所謂燃料，是指在燃燒過程中能夠發(fā)出熱量的物質(zhì)。燃料必須具備兩個(gè)條件：一是可燃；二是燃燒時(shí)發(fā)出熱量，且在經(jīng)濟(jì)上是合算的。
火力發(fā)電廠鍋爐是消耗大量燃料的動(dòng)力設(shè)備。鍋爐工作的安全性、經(jīng)濟(jì)性均與燃料的性質(zhì)有密切的關(guān)系，燃料不同時(shí)，燃燒方式和燃燒裝置也不同，所以了解燃料的成分與性質(zhì)是十分重要的。
火力發(fā)電廠燃料按物態(tài)分有固體、液體、氣體三類，固體燃料有煤、油頁巖及木柴等；液體燃料有柴油、重油和渣油等各石油制品；氣體燃料是天然氣、油田伴生煤氣和各種煤氣。
根據(jù)我國燃料利用原則，火力發(fā)電廠應(yīng)盡可能不占用其他工業(yè)部門所必需的優(yōu)質(zhì)燃料。因?yàn)榘堰@些優(yōu)質(zhì)燃料用做火力發(fā)電廠的動(dòng)力燃料時(shí)，只能取其熱量，而做不到物盡其用?；鹆Πl(fā)電廠盡量利用劣質(zhì)燃料，可以保證國家燃料資源得到充分利用。
由于各種煤的組成成分含量不同，因而各種煤的發(fā)熱量也不同。為了統(tǒng)一計(jì)算與考核，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定收到基發(fā)熱量為29310kJ/kg(7000kcal/kg)的煤為標(biāo)準(zhǔn)煤，各種煤的消耗量可以通過下列公式折算成標(biāo)準(zhǔn)煤的消耗量，即

根據(jù)煤中揮發(fā)分的含量，工業(yè)鍋爐用煤可分為石煤及煤矸石、褐煤、無煙煤、貧煤和煙煤五大類。
1、石煤是一種劣質(zhì)無煙煤，外觀像黑色石頭，密度大，質(zhì)硬，含灰量高，揮發(fā)分及發(fā)熱量低，難于點(diǎn)燃及燃燒。
煤矸石是采煤時(shí)帶出的廢料或原煤篩選后的副產(chǎn)品，發(fā)熱量很低，難于單獨(dú)燃燒。
石煤及煤矸石可用作沸騰爐的燃燒。

2、褐煤呈棕褐色，揮發(fā)分高達(dá)40%或更高，水分約在20%以上，發(fā)熱量低，容易著火，但有時(shí)并不容易燃燒。

3、無煙煤質(zhì)硬、色黑，有光澤，揮發(fā)分少，著火困難，燃燒時(shí)有短藍(lán)色火焰。其焦炭呈粉末狀，焦結(jié)性差，灰熔點(diǎn)一般較低，燃燒不容易完全。無煙煤含碳量高，含氫量少，發(fā)熱量較高。

4、貧煤的揮發(fā)分含量及發(fā)熱量介于煙煤與無煙煤之間，較難著火與燃燒，燃燒時(shí)火焰短，焦結(jié)性差。

5、煙煤的揮發(fā)分及含碳量都高，容易著火及燃燒；但也有灰分高、發(fā)熱量低的所謂劣質(zhì)煙煤，其著火、燃燒都較困難，一般中小鍋爐難以燃燒。

煤的工業(yè)分析是指包括煤的水分(M)、灰分(A)、揮發(fā)分(V)和固定碳(Fc)四個(gè)分析項(xiàng)目指標(biāo)的測定的總稱。

煤的主要特性是指煤的發(fā)熱量、揮發(fā)分、焦結(jié)性、灰的熔融性、可磨性等。

1、煤的發(fā)熱量一般是用氧彈測熱計(jì)測出的。
煤的揮發(fā)分測定，稱取一定量的空氣干燥煤樣，放在帶蓋的瓷柑圾中，在(900±10)℃下，隔絕空氣加熱7min，以減少水分的質(zhì)量占煤樣質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)，減去該煤樣的水分含量作為煤樣的揮發(fā)分。

2、煤的水分測定方法如下：
(1)通氮干燥法。稱取一定量的空氣干燥煤樣，置于105～110℃干燥箱中，在干燥氮?dú)饬髦懈稍锏劫|(zhì)量恒定。然后根據(jù)煤樣的質(zhì)量損失計(jì)算出水分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
(2)空氣干燥法。稱取一定量的空氣干燥煤樣，置于105～110℃干燥箱內(nèi)，于空氣流中干燥到質(zhì)量恒定。根據(jù)煤樣的質(zhì)量損失計(jì)算出水分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

3、煤的灰分測定
稱取一定量的空氣干燥煤樣，放入馬弗爐中，以一定的速度加熱到(815±10)℃，灰化并灼燒到質(zhì)量恒定。以殘留物的質(zhì)量占煤樣質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)作為煤樣的灰分。

4、灰的熔融性

一般認(rèn)為酸性氧化物含量越多，煤灰的熔融溫度越高；堿性氧化物含量越多，灰熔融溫度越低。
SiO?對灰熔融性的影響：隨著SiO?含量的提高，流動(dòng)溫度先減小后逐漸升高。當(dāng)其含量從較低逐漸增加時(shí)，SiO?易與其他氧化物形成共熔體，使得熔點(diǎn)降低，由于SiO?熔點(diǎn)較高，當(dāng)達(dá)到一定值后，煤灰熔點(diǎn)又會上升。
Al?O?對灰熔融性的影響：當(dāng)Al?O?含量大于10%時(shí)，煤灰的流動(dòng)溫度總趨勢是隨著Al?O?含量的增加而逐漸增加；當(dāng)Al?O?含量小于10%時(shí)，煤灰的流動(dòng)溫度與煤灰中其他成分有關(guān)。
Fe?O?對灰熔融性的影響：隨著Fe?O?含量的增加，煤灰的流動(dòng)溫度逐漸下降。
CaO對灰熔融性的影響：CaO對煤灰流動(dòng)溫度的影響是隨著煤灰中CaO 含量的增加，流動(dòng)溫度先減小后增加。CaO含量過高時(shí)，CaO在煤灰中多以單體形態(tài)存在，導(dǎo)致其流動(dòng)溫度較高。

5、煤的可磨性系數(shù)
煤的可磨性系數(shù)是指單位質(zhì)量處于風(fēng)干狀態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)煤與試驗(yàn)煤樣，以相同的入磨煤機(jī)煤炭顆粒度、在相同的磨制設(shè)備中，磨制到相同的煤粉細(xì)度所消耗的能量之比。即

所謂燃燒即燃料中的可燃物質(zhì)與空氣中的氧氣發(fā)生的強(qiáng)烈的化學(xué)反應(yīng)，稱為燃燒。

燃燒應(yīng)具備的條件有：①必須供給足夠的空氣；②需要一定的溫度；③空氣與燃料必須有良好的混合；④具有足夠的燃燒時(shí)間。

著火總是從局部開始，逐漸向四周蔓延開來?；鹧娴膫鞑ニ俣燃捶Q著火速度。

影響著火速度的因素：

(1)煤的揮發(fā)分越低，著火溫度越高，火焰?zhèn)鞑ニ俣仍降?，火焰也越不穩(wěn)定。

(2)煤的揮發(fā)分越高，著火溫度越低，火焰?zhèn)鞑ニ俣仍礁?，燃燒比較穩(wěn)定。

(3)煤粉越粗，著火溫度越高，火焰?zhèn)鞑ニ俣仍降汀?/span>

(4)揮發(fā)分越低、灰分越高的煤，最佳氣粉比越低。

著火太早或太遲的弊端:

煤粉氣流最好能在離燃燒器200～300mm處著火。著火太遲，會使火焰中心上移，從而易造成爐膛上部結(jié)焦、過熱蒸汽溫度偏高、不完全燃燒損失增大，嚴(yán)重時(shí)可能造成鍋爐滅火；著火太早，則可能燒壞燃燒器，或使燃燒器周圍結(jié)焦。

1. 煤粉燃燒三個(gè)階段
(1)預(yù)熱階段。

煤粉進(jìn)入爐內(nèi)至著火前的這一階段為著火前的準(zhǔn)備階段。在此階段內(nèi)，煤粉中的水分蒸發(fā)，揮發(fā)分析出，煤粉的溫度也要升高至著火溫度。顯然，著火前的準(zhǔn)備階段是吸熱階段。影響著火速度的因素除了燃燒器本身外，主要是爐內(nèi)熱煙氣流對煤粉氣流的加熱強(qiáng)度、煤粉氣流的數(shù)量與溫度以及煤粉性質(zhì)和濃度等。

(2)燃燒階段。

煤粉著火以后進(jìn)入燃燒階段。燃燒階段是一個(gè)強(qiáng)烈的放熱階段。煤粉顆粒的著火燃燒，首先從局部開始，然后迅速擴(kuò)展到整個(gè)表面。煤粉氣流一旦著火燃燒，可燃質(zhì)與氧發(fā)生高速的燃燒化學(xué)反應(yīng)，放出大量的熱量，放熱量大于周圍水冷壁的吸熱量，煙氣溫度迅速升高達(dá)到最大值，氧濃度及飛灰含碳量則急劇下降。

這是整個(gè)過程中最重要的環(huán)節(jié)。煤粉著火以后，開始時(shí)揮發(fā)分首先著火燃燒，并放出大量熱，其中部分熱量用來對焦炭進(jìn)行直接加熱，使焦炭也迅速燃燒起來。該階段的特點(diǎn)是燃燒劇烈，放出大量熱量。

(3)燃盡階段。

燃盡階段是燃燒過程的繼續(xù)。煤粉經(jīng)過燃燒后，炭粒變小，表面形成灰殼，大部分可燃物已經(jīng)燃盡，只剩少量未燃盡炭繼續(xù)燃燒。在燃盡階段中，氧濃度相應(yīng)減少，氣流的擾動(dòng)減弱，燃燒速度明顯下降，燃燒放熱量小于水冷壁吸熱量，煙溫逐漸降低，因此燃盡階段占整個(gè)燃燒階段的時(shí)間最長。

對應(yīng)于煤粉燃燒的三個(gè)階段，煤粉氣流噴入爐膛后，從燃燒器出口至爐膛出口，沿火炬行程可分為著火區(qū)、燃燒區(qū)與燃盡區(qū)三個(gè)區(qū)域，其中著火區(qū)很短，燃燒區(qū)也不長，而燃盡區(qū)卻比較長。

2.炭粒燃燒
一般認(rèn)為，從煤粉中析出的揮發(fā)分先著火燃燒。揮發(fā)分燃燒放出的熱量又加熱炭粒，炭粒溫度迅速升高，當(dāng)炭粒加熱至一定溫度并有氧補(bǔ)充到炭粒表面時(shí)，炭粒著火燃燒。
煤粉燃燒的關(guān)鍵是其中炭粒的燃燒。這是因?yàn)椋航固恐械奶际谴蠖鄶?shù)固體燃料可燃質(zhì)的主要成分；焦炭的燃燒過程是整個(gè)燃燒過程中最長的階段，在很大程度上能決定整個(gè)粒子的燃燒時(shí)間；焦炭中碳燃燒的放熱量占煤發(fā)熱量的4%(泥煤)～95%(無煙煤)，它的發(fā)展對其他階段的進(jìn)行有著決定性的影響。因此，煤粉的整個(gè)燃燒過程中，關(guān)鍵在于組織好焦炭中碳的燃燒。炭粒的燃燒機(jī)理是比較復(fù)雜的，炭粒與氧之間的燃燒屬于多相燃燒，其反應(yīng)是在炭粒表面進(jìn)行的。周圍環(huán)境中的氧不斷向熾熱炭粒表面擴(kuò)散，在其表面進(jìn)行燃燒。其反應(yīng)生成的二氧化碳和一氧化碳即可通過炭粒周圍的氣體介質(zhì)向外擴(kuò)散出去，又可向炭粒表向擴(kuò)散CO，向外擴(kuò)散時(shí)遇氧燃燒生成CO?；CO?向炭粒擴(kuò)散時(shí)，在高溫下與碳進(jìn)行氣化反應(yīng)生成CO。
鍋爐燃燒設(shè)備中，煤粉爐內(nèi)的煤粉處于懸浮狀態(tài)，空氣流與煤粉粒子間的相對速度很小，可認(rèn)為焦炭粒子是處在靜止氣流中進(jìn)行燃燒的。而在旋風(fēng)爐和流化床鍋爐中，煤粉在燃燒過程中還受到氣流的強(qiáng)烈沖刷。當(dāng)炭粒在靜止的空氣中燃燒時(shí)，在不同的溫度下，上述這些反應(yīng)以不同的方式組合成炭粒的燃燒過程。
應(yīng)該指出，炭粒的實(shí)際燃燒過程是在更為復(fù)雜的情況下進(jìn)行的。除上述溫度會影響反映進(jìn)程外，其他因素，如整個(gè)過程是否等溫、炭粒的幾何形狀和結(jié)構(gòu)以及炭粒周圍氣流性質(zhì)等，也會對反應(yīng)進(jìn)程有一定影響。因此為強(qiáng)化燃燒過程，必須根據(jù)如前所述的三個(gè)燃燒階段的特點(diǎn)和要求，采取不同的方式和措施。

1、提高空氣預(yù)熱溫度。
這種措施現(xiàn)在廣泛使用。在燒無煙煤時(shí)，空氣常預(yù)熱到400℃左右，還希望更進(jìn)一步提高，特別是一次風(fēng)溫度。這種情況下宜用高溫?zé)峥諝廨斔兔悍郏饪伤腿霠t膛作為三次風(fēng)。

2、限制一次風(fēng)的數(shù)量。
如煤粉的濃度降低，則用于加熱煤粉氣流至著火溫度所需要的熱量相對增加，這將限制著火過程的發(fā)展，使著火離開噴口很遠(yuǎn)。但一次風(fēng)的數(shù)量必須保證化學(xué)反應(yīng)過程的發(fā)展，以及著火區(qū)中煤粉局部燃燒的需要，一次風(fēng)數(shù)量必須根據(jù)著火過程的具體條件選擇。

3、合理送入二次風(fēng)。
二次風(fēng)不要送入火焰根部，而需要與根部有一定的距離。使煤粉氣流先著火，當(dāng)燃燒過程發(fā)展到迫切需要時(shí)，再與二次風(fēng)混合。

4、選擇適當(dāng)?shù)臍饬魉俣取?br>降低一次風(fēng)速可以使煤粉氣流在離開燃燒器不遠(yuǎn)處著火，但此速度必須保證煤粉氣流和熱煙氣強(qiáng)烈混合。另外，當(dāng)氣流速度太低時(shí)，燃燒中心過分接近噴口，將使燃燒器燒壞，并在燃燒器附近結(jié)焦。

5、選擇適當(dāng)?shù)拿悍奂?xì)度。
煤粉的揮發(fā)分越多，著火和燃燒條件也越好，所以同尺寸的煤粉褐煤比煙煤燃燒得快。如果爐膛容積相接近，則揮發(fā)分越高，煤粉可越粗些。

6、在著火區(qū)保持高溫。
加強(qiáng)氣流中高溫?zé)煔獾木砦?，使在一排火炬之間，或在火焰內(nèi)部，或在火炬與爐墻之間形成較大的高溫?zé)煔鉁u流區(qū)，這是強(qiáng)烈而穩(wěn)定的著火熱源。火炬從這個(gè)渦流區(qū)吸入大量的熱煙氣，能保證穩(wěn)定著火。當(dāng)燃燒無煙煤時(shí)，得到廣泛應(yīng)用的措施是在燃燒器附近的水冷壁上涂以耐火材料，構(gòu)成所謂的“衛(wèi)燃帶”。

7、在強(qiáng)化著火階段的同時(shí)，必須強(qiáng)化燃燒階段本身。
通常焦炭燃燒速度決定于兩個(gè)基本因素：溫度因素和氧氣向炭粒表面的擴(kuò)散能力。根據(jù)具體情況，燃燒速度受其中一個(gè)因素的限制，或和兩個(gè)因素都有關(guān)。在燃燒中心，燃燒可能在擴(kuò)散區(qū)進(jìn)行，而在燃盡區(qū)，由于溫度降低，燃燒可能在動(dòng)力區(qū)進(jìn)行。

燃料在爐內(nèi)燃燒會產(chǎn)生的派生問題：

①受熱面的積灰和結(jié)渣；

②污染物，如氧化氮(NO，)等的生成；

③受熱面外壁的高溫腐蝕；

④蒸發(fā)段水動(dòng)力工況的安全性；

⑤火焰在爐膛內(nèi)的充滿程度。

保證燃料在爐內(nèi)完全燃燒的條件：

①保證著火的及時(shí)和穩(wěn)定；

②控制好燃燒速度，并保證燃料在爐內(nèi)有足夠的燃燒時(shí)間。

穩(wěn)定著火是燃燒過程的良好開端，成分燃盡是實(shí)現(xiàn)鍋爐經(jīng)濟(jì)燃燒的關(guān)鍵。

1、煤粉細(xì)度對鍋爐運(yùn)行的影響：
煤粉細(xì)度大會使機(jī)械不完全燃燒熱損失增大、排煙熱損失增大、汽溫升高、對流受熱面磨損加劇、燃燒不穩(wěn)定等。煤粉越細(xì)對燃燒越有利，但是制粉電耗和金屬損耗大。

2、煤的揮發(fā)分對鍋爐燃燒的影響
揮發(fā)分高的煤易于著火，燃燒比較穩(wěn)定，而且燃燒完全，磨制的煤粉可以粗些。缺點(diǎn)是易于爆燃。揮發(fā)分低、含碳量高的煤，不易著火和燃燒，則磨制的煤粉細(xì)度要求細(xì)些。

3、水分增加對鍋爐燃燒的影響如下：
(1)低位發(fā)熱量下降。
(2)燃燒溫度下降。
(3)燃燒不穩(wěn)定。
(4)煤粉的燃盡度下降。
(5)鍋爐運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性下降。
(6)水蒸氣可以提高火焰的黑度，增加輻射放熱強(qiáng)度。
(7)排煙量增加，排煙損失增加。
(8)排煙溫度上升。
(9)引風(fēng)機(jī)電耗增加。

如何控制運(yùn)行中的煤粉水分
通過控制磨煤機(jī)出口氣粉混合物溫度，可以實(shí)現(xiàn)對煤粉水分的控制。溫度高，水分低；溫度低，水分高。因此，運(yùn)行中應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)程要求，控制磨煤機(jī)出口溫度。當(dāng)原煤水分變化時(shí)，應(yīng)及時(shí)調(diào)節(jié)磨煤機(jī)入口干燥劑的溫度，以維持磨煤機(jī)出口干燥劑溫度在規(guī)程規(guī)定的范圍之內(nèi)。

4、灰分增加對爐內(nèi)燃燒的影響如下：
(1)可燃成分下降，低位發(fā)熱量下降。

(2)煤粉的燃盡度下降，固體不完全燃燒熱損失增加。
(3)灰渣物理熱損失增加。
(4)燃燒穩(wěn)定性變差。
(5)受熱面的污染和磨損加重。
(6)結(jié)焦及過熱器超溫。
(7)尾部受熱面的污染會導(dǎo)致排煙溫度顯著升高。

燃油系統(tǒng)的主要作用是大型燃煤鍋爐在啟停和非正常運(yùn)行的過程中用來點(diǎn)燃著火點(diǎn)相對較高的煤，以及在低負(fù)荷或燃用劣質(zhì)煤時(shí)造成鍋爐的燃燒不穩(wěn)，會直接影響整個(gè)機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)利用燃油來進(jìn)行助燃，使鍋爐的燃燒得到穩(wěn)定。

燃油的主要物理特性指標(biāo)有黏度、凝固點(diǎn)、閃點(diǎn)、燃點(diǎn)、比重。

燃油的凝固點(diǎn)是表示油品流動(dòng)性的重要指標(biāo)。柴油在溫度降低到一定數(shù)值時(shí)會失去流動(dòng)性，將盛油的試管傾斜45°，油面在1min內(nèi)仍保持不變時(shí)的溫度即為此油的凝固點(diǎn)。凝固點(diǎn)的高低與油中石蠟含量有關(guān)，石蠟含量少，凝固點(diǎn)低；石蠟含量高，凝固點(diǎn)高。
燃油的閃點(diǎn)是對油加熱到一定溫度時(shí)，表面有油氣產(chǎn)生，當(dāng)油氣與空氣混合到一定濃度時(shí)可被火星點(diǎn)燃時(shí)的燃油溫度稱為閃點(diǎn)。
燃油的燃點(diǎn)是燃油加熱到一定溫度時(shí)表面油氣分子趨于飽和，與空氣混合，且有明火接近時(shí)即可著火，并保持連續(xù)燃燒，此時(shí)的溫度稱為燃點(diǎn)或著火點(diǎn)。
燃油的自燃點(diǎn)是油在規(guī)定加熱條件下，不接近外界火源而自行著火燃燒的現(xiàn)象叫自燃，自燃的最低溫度叫自燃點(diǎn)。

燃油燃燒的特點(diǎn)：
油是一種液體燃料，液體燃料的沸點(diǎn)低于它的著火點(diǎn)，它總是先蒸發(fā)而后著火。因此，液體燃料的燃燒，總是在蒸氣狀態(tài)下進(jìn)行的，也就是說，實(shí)質(zhì)上直接參加燃燒的不是液體狀態(tài)的“油”，而是氣體狀態(tài)下的“油氣”。這是所有液體燃料燃燒的共同特點(diǎn)。
燃油的燃燒過程分為三個(gè)階段，即加熱蒸發(fā)階段、擴(kuò)散混合階段、著火燃燒階段。

對油加熱的目的主要是降低油的黏度。根據(jù)油的黏度要求來控制加熱溫度。

燃油設(shè)備需要有可靠的接地，因?yàn)槿加褪遣涣紝?dǎo)體，在與空氣、鋼鐵、布料等發(fā)生摩擦?xí)r，會產(chǎn)生靜電，靜電荷在油面上積集，能產(chǎn)生很高的電壓。一旦放電，就會產(chǎn)生火花，從而有可能引起油的燃燒與爆炸。為了防止事故發(fā)生，所有貯油、輸油管線和設(shè)備，都必須有可靠的接地。

燃油的強(qiáng)化燃燒措施：
燃料油入爐前應(yīng)事先加熱，加熱所達(dá)到的溫度，視燃料油的種類和特性而定，油溫提高以后，便于油的輸送和霧化；必須提高燃料油的霧化質(zhì)量，使油滴顆粒小而均勻，便于蒸發(fā)，有利于和空氣的充分混合；還應(yīng)注意霧化角的大小，應(yīng)能根據(jù)燃料油的特性適當(dāng)進(jìn)行調(diào)節(jié)；霧化炬的流量密度分布應(yīng)盡可能均勻；加強(qiáng)油霧與空氣的混合，混合越強(qiáng)烈越好；根部送風(fēng)要及時(shí)。