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1、能源與燃料能源是自然能源是自然環(huán)境中存在的,通境中存在的,通過人人類開開發(fā)能能夠產生各種能量的物生各種能量的物質資源,是人源,是人類賴以生存的以生存的基基礎和國民和國民經濟發(fā)展的展的動力力根據能量的利用形式和性根據能量的利用形式和性質分分類燃料能源燃料能源以化學能或原子能形式儲存于物質中,以化學能或原子能形式儲存于物質中,通過燃燒或原子裂、聚變后釋放出熱能的自然資源。通過燃燒或原子裂、聚變后釋放出熱能的自然資源。如化石燃料、草木、沼氣、核燃料如化石燃料、草木、沼氣、核燃料非燃料能源非燃料能源以光能、機械能或熱能形式存在,以光能、機械能或熱能形式存在,可以直接利用的能量資源。如太陽能、水能、風能
2、、可以直接利用的能量資源。如太陽能、水能、風能、地熱能地熱能第二章第二章 燃料與燃燒計算燃料與燃燒計算能源與燃料一次能源一次能源自然界中不需加工,可直接自然界中不需加工,可直接應用的能用的能源。煤、原油、天然氣、水能、源。煤、原油、天然氣、水能、風能、太陽能等能、太陽能等非再生能源非再生能源其中礦物燃料和核燃料的生成速度極慢,其中礦物燃料和核燃料的生成速度極慢,而消費速度不斷增長,最終會枯竭而消費速度不斷增長,最終會枯竭再生能源再生能源在自然界的物質和能量循環(huán)中能夠重復生產在自然界的物質和能量循環(huán)中能夠重復生產的能源,如水能、風能、海洋能、生物質能、太陽能等,的能源,如水能、風能、海洋能、生物
3、質能、太陽能等,能量的消耗速度可與再生速度持平,經久使用而不會枯竭能量的消耗速度可與再生速度持平,經久使用而不會枯竭二次能源二次能源經由一次能源由一次能源處理和能量形式理和能量形式轉換而而得到的能源。焦炭、重油、煤氣、得到的能源。焦炭、重油、煤氣、電力、蒸汽等力、蒸汽等 常常規(guī)能源能源在工在工農業(yè)生生產和人和人類生活消生活消費中中得到廣泛得到廣泛應用的部分用的部分煤炭、石油、天然氣、水力、核裂變等煤炭、石油、天然氣、水力、核裂變等新能源新能源其余的部分其余的部分太陽能、風能、地熱能、海洋能、核聚變能等,受太陽能、風能、地熱能、海洋能、核聚變能等,受到現(xiàn)階段科學技術水平的限制,尚未大規(guī)模開發(fā)和到
4、現(xiàn)階段科學技術水平的限制,尚未大規(guī)模開發(fā)和廣泛使用廣泛使用能源與燃料中國化石燃料儲量及消費結構項目項目煤煤100Mt石油石油100Mt天然氣天然氣108m3截至截至94年底探明可年底探明可 采儲采儲量量(中國世界總量)中國世界總量)114510438.63313731700141000探明可采儲量探明可采儲量在世界的排位在世界的排位3101194年一次能源中化石燃年一次能源中化石燃料的消費結構)料的消費結構)75.015.71.9根據中國化石燃料的根據中國化石燃料的儲量及開采利用的情況,在相當量及開采利用的情況,在相當長的的時間內,煤不內,煤不僅是中國,也是世界上最重要的一次能是中國,也是世界
5、上最重要的一次能源源第一節(jié) 燃料的化學成分鍋爐常用燃料的爐常用燃料的組成成可燃質可燃質高分子有機化合物高分子有機化合物惰性質惰性質多種礦物質多種礦物質燃料的化學成分及含量,可通燃料的化學成分及含量,可通過兩種方法兩種方法測得得元素分析法元素分析法C H O N S A M工業(yè)分析法工業(yè)分析法固定碳固定碳Cgd、揮發(fā)分、揮發(fā)分V、水分、灰、水分、灰分。廣義上還包括煤的發(fā)熱量、硫分、焦渣特性分。廣義上還包括煤的發(fā)熱量、硫分、焦渣特性及灰的熔點測定及灰的熔點測定碳碳(C)氫氫(H)硫硫(S)氧氧(O)氮氮(N)水分水分(W)灰分灰分(A)基本基本成分成分一、燃料的元素分析成分一、燃料的元素分析成分吸
6、附和凝聚在顆粒內部吸附和凝聚在顆粒內部毛細孔。不易蒸發(fā),毛細孔。不易蒸發(fā),105110可烘干可烘干機械附著和潤濕在燃機械附著和潤濕在燃料顆粒表面及大毛細料顆粒表面及大毛細孔中。易于蒸發(fā)孔中。易于蒸發(fā)外在水分外在水分(Mf)內在水分內在水分(Minh)對于既定燃料,對于既定燃料,絕對含量不變絕對含量不變隨開采、運輸、貯存、隨開采、運輸、貯存、氣候等條件變化氣候等條件變化二、燃料成分分析數據的基準與換算二、燃料成分分析數據的基準與換算燃料各成分百分數燃料各成分百分數經常常變化,提供或化,提供或應用燃料成用燃料成分分析數據,分分析數據,須表明其分析基準(表明其分析基準(計算基數)算基數)元素分析和工
7、元素分析和工業(yè)分析,常采用四種分析基準分析,常采用四種分析基準燃料的實際應用成分燃料的實際應用成分實驗室條件下風干后的成分實驗室條件下風干后的成分不受水分影響不受水分影響穩(wěn)定成分,用于判斷煤的燃燒特性和分類穩(wěn)定成分,用于判斷煤的燃燒特性和分類各種基換算各種基換算已知已知Cdaf,求,求Car換算公式換算公式 xKx0換算基相換算基相應成分應成分已知基相已知基相應成分應成分換算換算系數系數例題自學例題自學第二節(jié) 煤的燃燒特性發(fā)熱量發(fā)熱量揮發(fā)分揮發(fā)分焦結性焦結性灰熔點灰熔點第三節(jié) 煤的分類埋藏在地埋藏在地層深深處的古代植物殘骸,在地殼的古代植物殘骸,在地殼壓力、力、地地熱和隔和隔絕空氣等條件作用下
8、,空氣等條件作用下,經過幾千萬年幾千萬年乃至上乃至上億年逐年逐漸碳化而形成的有機生物巖碳化而形成的有機生物巖煤化程度逐年加深,所含水分和揮發(fā)物隨之減少,煤化程度逐年加深,所含水分和揮發(fā)物隨之減少,碳含量相應增大碳含量相應增大形成各類不同品種的煤,表現(xiàn)出不同的特性形成各類不同品種的煤,表現(xiàn)出不同的特性按干燥無灰基按干燥無灰基揮發(fā)分(煤化程度)多少,分(煤化程度)多少,對煤煤分分類第四節(jié) 液體燃料一、燃料油及其分類一、燃料油及其分類石油石油經過蒸蒸餾、裂化等一系列加工、裂化等一系列加工處理后的部分理后的部分產品,如汽油、煤油、柴油和重油等品,如汽油、煤油、柴油和重油等利用石油中不同成分具有不同沸點
9、的原理,進行加熱蒸餾,利用石油中不同成分具有不同沸點的原理,進行加熱蒸餾,將石油分成不同沸點范圍(餾程)的蒸餾產物將石油分成不同沸點范圍(餾程)的蒸餾產物二、燃料油的物理特性二、燃料油的物理特性特性指特性指標影響影響輸運、運、貯存和燃存和燃燒使用的使用的正常和安全正常和安全1.密度密度2.粘度粘度3.凝固點凝固點4.比熱容比熱容5.閃點和燃點閃點和燃點6.爆炸極限爆炸極限1.密度420柴油:柴油:0.8310.862重油:重油:0.940.984t=420-(t-20)密度越小,含密度越小,含氫量越多,含碳量越小,量越多,含碳量越小,發(fā)熱量量越高越高2.粘度表征流表征流動性能的特性指性能的特性
10、指標粘度大,流動性差,在管道內輸送阻力大,裝卸和霧化困難粘度大,流動性差,在管道內輸送阻力大,裝卸和霧化困難燃料油在燃料油在t時的恩氏粘度的恩氏粘度 Et t20 oE換算:換算:運動粘度運動粘度恩氏粘度恩氏粘度燃料油粘度與其成分、溫度、壓力有關,溫燃料油粘度與其成分、溫度、壓力有關,溫度提高后粘度降低度提高后粘度降低在運輸、裝卸和燃用時需預熱,通常要求噴在運輸、裝卸和燃用時需預熱,通常要求噴嘴前油溫在嘴前油溫在100以上,粘度不大于以上,粘度不大于4 oE200ml試驗油在溫度試驗油在溫度為為t時從恩氏粘度時從恩氏粘度計中流出的時間計中流出的時間粘度計常數:粘度計常數:200ml、20的的蒸
11、餾水從同一粘度計中流出蒸餾水從同一粘度計中流出的時間(的時間(511s)3.凝點燃料油由液燃料油由液態(tài)變?yōu)楣坦虘B(tài)時的溫度的溫度復雜的混合物,沒有一定的凝固點:隨溫度逐漸降復雜的混合物,沒有一定的凝固點:隨溫度逐漸降低時,變得越來越稠,直到完全喪失流動性低時,變得越來越稠,直到完全喪失流動性測定方法定方法將試樣油放在試管中冷卻,傾斜將試樣油放在試管中冷卻,傾斜450,試管中的油面,試管中的油面經過經過510s保持不變時的油溫保持不變時的油溫汽油:汽油:1)含過量O2理理論煙氣量與煙氣量與過量空氣之和量空氣之和三、煙氣和空氣的焓單位燃料(位燃料(1kg固體、液體或固體、液體或1Nm3氣體)燃氣體)燃燒生生成的煙氣和所需的理成的煙氣和所需的理論空氣量,在等空氣量,在等壓下從下從0加加熱到到所需的所需的熱量量理論空氣的焓理論空氣的焓理論煙氣的焓理論煙氣的焓實際煙氣的焓實際煙氣的焓人有了知識,就會具備各種分析能力,明辨是非的能力。所以我們要勤懇讀書,廣泛閱讀,古人說“書中自有黃金屋?!蓖ㄟ^閱讀科技書籍,我們能豐富知識,培養(yǎng)邏輯思維能力;通過閱讀文學作品,我們能提高文學鑒賞水平,培養(yǎng)文學情趣;通過閱讀報刊,我們能增長見識,擴大自己的知識面。有許多書籍還能培養(yǎng)我們的道德情操,給我們巨大的精神力量,鼓舞我們前進。