（一）煤的元素分析和工业分析

煤由可燃的有机物和不可燃的矿物质、水分组成，其分子结构非常复杂。为实用方便，一般通过元素分析和工业分析来确定各种成分的百分含量。

元素分析测出煤的有机物由碳（C）、氢（H）、氧（O）、氮（N）、硫（S）五种元素组成，它们以复杂的化合物形式存在于煤中。工业分析测出煤的组成成分为水分（M）、挥发分（V）、固定碳（FC）、和灰分（A）；煤的有机物由挥发分（V）和固定碳（FC）组成。

各种成分中，碳、氢、硫是可燃成分。碳在煤中的含量很大，为50%～90%，发热量约32826kJ/kg，碳是煤燃烧放热的主要成分。煤中一部分碳与氢、氧、硫等结合成挥发性有机化合物，其余部分则呈单质状态，称为固定碳。固定碳要在较高温度下才能着火燃烧，因此固定碳含量愈高，燃烧就愈困难。煤中氢元素的含量约为2%～6%，发热量为12×104 kJ/kg，是煤中发热量最高的可燃元素，而且氢比碳更易于着火和完全燃烧。硫的含量一般不超过2%，发热量为9050kJ/kg。硫是煤中的有害元素，其燃烧产物SO x与水蒸气结合会形成硫酸或亚硫酸。当烟气流过低温受热面时，对金属受热面有腐蚀作用；另外，烟气排入大气还会污染环境。氧和氮是不可燃成分，在煤中含量很少。氮的含量一般只有0.5%～2.0%，它的燃烧产物NO x能造成大气污染，也属有害成分。

灰分是煤中不能燃烧的矿物质，是煤中的主要杂质。它不仅使煤的发热量降低，还容易引起炉膛结渣和受热面积灰，影响传热；飞灰随着烟气流动，会使尾部受热面堵灰与磨损；由烟囱排入大气的飞灰会污染环境。

水分也是煤中的杂质。它由外部水分和内部水分组成。煤中水分多，不仅使可燃元素含量减少，发热量降低，还会降低炉膛温度，造成着火困难和不完全燃烧，使锅炉效率下降；另外，会引起输煤管道堵塞，给制粉系统运行造成障碍，煤中水分多还会增加烟气量，使排烟损失和引风机电耗提高。

挥发分是煤受热析出的气态物质。它以各种碳氢化合物、氢、一氧化碳等可燃气体为主，还有少量的氧、二氧化碳、氮等不可燃气体。挥发分越高，煤就越容易着火燃烧。它是煤分类的重要指标。

综上所述，碳是煤中主要可燃元素，氢是煤中单位发热量最高的元素，硫是可燃而又有害的元素，氮、氧、水分、灰分是煤中的杂质。

（二）煤的成分分析基准

煤的组成成分，是燃烧计算和锅炉设计的重要依据，一般用质量百分数来表示。因为煤中灰分和水分的含量会随外界条件而变化，其他成分的百分含量也将随着变化。所以，在表示煤中各种成分的百分含量时，必须同时注明百分数的基准。常用的基准有以下几种。

1.收到基（as received）

收到基也称工作基，是以进入锅炉房原煤仓内（或进入贮煤场内）的煤作为基准，用下角标ar表示

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2.空气干燥基（air dry）

空气干燥基是指把在实验室经过自然风干后的煤作为基准，用下角标ad表示

3.干燥基（dry）

干燥基是指以完全干燥状态（去掉全水分）的煤为基准，用下角标d表示

4.干燥无灰基（dry and ash free）

干燥无灰基是指以假想无水无灰状态下的煤为基准，用下角标daf表示

上述煤的成分及各种分析基准之间的关系，如图2-4所示。

图2-4　煤的成分及各基准间的关系