燃料与燃烧知识问答
第1节 常用燃料及指标
什么是燃料？
燃料是指在燃烧过程中能释放出大量热量，该热量又能应用于工业生产及满足生活需要的在技术上合理，经济上合算的可燃性物质，例如天然气、石油、煤炭等。金刚石可以燃烧，但不作为燃料，因经济上不合理。工业常用燃料是远古时代的动、植物被埋于地下，在缺氧高温高压条件下，由细菌作用形成的固、液、气态的碳氢化合物。
燃料按物态分为哪三类？常用的有哪些？
燃料按物态分为三类：固体燃料、液体燃料、气体燃料；常用的固体燃料有木柴、泥煤、褐煤、烟煤和无烟煤；液体燃料有石油及其制品（汽油、煤油、柴油、重油）；气体燃料有天然气、各类煤气（焦炉煤气、高炉煤气、转炉煤气发生炉煤气）和石油裂化气等。
我国的能源消费结构以煤为主，约70%的能源来自于煤炭，我国的雾霾那么严重与煤炭的燃烧有很大关系；因此在现有能源结构下，研究和实现煤的高效燃烧和清洁利用是能源管理与技术工作者面临的主要任务之一。
轧钢加热炉常用哪些燃料？
1996年前，轧钢加热炉以烟煤、重油和高焦混合煤气为代表的三类燃料最为常见，随着近十几年钢铁行业的讯猛发展和加热质量、环保要求的不断提高，目前燃煤式加热炉已逐渐被淘汰，以重油为燃料的加热炉也因燃料成本太高而很少采用，故目前轧钢加热炉常以气体燃料为主，并以高焦混合煤气、发生炉煤气和纯高炉煤气最常见，特别是在2000年后，随着国内高效蓄热燃烧技术的广泛成熟应用，使钢铁企业原热值很低的高炉煤气预热到1000℃，可以达到较高的燃烧温度，从而使高炉煤气变。高炉煤气等用作为加热炉的燃料。
燃料组成有哪些表示方法？
燃料组成有三种：工业分析组成、元素分析组成、成分分析组成。固态燃料和液态燃料用工业分析组成和元素分析组成表示，气态燃料用成分分析组成表示。
元素分析组成：燃料中主要化学元素组分碳（C）、氢（H）、氮（N）、硫（S）和氧（O）以及灰分（A）和水分（M）的质量百分比。
C H N S O A M=100
其中M是燃料全水分的质量百分比，包括内在水分和外在水分。
元素组成有哪些表示基准？各表示法有何关系？
燃料中的灰分和水分会随着燃料的开采、运输和储存过程而发生变化。而燃料成分表示的是各成分的相对百分含量，为此必须规定燃料成分表示的分母基准。根据燃料中灰分和水分的变化情况，分为4种表示基准：收到基（应用基）、空气干燥基（分析基）、干燥基、干燥无灰基（可燃基）：
（1）收到基（下标ar）是将全部水分和灰分都包括在内的燃料作为100%的成分。
Car Har Nar Sar Oar Aar Mar=100
式中Mar是燃料的全水分。由于燃料全水分中的外在水分很容易受气候、输送、储存等外在因素影响，收到基组分常常因水分的变化无法准确反映燃料化学组成。
（2）空气干燥基（下标ad）是以去掉外部水分的燃料成分总量作为100%的计算基准。即在实验室内进行燃料分析时的试样成分，又称分析基:
Cad Had Nad Sad Oad Aad Mad=100
（3）干燥基（下标d）是以去掉全部水分的燃料作为100%的计算基准。
Cd Hd Nd Sd Od Ad=100
（4）干燥无灰基（下标daf）是以去掉全部水分和灰分的燃料作为100%的表示基准。
Cdaf Hdaf Ndaf Sdaf Odaf=100
干燥无灰基没有不稳定成分灰分和水分变化的影响，比较准确地反映了燃料的实质，便于区别不同种类的燃料。
通过以上4种表示基准介绍，其各成分的表示方法及其组成的相互关系如下图所示。
各燃料成分基准之间如何进行换算？
四种燃料成分基准之间存在换算关系，可以通过通分运算进行相互换算。
基准之间水分的换算关系如下。
什么是燃料的发热量?
单位质量或者体积的燃料完全燃烧后所放出的热量称为燃料的发热量。固液燃料发热量单位是kj/kg 气体燃料发热量单位是kj/m3。
什么叫燃料的高发热值?
当燃烧产物的温度冷却到使其中的水蒸汽冷凝成0℃的水时,所放出的发热量称为燃料的高发热量,也称高热值。
什么叫燃料的低发热值?
当燃烧产物中的水分不是呈液态，而是呈20℃的水蒸汽存在时,由于扣除了水分的汽化热而使发热量降低，这时得到的热量称为燃料的低发热量,也称低热值。在实际燃烧计算中采用低热值更有意义。
高低发热值如何互换？
Q高=Q低＋25.12(9H＋W) kj/kg 其中H、W分别为燃料中的氢、水质量百分含量;
高位热值和低位热值两者之间差别为燃烧产物中水分的汽化热。实际上燃料燃烧后，其产物中的水分基本上以水蒸气形式排出，因而低位热值是燃料能够利用的热值。工程燃烧计算中采用低位热值。
什么是标准燃料发热量？其如何表示？
规定每kg燃料发热量为7000千卡的燃料称为标准燃料发热量。
一般使用气体燃料的燃料，消耗单位用m3（煤气）/t（钢）表示；使用固、液体燃料，消耗单位用kg（燃料）/t（钢）表示。因为成分不同的燃料其发热量不同，所以为核算和比较炉子的燃料消耗，一般燃料折合成“标准燃料”消耗量，即用kg（标准燃料）/t（钢）表示燃料消耗。
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