《油煤分析与技术》全面阐述了电力用油和动力燃煤的基础理论和应用技术。其中,电力用油内容主要包括电力用油的炼制、组成和分类;油品的物理、化学和电气性能;汽轮机油、抗燃油和绝缘油的运行、监督与维护技术;充油电器设备潜伏性故障诊断;六氟化硫绝缘气体的特性和监督技术。动力燃煤内容主要包括煤的分类和组成;煤的采、制样技术;煤的工业和元素组成分析;煤(灰)特性检测和应用技术等。
《油煤分析与技术》可作为普通高等院校应用化学(电厂化学方向)、燃料管理、热能动力工程、电气工程等相关专业的教材或参考书,也可作为供电行业从事变压器类设备油务管理、变压器运行维护的工程人员、煤质特性检验人员、电厂化学生产技术人员与监督人员的培训教材和参考书。
在我国电力装机总量中,火力发电所占比例最大,达75%以上。在未来30年内,这种以火电为主的状况不会发生很大改变。
煤炭和石油是火力发电厂赖以生存和发展的物质基础,其中煤炭是我国最主要的能源资源。由于现有能源生产技术落后,目前的煤炭利用效率仅在27%~28%之间,浪费严重。提高能源生产质量和能源生产率,加大煤电转化率,是火电厂的一项长期而艰巨的任务。
电力工业生产中对动力燃料和润滑绝缘油等的质量控制的好坏不仅直接影响设备的安全和寿命,而且影响煤炭能量的利用效率。为了建设节约型社会,为了我国工业的自身发展,避免事故发生,就必须充分利用石油、煤炭资源,切实做好各种煤样的采制和各项指标的化验以及电力用油的质量监督和运行维护工作。
本教材是根据电力用油和电力燃煤课程教学基本要求编写的。全书共分十章:第一章 ,石油及其产品的组成、分类和质量标准;第二章 ,油品的理化、电气性能;第三章 ,电力用油的运行监督和维护;第四章 ,充油电器设备潜伏性故障诊断;第五章 ,六氟化硫气体;第六章 ,煤炭的分类、组成和基准换算;第七章 ,煤样的采集与制备;第八章 ,煤的组成成分分析;第九章 ,煤的发热量检测与应用;第十章 ,煤的物理特性与检测。
本书编写的指导思想是立足于油、煤分析的基本原理、基本理论、基本知识、基本概念以及基本技能的培养和训练,力求理论联系实际,注重培养学生独立分析和解决油、煤分析中的问题的实际能力。全书适度地增加或反映了近年来油、煤分析中的新技术、新方法和新内容。
本书主要供电厂化学专业的学生使用,同时也可供从事油务工作、煤质检测工作的一线人员使用,对其他用油、用煤行业的相关人员也具有参考价值。
电厂化学油、煤分析监督技术对电力生产影响很大,其内容丰富而又庞杂,技术性强且变化又快,因此,书中难以一一尽述。此外,由于水平有限和编写时间仓促,书中错误和不妥之处在所难免,恳请读者批评指正,以期修订再版时加以更正。
第一章 石油及其产品的组成、分类和质量标准
第一节 石油的分类和化学组成
第二节 石油的炼制
第三节 电力用油的分类和质量标准
思考题
第二章 油品的理化、电气性能
第一节 矿物油的物理性能
第二节 矿物油的化学性能
第三节 矿物油的电气性能
第四节 磷酸酯抗燃油的性能
思考题
第三章 电力用油的运行监督和维护
第一节 汽轮机油的运行监督和维护
第二节 抗燃油的运行监督和维护
第三节 变压器油的运行监督和维护
思考题
第四章 充油电器设备潜伏性故障诊断
第一节 故障类型及其特征气体
第二节 气体的产生机理和传质过程
第三节 油中的溶解和游离气体分析
第四节 潜伏性故障诊断方法
思考题
第五章 六氟化硫气体
第一节 六氟化硫气体的性质
第二节 六氟化硫气体的作用
第三节 运行六氟化硫设备的管理
思考题
第六章 煤炭的分类、组成和基准换算
第一节 煤的形成与分类
第二节 煤炭的组成和特性指标
第三节 煤的基准及其应用
思考题
第七章 煤样的采集与制备
第一节 采样的基本概念和原理
第二节 煤样的采集
第三节 煤样的制备
思考题
第八章 煤的组成成分分析
第一节 水分的测定
第二节 灰分的测定
第三节 挥发分的测定
第四节 碳氢元素的测定
第五节 氮元素的测定
第六节 煤中硫元素的测定
第七节 现代分析技术
思考题
第九章 煤的发热量检测与应用
第一节 发热量的基本概念
第二节 发热量的测定
第三节 冷却校正和热容量标定
第四节 发热量的应用
思考题
第十章 煤的物理特性与检测
第一节 密度
第二节 煤粉细度
第三节 煤的可磨性
第四节 煤灰熔融性
思考题
参考文献
煤的工业分析与元素分析是评价煤炭质量、合理利用煤炭资源的最重要的基础数据。对电力用煤而言,根据煤的工业组成和元素组成可以判断煤的燃烧特性。煤的工业分析包括水分、灰分、挥发分、固定碳四个分析项目,反映了煤的基本特性,是煤炭分类、计质和计价的重要指标,是火电厂最为重要的基础性试验,是每天必做的常规检测项目。煤的元素分析包括碳、氢、氧、氮和硫五种成分的分析,其分析数据可用于计算锅炉理论空气量、过剩空气量和排烟空气量,是锅炉煤种设计、设备安全运行的基本参数,硫含量还是电厂环保的主要控制指标之一.。因此,掌握煤的工业分析和元素分析技术,具有重要意义和实用价值。
第一节 水分的测定
水分是煤中的不可燃成分,它是评价动力用煤经济价值的最基本指标之一。煤中水分含量与煤的变质程度和结构有关。煤的变质程度不同,水分也就不同。一般泥炭的水分最大、褐煤次之,烟煤和无烟煤最小。
一、煤中水分的存在形态
煤中水分的存在形式,根据其结合状态可分为游离态和化合态两种。
1.游离水
游离水是指以机械方式附着在煤颗粒的表面和以物理化学吸附的方式存在于煤中的水分,简而言之,是煤的内毛细管或表面吸附的水。在105~110℃的温度下,经过1~2h后,游离水一般就可逸出。
根据水分存在的条件和位置,游离水又分为外在水分及内在水分。
所谓外在水分,是指吸附在煤外部毛细孔内,并在一定条件下煤样与周围空气湿度达到平衡时所失去的水分,即空气干燥状态下所失去的水分。外在水分的蒸汽压与同温度下纯水的蒸汽压相等,在空气中,这部分水分子会不断蒸发,直至煤表面的水蒸气压与周围空气的湿度达到平衡为止,这部分失去的水分就是外在水分。煤中外在水分的含量常用其在煤样中所占的质量分数或质量百分比表示,符号为M,。
所谓内在水分,是指吸附在煤内部毛细孔内,并在一定条件下煤样在空气干燥状态下保持的水分,又称吸着水分或固有水分。由于内在水分的蒸汽压小于纯水的蒸汽压,因而在室温下不易失去,通常需要在105~110℃的温度下干燥一定时间才能析出。