質應具備下列基本條件：

（1）易于獲取；

（2）容易燃燒、發(fā)熱量高且價格低謙；

（3）貯藏、運輸、處理比較簡便；

（4）使用過程中沒有大的危險性；

（5）燃燒產物對大氣、水質等環(huán)境不會造成嚴重污染。

3．燃料分哪幾類？

燃料的分類方法很多，類別也就較多。通常以燃料的形態(tài)分類，有如下幾種：

（1）固體燃料包括煤、油頁巖、木柴等到。電站電廠鍋爐使用的固體燃料主要是煤。

（2）液體燃料包括石油及其制品、酒精等到。電站電廠鍋爐點火用油一般為柴油，作為主燃料時為重油或渣油。

（3）氣體燃料包括天然氣、焦爐煤氣、高爐煤氣、城市煤氣、沼氣、液化氣等。根據(jù)地域不同，電站電廠鍋爐可能燃用部分焦爐氣或高爐煤氣。而其它氣體燃料是不提倡作為電廠鍋爐燃料的，這些燃料用于其它方面可能更合理。

4．電站電廠鍋爐燃料為什么要以煤為主？為什么要提倡以煤代油？

電站電廠鍋爐是消耗燃料的大戶，每年燃料沙子消耗量約占全國燃料總耗量的20%—25%。電站電廠鍋爐要以煤為主、以煤代油的燃料政策，是根據(jù)我國客觀情況而決定的。我國煤炭資源十分豐富，已探明的儲量在6500億t以上，近年的煤炭產量也在穩(wěn)步上升，可以保證長期穩(wěn)定供應。

我國的石油、天然氣資源雖然也十分豐富，但遠不及煤炭資源可觀。更主要的是石油、天然氣經過深加工之后，可以得到更多的輕紡、化工等部門所需的原料，能獲取更高的經濟價值。如果將石油、天然氣作為電廠鍋爐燃料直接燒掉，那將是很可惜的，同時，還會使發(fā)電成本提高。

基于上述原因，電站電廠鍋爐燃料要以煤為主，以煤代油。要盡一切可能壓縮燃料油的消耗量，原來燒油的電廠鍋爐，也要盡可能地進行技術改造，改燒煤炭。

5．什么是煤的元素分析成分與工業(yè)分析成分？

通過元素分析方法得出的煤的主要組成成分，稱元素分析成分。它包括碳（C）、氫（H）、氧（O）、氮（N）、硫（S）、灰分（A）、水分（M）。其中碳、氫、硫是可燃成分。硫燃燒后要生成SO2，及少量SO3，故它是有害成分。煤中的水分和灰分也都是有害成分。

通過元素分析成分可以了解煤的特性及實用價值，的關燃燒計算也都使用元素分析數(shù)據(jù)。但元素分析方法較為復雜。發(fā)電廠常用較為簡便的工業(yè)分析方法得到工業(yè)分析成分，用它可以基本了解煤的燃燒特性。

煤的工業(yè)分析是把煤加熱到不同溫度和保持不同的時間而獲得水分、揮發(fā)分、固定碳、灰分的百分組成。元素分析成分與工業(yè)分析成分之間的關系，可參閱圖4—1。

6．煤中水分由哪幾部分組成？煤中水分有何危害？

通常所說的煤中水分是指全水分Mt,由表面水分Mf和內在水分Minh組成。

內在水分也稱固有水分Minh，它是生成煤的植物中的水分及煤生成過程中進入的水分，不能用自然風干的方法除去，必須通過加熱才能除掉。它的含量對于一定煤種是穩(wěn)定的。

表面水分是在開采、儲運過程中進入的，又稱外在水分，通過自然風干即可除去。表面水分的含量，受自然條件影響較大，故其數(shù)值變化較大。不同煤種的全水分在不同條件下差別較大，少的只有百分之幾，多的可達40%~50%。

水分的存在不僅使煤種的可燃成分相對減少，發(fā)熱量下降，而且影響燃料的著火燃燒。燃用高水分的煤，使燃燒溫度偏低，煙氣容積增大，使電廠鍋爐效率下降，還會加劇電廠鍋爐尾部受熱面的低溫腐蝕和堵灰。煤中水分高，使煤的運輸、磨制也會發(fā)生困難。

7．煤中灰分由哪幾部分組成？煤中灰分有何危害？

煤中的灰分是指燃燒后剩余的不可燃礦物質。它可分為內在灰分（固有灰分）和外來灰分兩部分。

內在灰分是生成煤的植物中的不可燃礦物質，以及在煤的生成過程中進入的不可燃礦物質。內在灰分含量較少，在煤中的分布也較均勻，有時呈層狀分布。

外來灰分是在煤開采、儲運過程中進入的不可燃礦物質。在煤中的分布很不均勻，含量也受自然條件影響。

灰分是煤中的害雜質，含量在5%—40%之間。煤中灰分越高，可燃成分相對降低，發(fā)熱量減小，且影響煤的著火與燃燒，使燃燒效率下降。燃燒后灰分可在受熱淚盈眶面上形成結渣與積灰，影響傳熱，使電廠鍋爐熱效率下降。隨煙氣流動的粉煤灰，磨損受熱面，使電廠鍋爐受熱面使用壽命降低。為了清除灰渣與粉煤灰，使除灰塵設備復雜化。隨煙氣排入大的粉煤灰，造成對環(huán)境的污染。

8．煤中的硫以什么形式存在？煤中硫分有何危害？

硫在煤中以三種形式存在，即有機硫、硫鐵礦硫（黃鐵礦和白鐵礦硫等形態(tài)存在的硫）和硫酸鹽硫。前兩種可以燃燒，通常稱為可燃硫。最后一種硫酸鹽硫不可燃燒，只轉化為灰的一部分。

硫在煤中含量變化范圍也較大，一般約為0.1%-—5%。硫雖能燃燒放熱，但它卻是極為有害的成分。硫燃燒后生成二氧化硫（SO2）及少量三氧化硫（SO3），排入大氣能污染環(huán)境，對人體和動植物以及地面建筑物均有害。同時，SO2、SO3也是導致辭電廠鍋爐受熱面煙氣側高溫腐蝕、低溫腐蝕和堵灰的主要因素。

9．煤中灰分和煤中不可燃礦物質的含義一樣嗎？

含義不一樣。煤中灰分是指燃燒后剩余的不可燃礦物質，其含量是在實驗室用加熱方法燒去可燃物而測定的。煤中的不可燃礦物質，雖然不參與燃燒，但在高溫下，會經歷失去結晶水、碳酸鹽和硫酸鹽熱分解、以及黃鐵礦氧化等過程，原來不可燃的礦物質成分會有一定變化，質量也有所減輕。因此，灰分與煤中不可礦物質的含義是不一樣的。

同時，灰分和實際燃燒后形成的灰渣也有不同。測定灰分時加熱溫度為800℃，在電廠鍋爐內實際燃燒時，溫度為1500—1600r℃。在這樣高溫下，使部分氧化硅、氯化物、堿金屬鹽類直接升華為氣體逸出，以及高溫氧化或還原、共晶體形成等過程，使灰渣的成分和測定的灰分的成分組成會有很大的差異，灰的熔融特性也不完全一致。

10．煤中的含碳量、固定碳、焦碳的含義相同嗎？

煤的含碳量是碳在煤中的質量百分數(shù)，包括煤中全部碳量。煤在加熱后，水分首先析出，隨著溫度的升高，揮發(fā)分漸析出，煤中的一部分碳也要揮發(fā)成氣體，沒有揮發(fā)的碳稱之為固定碳。換句話說，固定碳的含量是指工業(yè)分析中四種成分，（水分、揮發(fā)分、灰分、固定碳）中的碳的含量。工業(yè)分析中，水分、揮發(fā)分析出后剩余的部分稱為焦炭，焦炭是由固定碳和灰分所組成。

由上述說明可知，煤中的碳、固定碳、焦炭。都是由煤中的碳引發(fā)出來的，都與碳的關系，但三者的數(shù)量和物理意義又不相同，它們之間的關系，可由圖4——1看出。

11．煤的成分分析基準有哪幾種？

煤的成分組成是用質量百分數(shù)來表示的。即

C+H+O+N+S+A+M=100%

式中，C、H、O、N、S、A、M分別表示煤中碳、氫、氧、氮、硫、灰分、水分的質量百分數(shù)。

由于煤中灰分、水分隨開采條件、儲運條件和氣象條件的變化而變化，同一種煤，在不同條件下，其成分的百分組成就不相同，若欲用其成分含量百分數(shù)說明煤的物性，必須同時指明煤是在什么狀態(tài)下分析成分組成，才能正確判斷各種成分的影響。較常應用的煤的成分分析基準有如下四種：

（1）收到基以收到狀態(tài)的煤取樣分析其成分組成，用下角標ar表示。即

Car+Har+Oar+Nar+Sar+Aar+Mar=100%

收到基是以收到的煤為試樣所取得的成分組成，但收到的地點不同，其成分組成就會有差異。對于電廠鍋爐用煤來說，收到的煤應是進入原煤倉中的煤，以原煤倉中的煤為試樣所取得的成分組成，為收到基成分組成，這也就和過去的應用基成分基本一致。

收到基成分是電廠鍋爐有關計算中應用最廣的成分基準。

（2）空氣干燥基（舊稱分析基）以自然風干的煤樣分析其成分組成，已扣去煤中的外在水分，剩余的只是煤的內在水分，或稱分析水分。空氣干燥基成分用下角標ad表示。即

Cad+Had+Oad+Nad+Sad+Aad+Mad=100%

煤礦提供的煤質數(shù)據(jù)多為空氣干燥基成分。

（3）干燥基以去掉全部水分的煤樣分析其成分組成，用下角標d表示。即

Cd+Hd+Od+Nd+Sd+Ad=100%

利用干燥基成分可較真實地反映灰的含量，因為干燥基成分不受水分變化的影響。

（4）干燥無灰基（舊稱可燃基）以假想干燥無灰狀態(tài)煤的成分總量作為計算基數(shù)所得的成分組成，用下角標daf表示。即

Cdaf+Hdaf+Odaf+Ndaf+Sdaf=100%

干燥無灰基成分不受水分、灰分變化的影響，能較確切地反映煤中的有用成分的數(shù)值及實用價值。

上述四種成分組成是可以互相換算的，有關換算系數(shù)可由電廠鍋爐參考書及有關手冊中查取。

12、什么是燃料的發(fā)熱量？高位高熱量與低位發(fā)熱量有什么區(qū)別？

單位物量（1kg或1m3n）的燃料完全燃燒時，所放出的熱量稱發(fā)熱量，也稱熱值。以符號Q表示，單位是kJ/kg或kJ/m3n。

燃料燃燒時，水分要蒸發(fā)為蒸汽，氫燃燒后也要生成蒸汽。在確定發(fā)熱量時，如果把煙氣中水蒸汽的汽化潛熱計算在內，稱為高位高熱量，用符號Qgr,ar表示。如果汽化潛熱不計算在內，則稱為低位發(fā)熱量，用符號Qnet,ar表示。煙氣離開電廠鍋爐時，蒸汽仍以氣態(tài)排出，汽化潛熱沒被利用。故我國在電廠鍋爐計算中多以低位發(fā)熱量為基礎，歐美等國也有用高位發(fā)熱量作為電廠鍋爐計算基礎的。

高位發(fā)熱量與低位發(fā)熱量的區(qū)別，就在于是否計入煙氣中水蒸汽的汽化潛熱，它們之間的關系為：

Qgr,ar–Qnet,ar=25.1(9Har+6Mar)kJ/kg

燃料的發(fā)熱量可用測熱計直接測出，也可根據(jù)其元素分析成分經驗公式計算：

Qnet,ar=339Car+1030Har–109(Oar–Sar)-25MarkJ/kg

式中各成分均以百分數(shù)代入。

13、什么是標準煤？規(guī)定標準煤有何實用意義？

規(guī)定收到基的低位發(fā)熱量Qnet,ar=29271kJ/kg（即7000kcal/kg）的燃料為標準煤。

標準煤實際是不存在的。只是人為的規(guī)定，提出標準煤的主要目的是把不同的燃料劃規(guī)統(tǒng)一的標準，便于分析比較熱力設備的經濟性。不同種類的煤具有不同的發(fā)熱量，有時差別甚大。比如發(fā)熱量最低的煤只有8000kJ/kg，發(fā)熱量最高的煤可達30000kJ/kg。相同容量、相同參數(shù)的電廠鍋爐，在相同工況下運行，燃用不同發(fā)熱量的煤，燃煤量也就不同，但我們不能僅僅根據(jù)燃煤量多少來分析判斷電廠鍋爐運行的經濟性。如果把不同的燃煤量，都折算為統(tǒng)一的標準煤，那就很容易判斷哪一臺電廠鍋爐的標準煤耗量低，哪臺電廠鍋爐的運行經濟性就好。

發(fā)電廠的發(fā)電煤耗與供電煤耗都是按標準煤計算的。國家有關能源的統(tǒng)計、調撥，能源消耗指標，節(jié)約能源指標，也都是以標準煤計算的。

14、常用能源與標準煤的折算系數(shù)為多少？

為了便于計算、分析和對比，各種能源都要統(tǒng)一折算成標準煤，它們之間的折算關系，稱能源折算系數(shù)。

15、什么是煤的折算灰分、折算水分、折算硫分？折算成分有何實際意義？

把煤中的灰分、水分、硫分折算到每4182kJ（或1000kcal）發(fā)熱量的百分數(shù)，分別稱為折算灰分、折算水分、折算硫分。

灰分、水分、硫分都是有害雜質，但由于煤的發(fā)熱量不同，僅從它們的百分含量還很難估計它們給電廠鍋爐帶來的危害程度。引入折算成分后，就可根據(jù)折算成分的大小，知道實際進入電廠鍋爐中的有害成分的多少，也就能比較清楚地判斷這些有害雜質對電廠鍋爐的危害程度。

16、什么是揮發(fā)分？它對燃燒和對電廠鍋爐工作有何影響？

將煤加熱到一定溫度時，煤中的部分有機物和礦物質發(fā)生分解并逸出，逸出的氣體（主要是H2,CmHn,CO,CO2等）產物稱為煤的揮發(fā)分。

揮發(fā)分是煤在高溫下受熱分解的產物，數(shù)量將隨加熱溫度的高低和加熱時間的長短而變化。通常所說的揮發(fā)分是指煤在特定條件下加熱有機物及礦物質的氣體產率。即經干燥的煤在隔絕空氣下加熱至900±10℃，恒溫7分鐘所析出的氣體占干燥無灰基成分的質量百分數(shù)，稱干燥無灰基揮發(fā)分Vdaf。

揮發(fā)分是煤中氫、氧、氮、硫和一部分碳的氣體產物，大部分是可燃氣體。揮分含量高，煤易于著火，燃燒穩(wěn)定。因此，揮發(fā)分是表征燃燒特性的重要指標，從而也對電廠鍋爐工作帶來多方面的影響，如，需要根據(jù)揮發(fā)分大小考慮爐膛容積及形狀；揮發(fā)分含量影響燃燒器的型式及配風方式的選用，影響磨煤機型式及制粉系統(tǒng)型式的選擇。同時，揮發(fā)分也是煤進行分類的重要指標之一。

17．灰的熔融特性用什么指標表示？有何實用意義？

灰的熔融特性采用對灰錐試樣加熱的方法確定。用模子將灰壓成若干個一定形狀的三角錐體（底邊長7mm、高20mm），在電爐  內加熱，根據(jù)溫升及三角錐體變形情況，記錄如下幾個溫度值：

（1）灰熔融性形溫度DT錐尖開始變圓或彎曲時的溫度。

（2）灰熔融性軟化溫度ST錐體彎曲至錐頂觸及托盤或錐體變成球形和高度等于底邊的半球時的溫度。

（3）灰熔性流動溫度FT錐體熔化成液體或展開成高度在1.5mm以下薄層時的溫度。

灰的熔融特性，對電廠鍋爐運行的經濟性、安全性均有重大影響。當軟化溫度ST>1350時，爐內結渣的可能性不大；而ST<1350時就有可能結渣。為了防止爐膛出口的對流受熱面結渣，爐膛出口若懸河煙溫必須低于軟化溫度ST若干度。DT、ST、FT的間隔大小對灰的結渣及流渣特性也有影響：（FT—ST）>200稱長渣，長渣凝固慢有塑性而不易碎裂，結渣后不易清除。（FT—ST）<200時稱短渣，短渣結渣時凝固快，渣的內應力大易碎裂，結渣后易于清除。液態(tài)排渣爐希望灰的（FT——ST）值大一些，以防電廠鍋爐在負荷變化時，因爐膛溫度變化而影響液態(tài)渣打的順利排出。

18．影響灰熔點的因素有哪些？

影響灰熔點高低的主要因素有以下幾點：

（1）成分因素灰的組成成分及各成分的比例，對灰熔點高低影響很大。大至規(guī)律是：熔點高的成分（如SiO，ALO）含量高時，灰熔點也高；熔點低的成分（如CaO，F(xiàn)eO，MgO含量高時，灰熔點就低。…）

（2）介質因素灰分處于有還原性氣體（CO，H，CH…）的氣氛中時，熔點降低。這主要不得是還原性氣體能奪取灰中高價氧化物的氧，使其變成低價氧化物而降低熔點。所以，電廠鍋爐因缺氧引起不完全燃燒時，結渣的可能性就大。

（3）濃度因素灰分含量高，相互接觸碰撞機會多，助熔作用加強，使熔點降低。因此，電廠鍋爐在燃用多灰分的煤時，引起結渣的可能性就大。

19．結渣的基本條件是什么？何謂灰的結渣特性指標？

熔融的灰粘結在受熱面上或爐墻上稱結渣。形成結渣的基本條件是受熱面壁溫高、表面粗糙和灰熔點低。灰熔點與灰和成分組成的關，根據(jù)組成成分計算出分析叛斷灰的結渣傾向的指標，稱結渣特性指標Rs.

20、一般以什么標準對煤進行分類？動力用煤一般分為哪幾類？

根據(jù)不同用途和不同的分類方法，可以把煤分成不同的類別。動力用煤一般主要依據(jù)揮發(fā)分含量將煤分成如下四類：

（1）無煙煤揮發(fā)分Vdaf<10%。無煙煤揮發(fā)分含量低，析出溫度高，著火較困難，燃盡也不易。它含固定碳高，一般發(fā)熱量Qnet,ar=20000—32500kJ/kg。無煙煤表面呈明亮的黑色光澤，質地堅硬，相對密度也較大。

（2）煙煤揮發(fā)分Vdaf=20%—40%。是一個非常廣泛的煤種，表面呈灰黑色，有光澤，質地較松軟。煙煤含碳量較高，發(fā)熱量Qnet,ar=14000—29000kJ/kg，它易于著火，火焰較長，各種煙煤的焦結性差別很大。

（3）貧煤揮發(fā)分Vdaf=10%—20%。它是介于煙煤與無煙煤之間的煤種。貧煤表面灰黑，無光澤，不易點燃，火苗也較短，發(fā)熱量常比煙煤低。

（4）褐煤揮發(fā)分Vdaf>40%。其碳化程度較淺，揮發(fā)分的析出溫度低，易于點火，灰分、水分含量較高，發(fā)熱量低，一般Qnet,ar=8000—17000kJ/kg。褐煤表面呈棕褐色，少數(shù)呈黑色，質脆易風化，不易儲存，也不宜長途運輸。

21、什么是劣質煙煤？為什么不少發(fā)電廠燃用劣質煙煤？

劣質煙煤是指煙煤中揮發(fā)分中等，但水分、灰分高，而發(fā)熱量較低的煤。一般Vdaf=20%—30%；Mar>12%；Aar=40%左右；Qnet,ar=11000—12500kJ/kg。

煙煤的用途廣泛，其中發(fā)熱量高、焦結性好的煙煤為優(yōu)質煙煤，多作為冶金行業(yè)的煉焦用煤，而交通運輸業(yè)用煤、化工業(yè)原料用煤也多選用優(yōu)質煙煤。剩下的劣質煙煤的燃燒特性不好，有害雜質含量高，某些特殊部門不便應用，所以，從能源合理消耗的大局出發(fā)，它往往成為電站電廠鍋爐用煤的對象。

22、什么是洗中煤？

一般煉焦用煤、化工用煤、出口用煤及某些特殊用煤的原煤，都要預先送選煤廠洗選。在重力選煤過程中的中間產物稱洗中煤。經過洗選后的精煤，其灰分、硫分都大大降低。洗中煤是選煤廠選出的灰分高于精煤而低于煤矸石的產品。

我國洗中煤的揮發(fā)分Vdaf約在25%—40%范圍內，水分Mar根據(jù)脫水程度而異，一般在10%—15%，灰分Aar則較高，一般為30%—40%，有的高達50%。由于送選的原煤質量都較好，故洗中煤的發(fā)熱量多為中等水平，一般Qnet,ar=16000—21000kJ/kg。洗中煤由于灰分高，結渣的傾向較大。

我國洗中煤的產量約為原煤產量的7%—8%，大多數(shù)為電站電廠鍋爐所燃用。因此，洗中煤在動力燃料中占有相當重要的地位，研究其燃燒特性也是一項重要工作。

23、發(fā)電煤粉電廠鍋爐用煤是如何分類的？

為了便于發(fā)電煤粉電廠鍋爐通用化設計和技術改造，便于分析煤的燃用特性，國家標準局于1987年頒發(fā)了《發(fā)電煤粉電廠鍋爐用煤質量標準》（GB7562—87）。這一分類標準選用煤的干燥無灰基揮發(fā)分Vdaf、干燥基灰分Ad、外在水分Mf及全水分Mt、干燥基全硫St,d和灰的軟化溫度ST作為主要分類特征指標，以煤的收到基低位發(fā)熱量作為輔助分類指標。這一分類指標中，把煤按揮發(fā)分分為五級，按灰分分為三級，按消化分為四級，按硫分分為二級，按灰分的熔融特性也分為二級。

24、什么是煤的可磨性與可磨性系數(shù)？

原煤被研磨成粉的難易程度稱為可磨性，研磨成粉難易程度的指標稱為可磨性系數(shù)。其物理意義是：一定量風干狀態(tài)下的標準煤樣與待測煤樣，從相同原始粒度磨碎到相同細度時所耗能量之比即稱可磨性系數(shù)Kkm。

一般標準煤樣是一種難磨的無煙煤，耗電量較大。越易磨的煤，耗電量越小，其可磨性系數(shù)就越大。

按照上述原理測定可磨性系數(shù)是很困難、很復雜的。一般都是以上述原理為基礎，采用較簡單方法測定可磨性系數(shù)。過去我國是沿用原蘇聯(lián)全蘇熱工研究院的測定方法，符號KVTI現(xiàn)在我國已規(guī)定使用哈德羅夫法測定可磨性系數(shù)，簡稱哈氏可磨性系數(shù)，符號HGI。

哈氏可磨性系數(shù)測定時，是將規(guī)定粒度的50g煤樣放在微型中速磨煤機內研磨60±0.25轉（約3分鐘），取出篩分20分鐘，按下式確定哈氏可磨性系數(shù)HGI

HGI=6.93G+13

式中G——通過孔徑為71µm篩子的煤粉質量，g。

KVTI與HGI之間的關系可用下式表示

KVTI=0.034（HGI）1.25+0.61

我國原煤的KVTI多在0.8—2.0之間，一般KVTI<1.2的煤稱難磨煤，KVTI>1.5的煤稱易磨煤。

25、什么是煤的沖刷磨損指數(shù)？

用來表征磨煤時煤對金屬研磨件磨損程度的指標，稱煤的沖刷磨損指數(shù)，符號Ke。不同的煤種沖刷磨損指數(shù)是通過試驗測得的。煤的沖刷磨損指數(shù)越大，對金屬磨損越嚴重。執(zhí)照沖刷磨損指數(shù)可把煤的磨損性分為五類：

Ke<1.0磨損性輕微

Ke=1.0—1.9磨損性不強

Ke=2.0—3.5磨損性較強

Ke=3.6—5.0磨損性很強

Ke>5.0磨損性極強

煤的沖刷指數(shù)Ke執(zhí)照電力行業(yè)標準DL465—92《煤的沖刷磨損指數(shù)試驗方法》試驗得出。

26、簡要說明燃料油的組成成分及特性？

燃料油的組成成分和固體燃料一樣，也表示為碳（C）、氫（H）、氧（O）、氮（N）、硫（S）、

和水分（M）。其中主要是可燃成分碳和氫，碳含量約占84—87%，氫含量約占11—14%，氧、氮、硫三種元素含量約為1—2%，灰分含量不大于1%，水分含量也不大于2%。

燃料油中由于碳氫含量很高，所以，它的發(fā)熱量也較高，一般Qnet,ar=37681—43960kJ/kg（9000—10500kcal/kg）。燃料油中氫含量高，與碳組成多種碳氫化合物，使燃料油易于戰(zhàn)火，燃燒穩(wěn)定、完全。

27、什么是燃料油的閃點、燃點和凝固點？

隨著溫度的升高，燃油表面上蒸發(fā)的油氣增多，當油氣與空氣的混合物達到一定濃度，以明火與之接觸時，會發(fā)生短暫的閃光（一閃即滅），這時的油溫稱為閃點。

測定閃點的方法有開口杯法和閉口杯法兩種，開口杯法測定的閃點要比閉口杯法低15—25℃，閃點的高低與油的分子組成及油面上壓力有關，壓力高，閃點高。閃點是防止油發(fā)生火災的一項重要指標。在敞口容器中，油的加熱溫度應低于閃點10℃；在壓力容器中加熱則無此限制。

當油面上油氣與空氣的混合物濃度增大時，遇到明火可形成連續(xù)燃燒（待續(xù)時間不小于5秒）的最低溫度稱為燃點。燃點高于閃點。

從防火角度考慮，希望油的閃點、燃點高些，兩者的差值大些。而從燃燒角度考慮，則希望閃點、燃點低些，兩者的差值也盡量小些。

燃料油是各種烴類的復雜混合物，它不像純凈的單一物質具有固定的凝固點，而是隨著溫度的逐漸降低，變得越來越粘稠，直到完全喪失流動性。燃料油喪失流動性時的溫度稱為凝固點。測定時是將油灌入試管內逐漸降溫，當試管傾斜45°經過1分鐘油面保持不變時的溫度，定為該油的凝固點。

不同產地的石油，凝固點差別很大。不同類別的石油制品，凝固點也有很大差別。凝固點的高低，關系著油的流動性能。低溫下輸送凝固點高的油時必須加熱。

28、電廠鍋爐常用燃料油有哪幾種？

（1）原油：是從地下開采出來，經過脫水處理，未經煉制的石油。原油可以煉制出多種油品及其它產物，直接作為燃料是極不合理的。

（2）重油：是由裂解重油、減壓重油、常壓重油或臘油按不同比例調制而成，有一定牌號和質量標準。

（3）渣油：石油煉制過程中的剩余物，可不經過處理直接供給電廠鍋爐作燃料，習慣上稱為渣油或殘渣油。

重油和渣油是發(fā)電用液體燃料的主要品種，共同特點是：相對密度和粘度較大；沸點和閃點較高，不易揮發(fā)。

（4）柴油：柴油是柴油機的燃料，作為電廠鍋爐燃料是極不經濟的。柴油一般用作煤粉電廠鍋爐的點火用油和低負荷運行時穩(wěn)定燃燒的助燃油。

29、重油是如何編號的？

燃料重油是由裂解重油、減壓重油、常壓重油或臘油按不同比例調制而成的。不同煉油廠選用的原料比例常不相同，但根據(jù)國家標準，應有一定質量指標。重油是按其運動粘度大小分為20、60、100、200等牌號，牌號數(shù)等于該種油在50℃時的恩氏粘度值。其中的20號重油用于小型油噴嘴的燃油爐上，100號和200號重油則用在具有預熱設備的大型噴嘴燃油爐上。

30、燃料油為什么需要加熱？根據(jù)什么控制加熱溫度？

燃料油在管道中能否順暢的流動，在油噴嘴中能否良好霧化，都與油的粘度有關。而油的粘度是隨著溫度而變化的，溫度升高，粘度降低。因此，對油加熱的目的主要是降低粘度。

為了保證霧化質量，要求進入壓力霧化噴嘴的油粘度不大于1.98×10-5—2.767×10-5m2/s(或3—4°Et)，進入蒸汽霧化噴嘴的油粘度不大于5.03×10-5—5.77×10-5m2/s（或7—8°Et)。為此，必須根據(jù)粘度的要求，把油加熱到適當?shù)臏囟取２煌N類的燃料油，粘度特性不同，加熱溫度也不一樣。一般，重油加熱約在110—130℃，原油加熱溫度約在90℃左右。

31、燃油設備為什么都需要有可靠的接地？

燃料油是不良導體，在與空氣、鋼鐵、布料等發(fā)生摩擦時，會產生靜電，靜電荷在油面上積聚，能產生很高的電壓。一旦放電，就會產生火花，從而有可能引起油的燃燒與爆炸。為了防止事故發(fā)生，所有貯油、輸油管線和設備，都必須有可靠的接地。馬路上行駛的油罐車，下面拖一根鏈與地面接觸，也是為了這一目的。

產生靜電電壓的高低，與油的流速、管道的材料和粗糙度、空氣濕度及油中雜質含量有關。流速高、濕度低、管道粗糙度大，都使產生的靜電電壓高。因此，輸油管線除了要有可靠的接地外，還要控制油速不能太高，保持管道內壁光滑。

32、燃料油中灰分含量極少，可以不考慮其危害嗎？

燃料油中灰分含量確實很少，重油的質量指標規(guī)定：Aar≤0.3%，燃料油的實際灰分量一般不超過渡0.05%。灰分含量雖低，但對電廠鍋爐的危害依然存在，甚至是嚴重的。主要表現(xiàn)在：

（1）灰分對油噴嘴產生磨損，影響霧化質量。

（2）燃油中的灰分含有釩、鈉等堿金屬元素，會在水冷壁、過熱器、再熱器等高溫受熱面管上形成高溫粘結灰。

（3）燃油爐的高溫積灰中，有較多的五氧化二釩及由鈉形成含硫酸的復鹽，它們都能破壞金屬表面的氧化保護膜，從而在過熱器和再熱器上發(fā)生高溫腐蝕。

（4）燃油中的灰分在低溫受熱面上沉積，除使受熱面低溫腐蝕加劇外，還有可能堵塞空氣預熱器管，嚴重時會因通風阻力大、風量不足而影響電廠鍋爐出力。

33、為什么燃油爐的積灰有時可能比煤粉爐還嚴重？

燃料油中灰分雖然很少，但有時燃油爐的積灰情況卻可能比煤粉爐還嚴重，尤其是燃燒含硫量較高的重油時會更為突出，其主要原因是：

（1）燃油灰分中有釩、鈉等堿性金屬元素，燃燒過程中形成低熔點氧化物，粘附于高溫受熱面上其粘性很強，促使其它灰粒也很快粘附上去。

（2）燃油中含硫量高時，低溫腐蝕加劇，潮濕的受熱面管表面使灰粒易于粘附上去。同時，燃油灰分中的鈣先生成氧化鈣，再與三氧化硫生成硫酸鈣，可形成很牢固的積灰層。

（3）當燃燒不良時，會產生大量炭黑粒子，碳黑很細，吸附性強，容易吸附于省煤器和空氣預熱器管壁上。

（4）燃料油燃燒后生成的灰粒很細，易吸附于受熱面上。它不象煤粉爐有較多的粗灰粒，不僅自身不易于吸附受熱面上，還會因有較大的沖擊動能，將已吸附上的細灰粒沖刷掉，不易形成厚的積灰層。

34、什么是燃燒？什么是完全燃燒與不完全燃燒？

所謂燃燒，是指燃料中的可燃物與空氣中的氧發(fā)生強烈放熱的化學反應過程。實質上燃燒是可燃物與氧的氧化反應，只是這種氧化反應應強烈到光放熱的程度。

燃燒后的燃燒產物中不再含有可燃物質，即灰渣中沒有剩余的固體可燃物，煙氣中沒有可燃氣體存在時，稱完全燃燒。

燃燒后的燃燒產物中還有剩余的可燃物存在時，稱為不完全燃燒。

35、什么是自燃與點燃？

所謂自燃，就是可燃物與空氣的混物，由于溫度升高或其它條件變化，在沒有明火接近的情況下，而自動著火燃燒。例如，儲煤場的堆煤、煤粉倉內的煤粉有時就會自燃。在大氣溫度下，煤也能進行緩慢地氧化，析出少量熱量，如果散熱條件不好，溫度逐漸升高。溫度的升高，促進氧化過程的加強，析出的熱量更多，溫度升高更快，當達到足夠高的溫度時，而自動著火燃燒，這就是自燃形成的過程。出現(xiàn)自燃時的溫度，稱自燃溫度或自燃點，也叫著火溫度。

著火的另一種方式是點燃。所謂點燃，是利用明火將可燃物與空氣的混合物引燃。電廠鍋爐的燃燒都是點燃的。

36、煤粉爐內的火焰是怎樣保持穩(wěn)定的？

煤粉電廠鍋爐一般要求煤粉氣流在離開燃燒器出口200——300mm處開始著火。如果著火距離太近，會燒壞燃眉之急燒器；而距離太遠，又可能引起脫火，即滅火。流動著的煤粉氣流點燃的火焰如何才能穩(wěn)定在所要求的位置呢？這就要求煤粉氣流度與火焰?zhèn)鞑ニ俣认嗯浜希闅饬鞯闹鹛峁┳銐虻闹馃嵩础?/p>

煤粉氣流點燃后，火焰以一定的速度向未著火的一端傳播，這個速度稱火焰?zhèn)鞑ニ俪啥取Ｈ绻鹧鎮(zhèn)鞑ニ俪啥扰c氣流速度相等，火焰就能保持穩(wěn)定。如果氣流速度低于火焰?zhèn)鞑ニ俪啥龋鹧鎸鞑サ饺紵鲀龋@種情況稱回火。如果氣流速度高于火焰?zhèn)鞑ニ俣龋鹧鎸⒈?ldquo;吹走”，后來的氣流就不能著火，這種情況稱為脫火，即滅火。

無論是回火或脫火都是所不希望的。而電廠鍋爐燃燒器出口氣流速度，一般已超過脫火極限，火焰自身難以保持穩(wěn)定。煤粉氣流必須從其它方面獲得熱量，使它加熱到著火溫度，才能連續(xù)著火，維持火焰穩(wěn)定。這一熱量的主要來源是火焰輻射及高溫煙氣向氣流根部回流。

37、燃料燃燒過程分哪幾個階段？各階段的特點是什么？

燃料從入爐內開始到燃燒完畢，大體上可分為如下三個階段:

(1)著火前準備階段從燃料入爐至達到著火溫度這一階段稱準備階段。在這一階段內，要完成水分蒸發(fā)，揮發(fā)分析出、燃料與空氣混合物達到著火溫度。顯然，這一階段是吸熱過程，熱量來源是火焰輻射及高溫煙氣回流。影響準備階段時間長短的因素除燃燒器本身外，主要是爐內熱煙氣為煤粉氣流提供熱量的強弱，煤粉氣流的數(shù)量、溫度、濃度、揮發(fā)分含量及煤粉細度等。

(2)燃燒階段當達到著火溫度后，揮發(fā)分首先著火燃燒，放出熱量，使溫度升高，焦炭被加熱到較高溫度而開始燃燒。燃燒階段是強烈的放熱過程，溫度升高較快，化學反應強烈，這時碳粒表面往往會出現(xiàn)缺氧狀態(tài)。強化燃燒階段的關鍵是加強混合，使氣流強烈擾動，以便向碳粒表面提供氧氣，而將碳粒表面的二氧化碳擴散出去。

(3)燃盡階段主要是將燃燒階段未燃盡的碳燒完。燃盡階段剩余的碳雖然不多，但要完全燃盡卻很困難，主要是存在著諸多不利于完全燃燒的因素，如少量的固定碳被灰包圍著；氧氣濃度已較低；氣流的擾動漸趨衰減；爐內溫度在逐步降低。如果燃料的揮發(fā)分低、灰分高、煤粉粗、爐膛容積小，完全燃盡將更困難。據(jù)試驗，對細度R90=5%的煤粉，其中97%的可燃物可在25%的時間內燃盡，而其余3%的可燃物卻要75%的時間才能燃盡。這也是實際電廠鍋爐中不可能使可燃物徹底燃盡的基本原因。

38、什么是燃燒速度？燃燒速度與哪因素有關？

燃燒速度反映單位時間燒去可燃物的數(shù)量。由于燃燒是復雜的物理化學過程，燃燒速度的快慢，取決于可燃物與氧的化學反應速度以及氧和可燃物的接觸混合速度。前者稱化學反應速度，也稱化學條件；后者稱物理混合速度，也稱物理條件。

化學反應速度與反應空間的壓力、溫度、反應物質濃度有關，且成正比。對于電廠鍋爐的實際燃燒，影響化學反應速度的主要因素是爐內溫度，爐溫高，化學反應速度快。

燃燒速度除與化學反應速度有關外，還取決氣流向碳粒表面輸送氧氣的快慢，即物理混合速度。而物理混合速度取決于空氣與燃料的相對速度、氣流擾動情況、擴散速度等。

化學反應速度、物理混合速度是相互關聯(lián)的，對燃燒速度均起制約作用。例如，高溫條件下應有較高的化學反應速度，但若物理混合速度低，氧氣濃度下降，可燃物得不到充足的氧氣供應，結果燃燒速度也必然下降。因此，只有在化學條件和物理條件都比較適應的情況下，才能獲得較快的燃燒速度。

39、燃料迅速而完全燃燒的基本條件有哪些？

燃燒能迅速而又完全燃燒的基本條件主要有：

（1）相當高的爐膛溫度溫度是燃燒化學反應的基本條件，對燃料的著火、穩(wěn)定燃燒、燃盡均有重大影響，維持爐內適當高的溫度是至重要的。當然，爐內溫度太高時，需要考慮電廠鍋爐的結渣問題。

（2）適量的空氣供應適量的空氣供應，是為燃料提供足夠的氧氣，它是燃燒反應的原始條件。空氣供應不足，可燃物得不到足夠的氧氣，也就不能達到完全燃燒。但空氣量過大，又會導致爐溫下降及排煙損失增大。

（3）良好的混合條件混合是燃燒反應的重要物理條件。混合使爐內熱煙氣回流對煤粉氣流進行加熱，以使其迅速著火。混合使爐內氣流強烈擾動，對燃燒階段向碳粒表面提供氧氣，向外擴散二氧化碳，以及燃燒后期促使燃料的燃盡，都是必不可少的條件。

（4）足夠的燃燒時間燃料在爐內停留足夠的時間，才能達到可燃物的高度燃盡，這就要求有足夠大的爐膛容積。爐膛容積與電廠鍋爐容量成正比。當然爐膛容積也與燃料燃燒特性有關，易于燃燒的燃料，爐膛容積可相對小些。比如相同容量的電廠鍋爐，燃油爐的爐膛容積要比煤粉爐的小，而燒無煙消云散煤的爐膛容積要比燒煙煤的爐膛容積稍大些。

40、什么是煤粉爐的一、二、三次風？一、二、三次風的作用是什么？

在煤粉中，一次風是通過管道輸送煤粉進爐膛的那部分空氣。它可以是熱空氣，也可以是制粉系統(tǒng)的乏氣。它的作用除了維持一定的氣粉混合物濃度以便于輸送外，還要為燃料在燃燒初期提供足夠的氧氣。

二次風是通過燃燒器的單獨通道送入爐膛的熱空氣，進入爐膛后才逐漸和一次風相混合。二次風為碳的燃燒提供氧氣，并能加強氣流的擾動，促進高溫煙氣的回流，促進可燃物與氧氣的混合，為完全燃燒提供條件。

在燃用不易著、燃燒穩(wěn)定性差的無煙煤、貧煤或其它高水分一次風。這時，制粉系統(tǒng)的乏氣通過單獨的管道與噴口，直接噴送到爐膛稱為三次風。三次風內約含10%左右的細煤粉，風量約占總風量的15%左右。某些電廠鍋爐因某種用途通過專用噴口入爐膛的熱風，也稱三次風。

41、什么是著火熱？

對粉爐來說，將煤粉氣流加熱至著火溫度所需的熱量，稱著火熱。著火熱也就是燃燒準備階段所需的熱量。著火熱的大小與一次風量的大小、一次風溫的高低以及燃料著火溫度的高低等有關。煤的揮發(fā)分含量高，著火溫度低，所需著火熱少。著火熱的來源，主要是爐內火焰輻射熱及高溫煙氣的回流加熱。

為了使燃燒迅速著火，一方面要迅速提供著火熱，一方面要設法減小著火熱需要量，其基本措施是：

（1）從煤粉氣流初始溫度考慮，應采用熱風送粉，即提高一次風的溫度。

（2）從減小煤粉由加熱到著火所需的熱量考慮，適當提高一次風中的煤粉濃度，即采用較低的一次風率。

（3）從為煤粉氣流提供熱量條件考慮，要設法提高燃燒區(qū)域的溫度；以及加強熱煙氣的回流。

（4）采用較細煤粉及較低的一次風速。

42、一次風率與一次風溫對燃燒過程有何影響？

一次風量占總風量的百分數(shù)稱一并次風率。一次風率的大小，涉及到需要著火熱的多少，從而影響著火的遲早。一般確定一次風率時，一方面考慮要有一個合適的風粉比例，以便獲得較大的火焰?zhèn)鞑ニ俣龋诜€(wěn)定著火；另一方面要考慮一次風所提供的氧氣，能滿足揮發(fā)分著火燃燒的需要。因此，一次風率應主要根據(jù)揮發(fā)分含量多少來確定，揮發(fā)低的煤，一次風率應小些。

一次風溫的高低，也直接影響所需著火熱的多少。一次風溫高，減小著火熱需要量，從而可加快燃料的著火。由于揮發(fā)分含量影響著火的遲早，一次風溫要根據(jù)揮發(fā)分的多少來確定。一般揮發(fā)分高的煤，可采用較低的一次風溫，若一次風溫太高，由于著火點太靠近燃燒器，而有可能燒壞燃燒器。揮發(fā)分低的煤，則應采用較高的一次風溫，如無煙煤、劣質煙煤及某些貧煤，應采用熱風送粉。

43、一、二次風速根據(jù)什么確定？

煤粉氣流離開燃燒器出口時的一次風速，對著火程有明顯的影響，一次風速過高，會使著火距離拉長，使燃燒不穩(wěn)，嚴重時會造成滅火。一次風速過低時，不僅引起著火過早，使燃燒器噴口過熱燒壞，也易造成煤粉管道堵塞。

最適宜的一次風速與燃用煤種和燃燒器型式有關，一般揮發(fā)分高的煤，因其著火點低，火焰?zhèn)鞑ニ俣瓤欤淮物L速應高些；揮發(fā)分低的煤，一次風速則應低些。直流燃燒器的一次風速一般要比旋流燃燒器的一次風速稍高些。

二次風速一般要比一次風速高些，這一方面是要求二次風對一次風應起引射作用，另一方面涉及到一、二次風混合遲早以及燃燒期間，特別是燃燒后期，氣流擾動的強弱程度。二次風速高，一、二次風混合較遲；二次風速低，一、二次風混合將提前。從燃燒角度考慮，二次風應在煤粉氣流著火后、燃燒迅速發(fā)展需要大量氧氣時，開始與一次風混合，且宜分批混入。

若一、二次風混合太早，相當于增大了一次風量，對燃料的著火不利。若一、二次風混合太遲，會使著火后的燃燒缺氧，對燃燒過程的迅速發(fā)展不利。故二次風速的高低，應根據(jù)燃料著火、燃燒發(fā)展的需要來確定，即根據(jù)燃煤揮發(fā)分含量的多少以及燃燒器的型式來確定。

一、二次風速應保持適當?shù)谋壤P系。不同煤、不同燃燒器的一、二次風速推薦值參考表4——7和表4—8。

44、三次風從什么位置噴入爐膛較合適？

三次風是制粉系統(tǒng)的乏氣。它的特點是含有少量的細煤粉身碎骨，溫度較低，且含有一定量的水蒸氣，自著火燃燒條件不好。目前，三次風噴入爐膛的位置有兩種情況，一種是從主燃燒器的下部送入爐膛，另一種是從主燃燒器的上部送入爐膛。

三次風從主燃燒器下部送入爐膛時，低溫的三次風會使主燃燒器燃燒區(qū)域的溫度降低，對煤粉氣流的著火、燃燒不利。三次風從主燃燒器上部送入爐膛時，對主燃燒器煤粉氣流的著火、燃燒影向較小，但對三次風本身燃燒不利，這是因為三次風噴入位置的煙溫已開始降低；三次風噴口到爐膛出口的距離較短，使三次風中的煤粉在煤粉大爐內的停留時間縮短，影響煤粉的完全燃燒程度。

考慮到三次風中的煤粉較細，所需燃燒時間較短，以及從整個電廠鍋爐的燃燒大局出發(fā)，現(xiàn)在大多數(shù)電廠鍋爐的三次風是從主燃燒器上部送入爐膛的。

45、三次風的速度為什么都比較高？

電廠鍋爐煙氣的粘度特性與其它流體的粘度特性是不相同原，隨著溫度的升高，粘度值也在增大。爐膛中煙氣溫度很高，其粘度也就比較大。低溫的三次風送入爐膛后，只有和高溫煙氣很好地混合，才能達到著火、燃燒的目的。如果三次風出口流速很低，它就不可能很好地混合到粘度很高的高溫煙氣中，而很有可能沿爐墻邊緣向上流向爐膛出口，由于得不到高溫煙氣的充分加熱，也就達不到良好的完全燃燒，影響電廠鍋爐的經濟性。只有采用較高的三次風速，它才有充足的動能混合到粘度較高溫煙氣中，得到高溫煙氣的充分加熱，達到完全燃燒的目的。因此，一般電廠鍋爐的三次風速都設計得比較高，大約為50—60/s。