燃料成分的基准及其换算

3.1.3　燃料成分的基准及其换算

由前述可知，固体燃料和液体燃料由碳、氢、氧、氮、硫五种元素及水分、灰分等组成，这些成分都以质量百分数含量计算，其总和为100%。

由于燃料中水分和灰分的含量易受外界条件的影响而发生变化，水分或灰分的含量变化了，其它元素成分的含量也会随之而变化。例如，水分含量增加时，其它成分的百分含量便相对地减小；反之，水分含量减少时，其它成分的百分含量便相对地增加。所以不能仅用各成分的质量百分数来表示燃料的成分组成特性。有时为了使用或研究工作的需要，在计算燃料的各成分百分含量时，可将某种成分（例如水分或灰分）不计算在内。这样按不同的“成分组合”计算出来的各成分百分数就会有较大的差别。这种根据燃料存在的条件或根据需要而规定的“成分组合”称为基准。如果所用的基准不同，同一种煤的同一成分的百分含量结果便不一样。

常用的基准有以下4种：

（1）收到基（as－received basis）　以收到状态的燃料为基准计算燃料中全部成分的组合称为收到基。例如，对进厂原煤或炉前煤都应按收到基计算各项成分。收到基以下角标ar表示。

（2）空气干燥基（air－dried basis）　以与空气湿度达到平衡状态的燃料为基准，即供分析化验的煤样在实验室一定温度条件下，自然干燥失去外在水分，其余的成分组合便是空气干燥基。空气干燥基以下角标ad表示。

（3）干燥基（dry basis）　以假想无水状态的燃料为基准，以下角标d表示。干燥基中因无水分，故灰分不受水分变动的影响，灰分含量百分数相对比较稳定。

（4）干燥无灰基（dry and ash－free basis）　以假想无水、无灰状态的煤为基准，以下角标daf表示。

干燥无灰基因无水、无灰，故剩下的成分便不受水分、灰分变动的影响，是表示碳、氢、氧、氮、硫成分百分数最稳定的基准，可作为燃料分类的依据。

对于煤来说，由于煤质分析所使用的煤样是空气干燥基煤样，分析结果的计算是以空气干燥基为基准得出的，但在锅炉设计、计算时，是按实际进入锅炉的炉前煤，即收到基进行计算的，所以一方面要测定炉前煤的收到基水分，同时还要对煤的各种成分进行基准的换算。基准换算的基本原理是物质不灭定律，即煤中任一成分的分析结果采用不同的基准表示时，可以有不同的相对数值，但该成分的绝对质量不会发生变化^［1］。

例如，若已知干燥无灰基含碳量C_daf，求收到基含碳量C_ar。

以收到基煤样的质量为100，则干燥无灰基的煤样质量为100－A_ar－M_ar。

收到基煤样中碳的绝对质量为100×，干燥无灰基煤样中碳的绝对质量为（100－A_ar－M_ar）×。由于物质不灭，则有

于是

或

干燥无灰基的其它成分都可用同样的方法换算到相应的收到基成分，它们的换算系数也都是。类似地，可以获得其它基准之间的换算方法。

一般来说，各种基准之间的换算公式为

式中：x₀为按原基准计算的某一成分的质量百分数；x为按新基准计算的同一成分的质量百分数；K为换算系数。

换算系数K可由表3.3查出。

表3.3　不同基准的换算系数K