液体燃料的组成及特性

1、锅炉与锅炉房设备施工 教案模块一：锅炉房设备的基本知识单元三：锅炉燃料1.3.2 液体燃料的组成及特性 学 院 内蒙古建筑职业技术学院 院 （部） 机电与暖通工程学院 教 师 王思文 液体燃料的组成及特性教学目的通过课程教学，挖掘学生潜在创造力，激发学生的工程设计能力。以工作任务形式组织学生进行项目训练，培养学生团队意识，组织协调能力、创新思维能力，沟通交流能力，自我学习能力、分析问题和解决问题的能力。通过学习，学生能够掌握锅炉与锅炉房的基本知识，为今后继续学习锅炉打下结实的基础。教学目标能力（技能）目标知识目标素质目标1具有分析液体燃料基本特性的能力。1 掌握燃料油的元素分析成分。2 掌握燃

2、料油的基本特性（密度、相对密度、比热容、热导率、凝固点与沸点、粘度、闪点、燃点与自燃点、静电特性、残留碳、稳定性、发热量）1挖掘学生潜在创造力，激发学生的自主学习积极性；2培养学生的与人交流、与人合作的能力，培养学生解决问题、自我学习能力。任务与案例任务：根据教学内容， 掌握燃料油的成分及基本特性。案例：1. 利用教材的内容进行理论学习。重点难点及解决方法重点：1.燃料油的元素分析及基本特性。 难点：无 参考资料锅炉与锅炉房设备 夏喜英主编 哈尔滨工业大学出版社锅炉及锅炉房设备杜渐主编 中国电力出版社工业锅炉设备 丁崇功主编 机械工业出版社工具与媒体计算机、打印机、录像、课件、图纸、笔、橡皮、

3、专业相关资料等。授 课 教 案一 燃料油的基本概念古代海洋和湖泊的动植物遗体与泥沙一起沉入海底或湖底，在缺氧的条件下，生物有机体长期在地热、地压和细菌作用下，发生复杂的物理、化学变化，经过几千万年或更长的时间，逐渐形成暗黑色粘稠状并具有一定气味的液体石油。锅炉所用液体燃料通常是指石油制品。二燃料油的组成锅炉燃烧使用的液体燃料都是石油炼制过程中的产品或副产品，主要有渣油、重油、柴油等。它们都是由各种碳氢化合物组成的复杂的混合物。燃料油的组成与煤一样，碳、氢、氧、氮、硫、灰分、水分等七种成分所组成，对各组成成分用相应的质量占总质量的质量分数表示，各成分质量分数的总和为100%，即 C+H+O+N+

4、S+A+M=100%1碳（C）碳是燃料油的主要可燃成分，在燃料油中，碳的干燥无灰基的质量分数约为85%88%，它和氢结合成各种碳氢化合物。2氢（H）氢是燃料油中另一种主要可燃成分，在燃料油中，氢的干燥无灰基质量分数约为10%-13%，燃烧时放出大量的热。氢的发热量约为碳的发热量的3.7倍。3氧（O）氧本身不能燃烧，所以是一种不可燃成分。由于它的存在，使燃料油的可燃成分含量减少，发热量降低。石油中的氧绝大部分存在于胶状物质中，氧的质量分数一般为0.1%-1%。4氮（N）氮是燃料油中的有害成分。在燃烧过程中，燃料油中的氮和氧化合生成NOx,随烟气排入大气中，危害人体健康，污染环境。燃料油中氮的质量

5、分数一般小于0.5%。5硫（S）硫是燃料油中的有害成分，它常以元素硫、硫化氢、硫醚、噻吩等形式存在。硫也能燃烧，产生一些热量，但燃烧后生成SO2和SO3，与烟气中的水蒸气反应生成亚硫酸和硫酸，腐蚀金属受热面， 并随烟气排入大气，污染环境。6. 灰分（A）灰分是燃料油中的有害成分，其质量分数通常不到0.05%，绝大部分灰分存在于溶解在油中的金属盐类矿物质内。油中的灰分含量虽然很少，但对锅炉燃烧影响却很大，它引起受热面积灰，使受热面传热系数降低、锅炉出力和热效率降低，并产生高温腐蚀，使受热面遭到损坏，影响锅炉使用寿命。除了灰分外，油中还有一些机械杂质，呈沉淀状态或悬浮状态，磨损设备，堵塞燃烧器喷嘴

6、，影响锅炉正常运行。7. 水分（M）燃料油中的水分属有害成分。水分会加速管道和设备腐蚀，燃烧时增加烟气量，使排烟热损失增加；当液体燃料中出现油水分层时，会使炉内火焰脉动，造成锅炉灭火。一般情况下，燃料油的水分质量分数不应超过0.6%。燃料油的元素成分“基”的表示方法和煤一样，分为四种：收到基、空气干燥基、干燥基与干燥无灰基，实际应用较多的是收到基基准。三燃料油的基本特性1. 燃料油的密度：单位体积物质的质量称为密度，用符号表示，单位为kgm3。2. 燃料油的相对密度：相对密度系指t时油的密度和4时纯水密度之比值。石油工业中规定：以200.98之间。3. 比热容：1kg质量的燃料油温度升高1K所

7、需要的热量，称为该燃料油的比热容，用符号C表示，单位为kJ(kgK)。燃料油的C=2.14 kJ(kgK)。4. 热导率：热导率是表示燃料油导热能力的特性指标，用符号表示，单位为W(mK)。5. 凝固点与沸点：凝固点：物质由液态变为固态的现象叫凝固，发生凝固的温度叫凝固点。燃料油：各种烃的复杂混合物，无一定的凝固点。随着温度，燃料油粘度，直到失去流动性。沸点：物质由液态变为气态的现象叫汽化，液体的汽化分为蒸发和沸腾。液体表面发生汽化的现象叫蒸发；液体内部产生气泡的汽化现象叫沸腾，沸腾时液体的温度叫沸点。燃料油的沸点没有一个恒定值，是一个温度范围。6. 粘度：粘度是流体流动时的内部阻力，表征流体

8、流动性能的指标。粘度愈大，流体的流动性能愈差。燃料油的粘度：常用条件粘度来表示，如恩格勒粘度。随压力，燃料油的粘度，压力较低时(1MPa以下)，压力对粘度的影响可不考虑。随温度，燃料油的粘度，但油温对粘度影响不是均衡的。一般情况，t<50时，对燃料油的粘度影响较大，t>l00时，对燃料油的粘度影响较小。7. 闪点：油温升高时油面上的油蒸气增多，其与空气的混合气和明火接触后发生一闪就灭的短暂闪光，这时的油温就称为该种燃料油的闪点。 闪点的测定方法有开口杯法和闭口杯法两种。对于高闪点的油品（如重油等）都采用开口杯法，而对于低闪点的油品（如汽油等）则采用闭口杯法。8. 燃点与自燃点：在常

9、压下对燃料油加热，液体表面的油蒸气与空气的混合物遇火源点燃，并连续燃烧5s以上，这时油的最低温度称为该种燃料油的燃点；在常压下对燃料油加热，液体表面的油蒸气与空气的混合物，在没有外界火源的情况下，能自行着火燃烧的最低温度称为该燃料油的自燃点。燃油的闪点一般为80-130，燃点比闪点高出20-30。油的闪点和燃点是油安全性的重要指标，闪点和燃点提高，储存时起火的危险性减小；油的加热温度必须低于油的闪点。按质量标准，100号重油的闪点（开口）不低于120，200号重油不低于130，0号轻柴油的闪点（闭口）不低于65。9. 静电特性：燃料油属不良导体，由于摩擦而产生静电，电荷在油面上积聚，能产生很高的电压。1) 危害：一旦放电，产生火花，使油品发生燃烧和爆炸。2) 防止产生静电的方法：输油管道和贮油设备：必须有良好的接地；金属管道内的油品流速：控制在4m/s以内。10. 残留碳：当重油加热到很高的温度时聚合形成的坚固油垢沉淀物，称为残留碳。危害：燃烧器喷口堵塞和磨损。在燃烧器喷口堆积碳化物，使重油雾化质量降低，燃烧状况恶化。11. 稳定性：重油在贮藏和加热过程中，形成重质粘稠状物质和难溶解性物质。危害：油垢油渣物会引起贮油箱、油管路系统、过滤器、加热器、燃烧器等堵塞，导致燃烧恶化。12. 发热量：lkg燃料油完全