所謂燃料，是指在燃燒過程中能夠發(fā)出熱量的物質(zhì)。燃料必須具備兩個條件：一是可燃；二是燃燒時發(fā)出熱量，且在經(jīng)濟上是合算的。
火力發(fā)電廠鍋爐是消耗大量燃料的動力設備。鍋爐工作的安全性、經(jīng)濟性均與燃料的性質(zhì)有密切的關系，燃料不同時，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)電廠應盡可能不占用其他工業(yè)部門所必需的優(yōu)質(zhì)燃料。因為把這些優(yōu)質(zhì)燃料用做火力發(fā)電廠的動力燃料時，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)一計算與考核，標準規(guī)定收到基發(fā)熱量為29310kJ/kg(7000kcal/kg)的煤為標準煤，各種煤的消耗量可以通過下列公式折算成標準煤的消耗量，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，難于點燃及燃燒。
煤矸石是采煤時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40%或更高，水分約在20%以上，發(fā)熱量低，容易著火，但有時并不容易燃燒。

3、無煙煤質(zhì)硬、色黑，有光澤，揮發(fā)分少，著火困難，燃燒時有短藍色火焰。其焦炭呈粉末狀，焦結(jié)性差，灰熔點一般較低，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)四個分析項目指標的測定的總稱。

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)量的百分數(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，在干燥氮氣流中干燥到質(zhì)量恒定。然后根據(jù)煤樣的質(zhì)量損失計算出水分的質(zhì)量分數(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)量損失計算出水分的質(zhì)量分數(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)量的百分數(shù)作為煤樣的灰分。

4、灰的熔融性

一般認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，流動溫度先減小后逐漸升高。當其含量從較低逐漸增加時，SiO?易與其他氧化物形成共熔體，使得熔點降低，由于SiO?熔點較高，當達到一定值后，煤灰熔點又會上升。
Al?O?對灰熔融性的影響：當Al?O?含量大于10%時，煤灰的流動溫度總趨勢是隨著Al?O?含量的增加而逐漸增加；當Al?O?含量小于10%時，煤灰的流動溫度與煤灰中其他成分有關。
Fe?O?對灰熔融性的影響：隨著Fe?O?含量的增加，煤灰的流動溫度逐漸下降。
CaO對灰熔融性的影響：CaO對煤灰流動溫度的影響是隨著煤灰中CaO 含量的增加，流動溫度先減小后增加。CaO含量過高時，CaO在煤灰中多以單體形態(tài)存在，導致其流動溫度較高。

5、煤的可磨性系數(shù)
煤的可磨性系數(shù)是指單位質(zhì)量處于風干狀態(tài)的標準煤與試驗煤樣，以相同的入磨煤機煤炭顆粒度、在相同的磨制設備中，磨制到相同的煤粉細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)生的強烈的化學反應，稱為燃燒。

燃燒應具備的條件有：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)鞑ニ俣仍降停鹧嬉苍讲环€(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，嚴重時可能造成鍋爐滅火；著火太早，則可能燒壞燃燒器，或使燃燒器周圍結(jié)焦。

1. 煤粉燃燒三個階段
(1)預熱階段。

煤粉進入爐內(nèi)至著火前的這一階段為著火前的準備階段。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。

煤粉著火以后進入燃燒階段。燃燒階段是一個強烈的放熱階段。煤粉顆粒的著火燃燒，首先從局部開始，然后迅速擴展到整個表面。煤粉氣流一旦著火燃燒，可燃質(zhì)與氧發(fā)生高速的燃燒化學反應，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到最大值，氧濃度及飛灰含碳量則急劇下降。

這是整個過程中最重要的環(huán)節(jié)。煤粉著火以后，開始時揮發(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行直接加熱，使焦炭也迅速燃燒起來。該階段的特點是燃燒劇烈，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，氧濃度相應減少，氣流的擾動減弱，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燃燒階段的時間最長。

對應于煤粉燃燒的三個階段，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，當炭粒加熱至一定溫度并有氧補充到炭粒表面時，炭粒著火燃燒。
煤粉燃燒的關鍵是其中炭粒的燃燒。這是因為：焦炭中的碳是大多數(shù)固體燃料可燃質(zhì)的主要成分；焦炭的燃燒過程是整個燃燒過程中最長的階段，在很大程度上能決定整個粒子的燃燒時間；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)展對其他階段的進行有著決定性的影響。因此，煤粉的整個燃燒過程中，關鍵在于組織好焦炭中碳的燃燒。炭粒的燃燒機理是比較復雜的，炭粒與氧之間的燃燒屬于多相燃燒，其反應是在炭粒表面進行的。周圍環(huán)境中的氧不斷向熾熱炭粒表面擴散，在其表面進行燃燒。其反應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)向外擴散出去，又可向炭粒表向擴散CO，向外擴散時遇氧燃燒生成CO?；CO?向炭粒擴散時，在高溫下與碳進行氣化反應生成CO。
鍋爐燃燒設備中，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，可認為焦炭粒子是處在靜止氣流中進行燃燒的。而在旋風爐和流化床鍋爐中，煤粉在燃燒過程中還受到氣流的強烈沖刷。當炭粒在靜止的空氣中燃燒時，在不同的溫度下，上述這些反應以不同的方式組合成炭粒的燃燒過程。
應該指出，炭粒的實際燃燒過程是在更為復雜的情況下進行的。除上述溫度會影響反映進程外，其他因素，如整個過程是否等溫、炭粒的幾何形狀和結(jié)構(gòu)以及炭粒周圍氣流性質(zhì)等，也會對反應進程有一定影響。因此為強化燃燒過程，必須根據(jù)如前所述的三個燃燒階段的特點和要求，采取不同的方式和措施。

1、提高空氣預熱溫度。
這種措施現(xiàn)在廣泛使用。在燒無煙煤時，空氣常預熱到400℃左右，還希望更進一步提高，特別是一次風溫度。這種情況下宜用高溫熱空氣輸送煤粉，而乏氣可送入爐膛作為三次風。

2、限制一次風的數(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。但一次風的數(shù)量必須保證化學反應過程的發(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。
二次風不要送入火焰根部，而需要與根部有一定的距離。使煤粉氣流先著火，當燃燒過程發(fā)展到迫切需要時，再與二次風混合。

4、選擇適當?shù)臍饬魉俣取?br>降低一次風速可以使煤粉氣流在離開燃燒器不遠處著火，但此速度必須保證煤粉氣流和熱煙氣強烈混合。另外，當氣流速度太低時，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?shù)拿悍奂毝取?br>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。
加強氣流中高溫煙氣的卷吸，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煙氣渦流區(qū)，這是強烈而穩(wěn)定的著火熱源?；鹁鎻倪@個渦流區(qū)吸入大量的熱煙氣，能保證穩(wěn)定著火。當燃燒無煙煤時，得到廣泛應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、在強化著火階段的同時，必須強化燃燒階段本身。
通常焦炭燃燒速度決定于兩個基本因素：溫度因素和氧氣向炭粒表面的擴散能力。根據(jù)具體情況，燃燒速度受其中一個因素的限制，或和兩個因素都有關。在燃燒中心，燃燒可能在擴散區(qū)進行，而在燃盡區(qū)，由于溫度降低，燃燒可能在動力區(qū)進行。

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)有足夠的燃燒時間。

穩(wěn)定著火是燃燒過程的良好開端，成分燃盡是實現(xiàn)鍋爐經(jīng)濟燃燒的關鍵。

1、煤粉細度對鍋爐運行的影響：
煤粉細度大會使機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，則磨制的煤粉細度要求細些。

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)鍋爐運行的安全性和經(jīng)濟性下降。
(6)水蒸氣可以提高火焰的黑度，增加輻射放熱強度。
(7)排煙量增加，排煙損失增加。
(8)排煙溫度上升。
(9)引風機電耗增加。

如何控制運行中的煤粉水分
通過控制磨煤機出口氣粉混合物溫度，可以實現(xiàn)對煤粉水分的控制。溫度高，水分低；溫度低，水分高。因此，運行中應嚴格按照規(guī)程要求，控制磨煤機出口溫度。當原煤水分變化時，應及時調(diào)節(jié)磨煤機入口干燥劑的溫度，以維持磨煤機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行的過程中用來點燃著火點相對較高的煤，以及在低負荷或燃用劣質(zhì)煤時造成鍋爐的燃燒不穩(wěn)，會直接影響整個機組的穩(wěn)定運行時利用燃油來進行助燃，使鍋爐的燃燒得到穩(wěn)定。

燃油的主要物理特性指標有黏度、凝固點、閃點、燃點、比重。

燃油的凝固點是表示油品流動性的重要指標。柴油在溫度降低到一定數(shù)值時會失去流動性，將盛油的試管傾斜45°，油面在1min內(nèi)仍保持不變時的溫度即為此油的凝固點。凝固點的高低與油中石蠟含量有關，石蠟含量少，凝固點低；石蠟含量高，凝固點高。
燃油的閃點是對油加熱到一定溫度時，表面有油氣產(chǎn)生，當油氣與空氣混合到一定濃度時可被火星點燃時的燃油溫度稱為閃點。
燃油的燃點是燃油加熱到一定溫度時表面油氣分子趨于飽和，與空氣混合，且有明火接近時即可著火，并保持連續(xù)燃燒，此時的溫度稱為燃點或著火點。
燃油的自燃點是油在規(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。

燃油燃燒的特點：
油是一種液體燃料，液體燃料的沸點低于它的著火點，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)下進行的，也就是說，實質(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。
燃油的燃燒過程分為三個階段，即加熱蒸發(fā)階段、擴散混合階段、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。

燃油設備需要有可靠的接地，因為燃油是不良導體，在與空氣、鋼鐵、布料等發(fā)生摩擦時，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、輸油管線和設備，都必須有可靠的接地。

燃油的強化燃燒措施：
燃料油入爐前應事先加熱，加熱所達到的溫度，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；還應注意霧化角的大小，應能根據(jù)燃料油的特性適當進行調(diào)節(jié)；霧化炬的流量密度分布應盡可能均勻；加強油霧與空氣的混合，混合越強烈越好；根部送風要及時。