DTG曲线上对应失重率=0.1mg/min的温度

挥发分在700摄氏度前的可燃物失重量△W700 挥发分释放特性指数D D=(dW/t)max/Tmax×△T1/3
(dW/t)max:挥发分最大释放速度峰值； Tmax： (dW/t)max的温度； △T1/3：(dW/t)/(dW/t)max=1/3的温度区间
挥发分是煤在加热过程中有机质分解而析出 的气体物质。主要是由各种碳氢化合物、氢、 一氧化碳、硫化氢等可燃气体组成的，另外还 有少量的氧、二氧化碳、氮等不可燃气体。碳 化程度不同，挥发分的析出温度以及挥发分的 含量也不同。挥发分燃点低，易于着火燃烧， 对锅炉工作影响较大，其含量常做为煤的分类 的重要依据。

热重分析在煤燃烧特性研究中的应用 将少量有代表性的粉样置于天平支架上 的坩埚内，通以氧或空气，按规定的升温速 度进行升温，随着温度的升高，试样的失重 率不断发生变化，最后燃尽，记录失重率随 温度的变化曲线即称为“燃烧分布曲线”

燃烧分布曲线
燃烧峰
水分析 出峰
热重分析法判断煤的着火特性

挥发分初析温度Ts
第二章 燃料及其燃烧特性
第一节 燃料分类
核燃料 燃料 固体燃料
有机燃料
液体燃料
气体燃料
燃料的种类和特性对锅炉的安全性和经济性 有密切关系。在锅炉的设计和运行中，由于燃料 的不同、锅炉受热面积的大小、炉膛高矮、燃烧 器型式、空气预热器面积的大小、受热面的污染、 磨损、腐蚀等情况均会不同。
根据获得燃料的方法，可将直接从自然界取得 未经工艺加工的燃料称为天然燃料，如原煤、原油 及天然气。将经过工艺加工后的木炭、焦炭和石油 制品则称为人工燃料。
根据用途，将用于炼焦、锻造和化工的焦结性 好、含杂质少的燃料称为工艺燃料。不适于做工艺 燃料的锅炉燃用的燃料称为动力燃料。
我国的燃料政策是，尽量不烧油和天然气；尽 量不使用工艺燃料；尽量使用当地出产的煤；在使 用过程中应尽量采取措施减少污染。
我国占世界煤产量的 25 ％，而煤炭占我国一 次能源消费量的 75 ％。我国煤炭资源相对较为丰 富碳氢燃料。它是远古植物遗体随地壳的变 动被埋入地下，长期在地下温度、压力较高的环 境中，植物中的纤维素、木质素经脱水腐蚀，含 氧量不断减少，碳质不断增加，逐渐形成化学稳 定性强、含碳量高的固体碳氢燃料。 动力用煤分为褐煤、烟煤和无烟煤三大类。
用灰黏度作为预测结渣倾向被认为是较可靠的 结渣指标。该判定指数推荐的数值界限为： RVS <0.5为轻度结渣； RVS=0.5~0.9为中等结渣； RVS=1~1.99为强结渣； RVS >2.0为严重结渣。
Na2O＋K2O在煤灰碱性份额中占的比例 不大，但因强碱金属对灰的熔化温度及炉膛 结渣倾向的影响与其灰中的比例成比例，且 大多钠化合物低于900 ℃时就熔化，它为灰粒 粘附提供了黏结剂。为此，德国EVT公司依据 经验推出Kv值的补充判定结渣公式：



燃尽特性综合判别指数Rj Rj=1/N 燃烧特性指数S S=((dW/dt)max×(dW/dt)mean)/(Ti×Th) (dW/dt)max最大燃烧速度 (dW/dt)mean平均燃烧速度 Ti着火温度， Th燃尽温度 S越大，煤的燃烧特性越佳。

煤焦燃烧综合指数R R=R700/τ R700－700摄氏度恒温下最大反应速度 τ－5mg燃质煤焦在700摄氏度下从切换O2开始到 样品全部燃尽时间 R 越大，煤越易燃尽

煤的燃尽率曲线
燃 尽 率 %
时间，min
第四节 我国动力用煤的燃烧特性 我国煤的分类 发电厂用煤的质量标准 各类煤质的燃烧特性

第五节 煤灰的结渣和积灰特性
一、煤灰的熔融性 1、煤灰的熔融性及其三个特征温度的确定


变形温度DT 软化温度ST 流动温度FT
2.灰的黏度
熔化的灰分随着温度下降，其黏度升高。 •当温度下降时，灰渣在狭窄的温度范围内从液 态转变为固态，而无明显的塑性区，此灰渣属 于短渣；短渣不易产生受热面结渣。

煤着火稳燃特性综合判别指标 Rw=560/Ti+650/T1max+0.27W1max 西安热工所与普华燃烧研究中心共同制 定的煤着火稳燃特性指标。该指标已被用至 锅炉设计型谱中，用于表征煤质着火稳燃特 性。
煤的燃尽特性判别指标

平均燃烧速度Wmean 将100mg煤样中可燃质的毫克数与其总燃烧 时间之比为可燃质平均燃烧速度。 总燃烧时间以加热炉降到固定位置时刻起算， 到燃烧结束为止。 煤的燃尽指数 N=0.55G2+0.0043T2max+0.14τ98+ 0.27τ98-3.7 N越大，越难燃尽
差热分析
差热分析（differential thermal analysis,DTA）：在 程序控制温度下，测量试样与参比物之间的温度差与 温度关系的一种技术。
煤的热重分析技术的应用

热重分析在煤的工业分析中的应用

热重分析在煤热解特性研究中的应用
热重分析在煤燃烧特性研究中的应用


热重分析在煤的工业分析中的应用
当D>2E-6时，煤种着火性能较好，一般 不存在着火困难的问题。 当D<2E-6时，煤种着火温度一般较高， 会遇到着火困难的问题。
可燃性判别指数C C=R1max×106/Ti2 (mg/min.k) R1max：易燃峰的最大反应速度（mg/min ） Ti：开尔文温标表示的试样着火温度。 C值对煤燃烧着火稳定性的判别界限如下：

4、煤的计算基准的换算
x=Kx0
二、煤的发热量
1、定义

弹筒发热量
高位发热量 低位发热量


2、换算
3、以收到基低位发热量为基准的其他概念 （1）折算成分
规定每送入锅炉 4182kJ／kg 热量 ( 即 1000kcal ／kg)，带入锅炉的水分、灰分和硫分称为折算水分、 折算灰分、折算硫分。 （2）标准煤 收到基发热量为29270kJ／kg (7000kcal／kg)的 煤为标准煤。
煤中的水分在自然干燥条件下失去的部分，称 为外部水分，而剩余部分称为内部水分，两部分之 和称为全水分。
水分均为不可燃物质,水分会使炉内温度 下降，影响着火，并增大排烟热损失，还会 加剧尾部受热面腐蚀和堵灰。
二、工业分析 在一定的实验室条件下的煤样，分析得出水 分、挥发分、固定碳和灰分这四种成分的质量百 分数的过程，称为工业分析。 取1g左右的自然干燥后的煤粉样放人预先加 热至145±5°C的干燥箱中，干燥1h后，试样质量 减轻的量占原质量的百分数即为空气干燥基水分。 此数值与外部水分值相加即为全水分。
第二节 煤的燃烧特性分析
常规特性对锅炉工作的影响
挥发分的影响 水分的影响 灰分的影响 灰渣熔融性的影响 硫分的影响

一 、 煤的热分解机理 快速热分解 中速热分解 慢速热分解

二、煤的热重分析

热重法（thermogravimetry, TG）是在程序
控制温度下测量物质的质量与温度关系的一种技术。 用于热重法的仪器是热天平，它能连续记录质量与 温度的函数关系（TG曲线）。工作时，一般以程序 控制温度的方式来加热或冷却样品，或使样品保持 在某个恒定的温度，或进行某种程序的循环。
•温度下降时，在相对较宽的温度范围内，灰渣 黏度逐渐增加，呈现塑性状态，但仍无明确的 相变温度和塑性区界限，属于长渣。
2、影响煤灰熔融性的因素分析

煤灰的化学组成 煤灰周围高温介质的性质

3．结渣的判定
结渣是固体燃料在燃烧放热、传热和运动过程 中发生的，它不仅与煤灰的熔化特性、存在气氛有 关，还与煤灰本身的物理化学特性有关。 目前国内、外判定结渣的指标除特征温度之外， 主要还有下列几项 。

3、煤的成分计算基准

收到基 Car+Har+Oar+Nar+Sar+Aar+Mar=100%
空气干燥基 Cad+Had+Oad+Nad+Sad+Aad+Mad=100%


干燥基 Cd+Hd+Od+Nd+Sd+Ad=100% 干燥无灰基 Cdaf+Hdaf+Odaf+Ndaf+Sdaf=100%
Kv (Sv 0.5)(0.5 Na2O K2O)
推荐值为：K<4是不结渣煤；Kv＞4为结渣煤。

热重分析在煤热解特性研究中的应用
煤的挥发分含量及其在加热过程中的释 放规律，即煤的热解特性。 挥发分的热解规律及其产率受其热解时 的加热速率影响很大。
随着加热速率的增加，挥发分的析 出延迟了。
随着加热速率的影响，挥发分的析出率也随之 增加。
相同的加热速率下，不同煤种挥发分开 始析出温度不同，越年轻的煤种，其开始析 出温度越低。
从70年代起，国外就有人利用热重分析方 法对煤进行研究，结果表明利用非等温热重法 所测定的挥发分和灰分的含量与美国材料实验 标准值（ASTM）很一致。国内的研究也表明， 利用TGA法，选择一定的条件，可以进行煤的 快速工业分析，其误差在标准方法规定的误差 范围内。
由于微机在TGA仪器上的应用，使得实 验过程中得升温程序，气氛切换等实验条件 可以由计算机控制，这就保证了煤样工业分 析值的准确性和重复性。但需要指出的是， 由于TGA实验所需样品极少，仅为几十毫克， 因此样品的选择和制备必须标准方法规定的 要求，进行煤样的选择、混和、磨制和筛分， 以使样品具有代表性。

C≤ 0· 9* 10-6 极难稳定区 C＞（0.9-1.4) * 10-6 难稳定区 C＞(1.4－1.75）* 10-6 中等稳定区 C＞（1.75－2.3)* 10-6 易稳定区 C＞2.3 * 10-6 极易稳定区