3.3.5 气体燃料的特点
气体燃料同液体燃料或固体燃料相比较,具有如下特点:
(1)燃烧方法简单,容易实现自动化、智能化。
(2)点火、停炉操作简单,并可实现冷炉点火。
(3)过量空气系数可以接近1.0,排烟热损失小,无灰渣产生,有害气体的排放量也较小,有利于保护环境。
(4)燃烧热强度大,容积热负荷(单位时间单位体积内燃烧所释放出的热量)高,并可以实现无火焰燃烧。
(5)可以进行余热回收利用,用作预热燃料或其它用途,以提高能源的利用效率。
但是,气体燃料的运输和贮存较为困难,目前阶段价格较高;有些气体燃料有毒性;气体燃料与一定量的空气混合后,有发生爆炸的危险。这些缺点使得气体燃料的使用条件非常严格。
气体燃料的组成成分变化范围很大。不同种类的天然气体燃料或人工气体燃料,由于其气源(气田气、油田气)的产地和生成的有机质、地质环境、理化条件等不同,或由于制气时所使用的原料(石油、煤)不同,它们的成分和特性相差很大;即使是同一种类的燃气,由于天然气体燃料资源分布广,人工气体燃料制气的方式,采用的生产工艺不同,其成分和特性也并不相同。此外,使用中的燃气往往是数种气体燃料的混合气体,不同的燃气种类和不同的混气配比,使实际应用燃气的成分和特性更为复杂。因此,在燃气锅炉设计,燃烧设备选择和进行有关计算时,应尽可能收集有关气源的详细资料作为依据,认真加以核对和分析。
当使用的燃气品种改变时,希望燃烧器不加调整而仍能保持正常工作,就需要对新的替代燃气的特性提出要求。衡量两种燃气是否有互换性的参数称为华白数,这是德国人华白(Wobbe)提出的概念。华白数的定义为燃气的干燥基高位热值Qgr,v,d与相对密度d(空气的d=1)平方根的比值,即W=Qgr,v,d/。这实质上是一个热负荷的指标。当燃气互换时,确定一个华白数的波动范围来稳定燃烧器的热负荷。工程中常用的参数是实用华白数,它是在固定喷口上,燃气的收到基低位热值Qnet,v,d与标态下密度ρ0平方根的比值。
复习思考题
1.什么是燃料?作为燃料的基本条件是什么?燃料分哪几类?
2.在我国,电站锅炉燃料为什么要以煤为主?
3.什么是煤的元素分析成分与工业分析成分?
4.煤中水分由哪几部分组成?煤中水分有何危害?
5.煤中灰分由哪几部分组成?煤中灰分有何危害?
6.煤中的硫以什么形式存在?煤中硫分有何危害?
7.煤中灰分和煤中不可燃矿物质的含义一样吗?
8.煤中的含碳量、固定碳、焦炭的含义相同吗?
9.引出煤的成分分析基准的目的是什么?有哪几种“基准”?请导出各种“基准”换算关系式。
10.什么是燃料的发热量(热值)?高位发热量与低位发热量有什么区别?我国使用哪种发热量?如何确定燃料的发热量?
11.什么是标准煤?规定标准煤有何实用意义?
12.什么是煤的折算灰分、折算水分、折算硫分?折算成分有何实用意义?
13.什么是挥发分?它对燃烧和对锅炉工作有何影响?挥发分中含有水分吗?
14.灰的熔融特性用什么指标表示?有何实用意义?
15.影响灰熔点的因素有哪些?
主要参考文献
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10.GB5751-86中国煤炭分类标准.1986
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