燃料安全系统

《电力名词》第三版。 2100433B

防止炉膛内燃料和空气混合物产生不安全工况,并能在危急工况下迅速切断进入锅炉炉膛的全部燃料(包括点火燃料),防止爆燃、爆炸等破坏性事故发生,以保证炉膛安全的保护系统。

中文名称

安全系统设计准则

英文名称

design criteria of safety system

定　　义

为在设计基准事故下核电厂安全系统都能执行其安全功能而在设计中必须满足的设计准则。包括单一故障准则、冗余性准则、多样性准则、故障安全准则和可靠性准则等。

应用学科

电力（一级学科），核电（二级学科）

发电用燃料大致可以分为三类，即固体燃料、液体燃料和气体燃料。火力发电厂的蒸汽锅炉一般采用固体燃料，只在锅炉起动点火或低负荷时为了维持稳定燃烧才燃用极少量的液体燃料。缺煤、缺水地区，个别有条件的地方，或需采用内燃机等发电时，则亦有燃用液体或气体燃料的 。

发电用燃料固体燃料

固体燃料主要是煤炭。煤炭根据炭化程度的不同，大致可以分为无烟煤、烟煤、褐煤和油页岩等几种。当前发电燃用最多的是烟煤。固体燃料中，除含有水分(W)和灰分(A)等不可燃物质外，主要是由碳(C)、氢(H)、氧(O)、氮(N)、硫(S)构成的燃质，其中碳、氢和挥发性硫是可燃成分。对于煤来说，含有挥发分(V)，也是一个重要特性。

煤炭中的水分分为二种，经30~35℃干燥而发散的称之为表面水分，经100℃以上干燥而蒸发的称之为固有水分。在与空气隔离的情况下采用高温加热后，其中水分和挥发分析出，残留下来的是固定炭素和灰分。固定炭素、挥发分以及灰分的比率是衡量煤炭品质的主要指标。含灰多，含挥发分和固定炭素少，每单位重量的发热量比较低的称为劣质煤。

灰分中主要是二氧化硅(SiO₂)、三氧化二铝(Al₂O₃)、三氧化二铁(Fe₂O₃)以及生石灰(CaO)等。随着这些成分的含量不同，灰熔点将发生变化。低灰熔点的煤在燃烧时往往导致炉内结渣，受热面粘污，甚至影响锅炉出力。 发电用煤的灰熔点一般在1100～1500℃之间。

硫分在燃烧时将生成亚硫酸(SO₂)，与烟气中的水分结合可以生成硫酸，是造成锅炉受热面腐蚀的主要原因 。

发电用燃料液体燃料

液体燃料主要为地下取出来的石油，或称原油。原油经过加热精炼加工后，分馏成为汽油、煤油、柴油，最后在300℃以上分馏出以重碳氢化合物为主要成分的黑褐色重油， 重油的发热量高达10000kcal/kg,含灰量极少，是很好的燃料油。

重油与煤炭相比，同样发热量的重油容积仅为煤炭的一半，它具有可以利用油泵和油管输送，勿需排灰处理，贮藏设备和燃烧装置都比较简单以及燃烧效率高、对负荷适应性较强等优点。但是，由于含硫量较大，有大气污染和低温腐蚀等问题。 特别是在重油中即使有极微量的钒时，由于高温燃烧生成五氧化二钒(V₂O₅)，与锅炉的过热器或再热器的高温（约600℃以上）金属表面接触后，将引起所谓“高温腐蚀”。此外，重油还易于着火爆炸，输送和贮藏时要特别注意安全 。

发电用燃料气体燃料

气体燃料有高炉煤气、焦炉煤气和天然气三种。发电用的气体燃料主要是天然气。

天然气是一种天然产出的可燃性气体，主要成分是碳氢化合物，大致又可以分为天然煤气、油田煤气、煤田煤气和水溶性煤气四种。后三种煤气都是伴生性质，是油田或煤田地带的背斜构造所形成的构造性煤气。

天然煤气几乎能以理论空气量达到完全燃烧。由于含灰极少，排烟清洁。 气态形式的燃烧便于控制，可以尽快地调节燃烧温度，且点火和灭火过程均比较简单。同时，发热量高，热量的利用系数亦比其它形式的燃料高，燃烧时可以获得极大的锅炉效率。

气体燃料的贮藏一般比较困难，又受地理条件的限制，燃料价格往往比其它形式的贵。 同时有在装卸、使用和运输过程中由于泄漏而引起爆炸等缺点 。