常用燃料热值完全指南/燃料热值速查手册

奥德彪学习网为您提供了一份全面的常用燃料热值参考指南,涵盖固体燃料、液体燃料、气体燃料三大类能源的详细热值数据。无论您是能源工程师、热力设计师、环保工作者还是企业能源管理人员,都能从中获取准确的燃料热值信息,包括低位发热量(LHV)和高位发热量(HHV)两种标准,为能源管理、锅炉选型、热力计算、燃料成本对比、发电与供热系统设计等工程与技术场景提供可靠的数据支撑。
一、燃料热值基础理论
1.1 基本概念与定义
热值定义
热值(Calorific Value) 是指单位质量或体积的燃料完全燃烧所释放的热量,是衡量燃料能量高低的核心指标。
两种主要表示方法
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类型
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定义
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特点
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应用场景
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高位发热量(HHV)
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燃料完全燃烧后,包含水蒸气冷凝释放的潜热
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数值更高,理论值
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实验室测试、特殊热力循环
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低位发热量(LHV)
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燃料完全燃烧后,水蒸气保持气态,不计入潜热
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更贴近实际应用
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工程计算、锅炉设计、燃气轮机、内燃机
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1.2 单位换算关系
常用能量单位换算
1 kcal(千卡) = 4.1868 kJ(千焦)
1 MJ(兆焦) = 1000 kJ
1 kcal/kg ≈ 4.1868 kJ/kg
1 MJ/kg ≈ 239 kcal/kg
1 GJ(吉焦) = 1000 MJ
标准煤定义
1 kgce(1 千克标准煤)= 7000 kcal/kg ≈ 29.3 MJ/kg
这是中国用于统一计算不同能源折算为标准煤的当量基准。
二、固体燃料热值数据
2.1 主要固体燃料对比表
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燃料名称
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低位发热量(LHV)
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高位发热量(HHV)
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特点与应用
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标准煤
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5000-7000 kcal/kg20.9-29.3 MJ/kg
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7000-7500 kcal/kg29.3-31.4 MJ/kg
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能源折算基准
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无烟煤
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6500-7500 kcal/kg27.2-31.4 MJ/kg
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7500-8200 kcal/kg31.4-34.3 MJ/kg
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燃烧热值高,烟气少,工业用
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烟煤
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5000-6800 kcal/kg20.9-28.5 MJ/kg
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6800-7500 kcal/kg28.5-31.4 MJ/kg
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常用动力 / 工业煤
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褐煤
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3500-5000 kcal/kg14.7-20.9 MJ/kg
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4500-5800 kcal/kg18.8-24.3 MJ/kg
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水分高,热值较低
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木柴(干燥)
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3500-4500 kcal/kg14.7-18.8 MJ/kg
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4500-5000 kcal/kg18.8-20.9 MJ/kg
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含水率影响大
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木炭
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6500-7500 kcal/kg27.2-31.4 MJ/kg
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7500-8000 kcal/kg31.4-33.5 MJ/kg
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燃烧充分,接近优质煤
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生物质颗粒
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4000-4600 kcal/kg16.8-19.3 MJ/kg
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4600-5000 kcal/kg19.3-20.9 MJ/kg
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压缩木质燃料,环保
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秸秆(干燥)
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3000-4000 kcal/kg12.6-16.8 MJ/kg
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4000-4500 kcal/kg16.8-18.8 MJ/kg
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农业废弃物,热值较低
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2.2 固体燃料特性分析
煤炭类燃料特点
- 无烟煤: 变质程度最高,固定碳含量高,挥发分低
- 烟煤: 挥发分适中,燃烧性能好,应用最广泛
- 褐煤: 年轻煤种,水分高,挥发分高,易自燃
生物质燃料特点
- 环保性好: 二氧化碳零排放(碳循环)
- 可再生: 可持续获取
- 热值相对较低: 通常需要干燥处理
- 燃烧清洁: 污染物排放少
三、液体燃料热值数据
3.1 主要液体燃料对比表
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燃料名称
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低位发热量(LHV)
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高位发热量(HHV)
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特点与应用
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0# 柴油
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9600-10200 kcal/kg40.2-42.7 MJ/kg
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10200-10600 kcal/kg42.7-44.4 MJ/kg
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工业与发电机燃料,热值高
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汽油
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10200-11000 kcal/kg42.7-46.1 MJ/kg
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11000-11500 kcal/kg46.1-48.2 MJ/kg
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汽车燃料,挥发性强
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重油 / 燃料油
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8500-9500 kcal/kg35.6-39.8 MJ/kg
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9500-10200 kcal/kg39.8-42.7 MJ/kg
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工业锅炉、船用燃料
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煤油
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10000-10500 kcal/kg41.9-44.0 MJ/kg
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10500-11000 kcal/kg44.0-46.1 MJ/kg
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航空煤油 / 照明用
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甲醇
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4650-5000 kcal/kg19.5-20.9 MJ/kg
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5000-5300 kcal/kg20.9-22.2 MJ/kg
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清洁燃料,常用于掺烧
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乙醇
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6600-7000 kcal/kg27.6-29.3 MJ/kg
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7000-7400 kcal/kg29.3-31.0 MJ/kg
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生物燃料,与汽油混合
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3.2 液体燃料应用场景
交通燃料
- 汽油: 主要用于汽油发动机汽车
- 柴油: 用于柴油发动机、发电机、船舶
- 航空煤油: 飞机发动机专用燃料
工业燃料
- 重油: 工业锅炉、加热炉燃料
- 轻油: 小型工业炉、燃烧器燃料
替代燃料
- 甲醇: 可作为汽油替代燃料,环保清洁
- 乙醇: 生物燃料,常与汽油混合使用(如 E10 乙醇汽油)
四、气体燃料热值数据
4.1 主要气体燃料对比表
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燃料名称
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低位发热量(LHV)
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高位发热量(HHV)
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特点与应用
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天然气
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8000-9000 kcal/m³33.5-37.7 MJ/m³
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9000-9500 kcal/m³37.7-39.8 MJ/m³
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主要成分为甲烷,清洁高效
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液化天然气(LNG)
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8000-9000 kcal/m³33.5-37.7 MJ/m³
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9000-9500 kcal/m³37.7-39.8 MJ/m³
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气化后同天然气,便于运输
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液化石油气(LPG)
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11000-12000 kcal/m³46.1-50.2 MJ/m³
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12000-13000 kcal/m³50.2-54.4 MJ/m³
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丙烷 / 丁烷混合物,瓶装燃气
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城市煤气
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3500-4500 kcal/m³14.7-18.8 MJ/m³
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4500-5000 kcal/m³18.8-20.9 MJ/m³
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含 CO、H₂、CH₄,热值不稳定
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沼气
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5000-6000 kcal/m³20.9-25.1 MJ/m³
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6000-6500 kcal/m³25.1-27.2 MJ/m³
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生物质发酵产生,环保燃料
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氢气
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2500-2800 kcal/m³10.5-11.7 MJ/m³
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2800-3000 kcal/m³11.7-12.6 MJ/m³
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零碳燃料,燃烧只生成水
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4.2 气体燃料特性分析
天然气优势
- 清洁环保: 燃烧产物主要是 CO₂和 H₂O
- 高热值: 热值稳定,燃烧效率高
- 安全可靠: 密度比空气轻,泄漏后向上扩散
- 应用广泛: 民用、工业、发电均可
新兴气体燃料
- 氢气: 最清洁的燃料,燃烧只生成水,但储存运输困难
- 沼气: 可再生能源,适合农村和养殖场使用
- 生物天然气: 生物质制备的天然气,碳中和燃料
五、燃料热值综合对比
5.1 不同类型燃料热值对比
按单位质量热值排序(MJ/kg)
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排名
|
燃料类型
|
热值范围(MJ/kg)
|
备注
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1
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汽油
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43-46
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液体燃料
|
|
2
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柴油
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40-43
|
液体燃料
|
|
3
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乙醇
|
28-29
|
液体生物燃料
|
|
4
|
无烟煤
|
27-31
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固体燃料
|
|
5
|
标准煤
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29.3
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基准值
|
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6
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烟煤
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21-29
|
固体燃料
|
|
7
|
甲醇
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20-21
|
液体燃料
|
|
8
|
生物质颗粒
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17-19
|
固体生物燃料
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按单位体积热值排序(MJ/m³)
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排名
|
燃料类型
|
热值范围(MJ/m³)
|
备注
|
|
1
|
LPG
|
46-50
|
液化石油气
|
|
2
|
天然气
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34-38
|
管道天然气
|
|
3
|
沼气
|
21-25
|
生物气体
|
|
4
|
城市煤气
|
15-19
|
人工煤气
|
|
5
|
氢气
|
11-12
|
气体燃料
|
5.2 燃料经济性分析
标准煤当量换算
任何燃料的能量都可以折算为标准煤当量,用于统一比较:
标准煤当量(kgce) = 燃料热值(MJ/kg) ÷ 29.3(MJ/kg)
常见燃料标准煤当量
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燃料
|
标准煤当量
|
说明
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天然气(8500 kcal/m³)
|
1.22 kgce/m³
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1m³ 天然气 ≈ 1.22kg 标准煤
|
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LPG(11000 kcal/m³)
|
1.57 kgce/m³
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1m³ 液化气 ≈ 1.57kg 标准煤
|
|
柴油(10000 kcal/kg)
|
1.43 kgce/kg
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1kg 柴油 ≈ 1.43kg 标准煤
|
|
汽油(10500 kcal/kg)
|
1.50 kgce/kg
|
1kg 汽油 ≈ 1.50kg 标准煤
|
六、实用计算工具
6.1 标准煤换算计算器
计算公式
1. 燃料消耗量 × 燃料热值 ÷ 标准煤热值 = 标准煤消耗量
2. 例如:1000kg 柴油的标准煤当量计算
1000kg × 42MJ/kg ÷ 29.3MJ/kg ≈ 1433kgce
常用燃料换算系数
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燃料
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换算系数(kgce/kg 或 kgce/m³)
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应用公式
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天然气
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1.22 kgce/m³
|
体积 × 1.22
|
|
LPG
|
1.57 kgce/m³
|
体积 × 1.57
|
|
柴油
|
1.43 kgce/kg
|
质量 × 1.43
|
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汽油
|
1.50 kgce/kg
|
质量 × 1.50
|
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无烟煤
|
1.05 kgce/kg
|
质量 × 1.05
|
6.2 能源成本对比分析
燃料成本计算示例
假设各种燃料的市场价格如下:
- 天然气:3.0 元 /m³
- 柴油:7.0 元 /kg
- 煤炭:0.8 元 /kg
计算每 GJ 能量成本:
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燃料
|
单价
|
热值
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每 GJ 成本
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相对成本
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天然气
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3.0 元 /m³
|
35MJ/m³
|
85.7 元 / GJ
|
100%
|
|
柴油
|
7.0 元 /kg
|
42MJ/kg
|
166.7 元 / GJ
|
194%
|
|
煤炭
|
0.8 元 /kg
|
25MJ/kg
|
32.0 元 / GJ
|
37%
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七、工程应用指南
7.1 锅炉选型参考
燃料选择考虑因素
- 热值匹配: 根据锅炉设计参数选择合适热值的燃料
- 燃烧特性: 不同燃料的燃烧方式和设备要求不同
- 环保要求: 考虑当地环保排放标准
- 成本因素: 综合考虑燃料价格和运输成本
- 供应稳定性: 燃料供应的可靠性和连续性
常见锅炉燃料选择
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锅炉类型
|
推荐燃料
|
热值要求
|
特点
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小型工业锅炉
|
天然气、轻油
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高热值、清洁
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自动化程度高
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|
大型电站锅炉
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烟煤、褐煤
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适合大规模燃烧
|
成本较低
|
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余热锅炉
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各种燃料
|
根据热源确定
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回收余热
|
|
生物质锅炉
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生物质颗粒、秸秆
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低热值燃料
|
环保可再生
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7.2 热力计算应用
基本热平衡计算
燃料消耗量 = 所需热量 ÷ 燃料热值 ÷ 燃烧效率
例如:需要100MW热量,使用天然气,燃烧效率90%
燃料消耗量 = 100MW ÷ 35MJ/m³ ÷ 0.9 ≈ 3.17m³/s
效率计算
锅炉效率 = 有效利用热量 ÷ 燃料输入热量 × 100%
八、快速参考速查表
8.1 常用燃料热值速记表
固体燃料(kcal/kg)
- 标准煤: 7000 kcal/kg
- 无烟煤: 7000-7500 kcal/kg
- 烟煤: 5000-6800 kcal/kg
- 木柴: 3500-4500 kcal/kg
液体燃料(kcal/kg)
- 汽油: 10200-11000 kcal/kg
- 柴油: 9600-10200 kcal/kg
- 乙醇: 6600-7000 kcal/kg
气体燃料(kcal/m³)
- 天然气: 8000-9000 kcal/m³
- LPG: 11000-12000 kcal/m³
- 沼气: 5000-6000 kcal/m³
8.2 单位换算快速参考
能量单位
1 kcal = 4.1868 kJ
1 MJ = 239 kcal
1 MJ = 1000 kJ
标准煤换算
1 kgce = 7000 kcal = 29.3 MJ
1 m³天然气 ≈ 1.22 kgce
1 kg柴油 ≈ 1.43 kgce
数据来源: 国家标准 GB/T 2589-2020《综合能耗计算通则》、国际能源署(IEA)、各行业技术手册
更新时间: 2025 年 11 月
免责声明: 本文档提供的热值数据为典型值,实际燃料热值可能因产地、成分、加工工艺等因素有所差异。在工程设计和商务计算中,请以实际检测数据为准。
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