火电厂锅炉培训教案Word文档下载推荐.docx
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为了减少排烟所带出的飞灰污染环境,离开锅炉的烟气先流经除尘器使绝大部分飞灰被捕捉下来,最后只有极少量的细微灰粒排入大气。
二、锅炉的类型划分
可以按燃烧方式分、按蒸气参数分、按水循环特性分、按燃煤炉的排渣方式分、按燃用燃料分、按锅炉容量分
1)锅炉按照燃烧方式分为
(1)层燃炉
(2)室燃炉 (3)旋风炉 (4)沸腾炉
2)锅炉按蒸气参数分为
(1)低压锅炉
(2)中压锅炉 (3)高压锅炉
(4)超高压锅炉 (5)亚临界压力锅炉 (6)超临界压力锅炉
蒸汽压力
MPa
蒸汽温度
℃
给水温度
额定蒸发量
t/h
机组容量
MW
中压
3.8[3.9]
高压
9.8[100]
超高压
13.7[140]
540/540
240
670
200
亚临界压力
16.7[170]
1工程大气压=1kgf/cm2=9.80665*104
3)锅炉按水循环方式不同可分为
(1)自然循环锅炉
(2)强制循环锅炉(3)直流锅炉(4)复合循环锅炉
4)锅炉按燃煤炉的排渣方式分为
(1)固态排渣炉
(2)液态排渣炉
5)锅炉按燃用燃料分
(1)燃煤炉
(2)燃气炉(3)燃油炉
此外还有按照布置方式等进行划分的:
TN塔等。
三、锅炉型号表示方法
第一段用两个汉语拼音字母代表锅炉生产厂家;
第二段用阿拉伯数字表示蒸发量及额定压力;
第三段阿拉伯数字表示主再热汽温;
HG-2008/186-M
DG-670/140-540/540-8
第三章燃料、燃烧、热平衡
一、燃料
1.能源、一次能源、二次能源
能源从词义来讲就是能量的来源。
工程上所讲的能源是指具有各种能量的对象。
如太阳能、风水海洋能、地热能、矿物能、核能、生物能等。
一次能源是指以原有形式存在于自然界中的能源,如煤、石油、天然气、水力、风力、草木燃料、地热、核能、直接的太阳辐射等。
二次能源是指由一次能源直接或间接转换为其它种类和形式的人工能源,如电能、热能、各种石油制品、煤气、液化气、沼气、余热、火药、酒精等等。
2.燃料、燃料的基本条件
所谓燃料是指在空气中易于燃烧,并能放出大量热量,且在经济上值得利用其热量的物质。
这里需要强调的是:
不能简单的把可燃物统称为燃料,比如,纸张、棉布、粮食及食用油等都是可燃物,但不能把它们当作燃料。
由于工程上、生活上对燃料的需求量极大,作为燃料的物质应具备下列基本条件:
(1)易于获取;
(2)容易燃烧、发热量高且价格低谦;
(3)贮藏、运输、处理比较简便;
(4)使用过程中没有大的危险性;
(5)燃烧产物对大气、水质等环境不会造成严重污染。
3.燃料的分类
燃料的分类方法很多,类别也就较多。
通常以燃料的形态分类,有如下几种:
(1)固体燃料包括煤、油页岩、木柴等到。
电站锅炉使用的固体燃料主要是煤。
(2)液体燃料包括石油及其制品、酒精等到。
电站锅炉点火用油一般为柴油,作为主燃料时为重油或渣油。
(3)气体燃料包括天然气、焦炉煤气、高炉煤气、城市煤气、沼气、液化气等。
根据地域不同,电站锅炉可能燃用部分焦炉气或高炉煤气。
而其它气体燃料是不提倡作为锅炉燃料的,这些燃料用于其它方面可能更合理。
二、煤
1.煤的元素分析成分与工业分析成分
通过元素分析方法得出的煤的主要组成成分,称元素分析成分。
它包括碳(C)、氢(H)、氧(O)、氮(N)、硫(S)、灰分(A)、水分(M)。
其中碳、氢、硫是可燃成分。
硫燃烧后要生成SO2,及少量SO3,故它是有害成分。
煤中的水分和灰分也都是有害成分。
通过元素分析成分可以了解煤的特性及实用价值,有关燃烧计算也都使用元素分析数据。
但元素分析方法较为复杂。
发电厂常用较为简便的工业分析方法得到工业分析成分,用它可以基本了解煤的燃烧特性。
煤的工业分析是把煤加热到不同温度和保持不同的时间而获得水分、挥发分、固定碳、灰分的百分组成。
2.煤中水分由哪几部分组成、煤中水分的危害
通常所说的煤中水分是指全水分Mt,由表面水分Mf和内在水分Minh组成。
内在水分也称固有水分Minh,它是生成煤的植物中的水分及煤生成过程中进入的水分,不能用自然风干的方法除去,必须通过加热才能除掉。
它的含量对于一定煤种是稳定的。
表面水分是在开采、储运过程中进入的,又称外在水分,通过自然风干即可除去。
表面水分的含量,受自然条件影响较大,故其数值变化较大。
不同煤种的全水分在不同条件下差别较大,少的只有百分之几,多的可达40%~50%。
水分的存在不仅使煤种的可燃成分相对减少,发热量下降,而且影响燃料的着火燃烧。
燃用高水分的煤,使燃烧温度偏低,烟气容积增大,使锅炉效率下降,还会加剧锅炉尾部受热面的低温腐蚀和堵灰。
煤中水分高,使煤的运输、磨制也会发生困难。
3.煤中灰分的危害
灰分是煤中的害杂质,含量在5%—40%之间。
煤中灰分越高,可燃成分相对降低,发热量减小,且影响煤的着火与燃烧,使燃烧效率下降。
燃烧后灰分可在受热面上形成结渣与积灰,影响传热,使锅炉热效率下降。
随烟气流动的飞灰,磨损受热面,使锅炉受热面使用寿命降低。
为了清除灰渣与飞灰,使除灰尘设备复杂化。
随烟气排入大气的飞灰,造成对环境的污染。
4.煤中硫分的危害
硫在煤中以三种形式存在,即有机硫、硫铁矿硫(黄铁矿和白铁矿硫等形态存在的硫)和硫酸盐硫。
前两种可以燃烧,通常称为可燃硫。
最后一种硫酸盐硫不可燃烧,只转化为灰的一部分。
硫在煤中含量变化范围也较大,一般约为0.1%-—5%。
硫虽能燃烧放热,但它却是极为有害的成分。
硫燃烧后生成二氧化硫(SO2)及少量三氧化硫(SO3),排入大气能污染环境,对人体和动植物以及地面建筑物均有害。
同时,SO2、SO3也是导致辞锅炉受热面烟气侧高温腐蚀、低温腐蚀和堵灰的主要因素。
5、挥发份
将煤加热到一定温度时,煤中的部分有机物和矿物质发生分解并逸出,逸出的气体(主要是H2,CmHn,CO,CO2等)产物称为煤的挥发份。
挥发份是煤在高温下受热分解的产物,数量将随加热温度的高低和加热时间的长短而变化。
通常所说的挥发份是指煤在特定条件下加热有机物及矿物质的气体产率。
即经干燥的煤在隔绝空气下加热至900±
10℃,恒温7分钟所析出的气体占干燥无灰基成分的质量百分数,称干燥无灰基挥发份V。
挥发份是煤中氢、氧、氮、硫和一部分碳的气体产物,大部分是可燃气体。
挥发份含量高,煤易于着火,燃烧稳定。
因此,挥发份是表征燃烧特性的重要指标,从而也对锅炉工作带来多方面的影响,如,需要根据挥发份大小考虑炉膛容积及形状;
挥发份含量影响燃烧器的型式及配风方式的选用,影响磨煤机型式及制粉系统型式的选择。
同时,挥发份也是煤进行分类的重要指标之一。
三、煤的特性
1、发热量
发热量:
单位物量(1kg或1m3)的燃料完全燃烧时,所放出的热量称发热量,也称热值。
以符号Q表示,单位是kJ/kg或kJ/m3
高位发热量:
燃料燃烧时,水分要蒸发为蒸汽,氢燃烧后也要生成水蒸汽。
在确定发热量时,如果把烟气中水蒸汽的汽化潜热计算在内,称为高位发热量。
低位发热量:
如果汽化潜热不计算在内,则称为低位发热量。
烟气离开锅炉时,蒸汽仍以气态排出,汽化潜热没被利用。
故我国在锅炉计算中多以低位发热量为基础,欧美等国也有用高位发热量作为锅炉计算基础的。
高位发热量与低位发热量的区别,就在于是否计入烟气中水蒸汽的汽化潜热.
2、标准煤
规定收到基的低位发热量Q=29310kJ/kg(即7000kcal/kg)的燃料为标准煤。
标准煤实际是不存在的。
只是人为的规定,提出标准煤的主要目的是把不同的燃料划规统一的标准,便于分析比较热力设备的经济性。
不同种类的煤具有不同的发热量,有时差别甚大。
比如发热量最低的煤只有8000kJ/kg,发热量最高的煤可达30000kJ/kg。
相同容量、相同参数的锅炉,在相同工况下运行,燃用不同发热量的煤,燃煤量也就不同,但我们不能仅仅根据燃煤量多少来分析判断锅炉运行的经济性。
如果把不同的燃煤量,都折算为统一的标准煤,那就很容易判断哪一台锅炉的标准煤耗量低,哪台锅炉的运行经济性就好。
发电厂的发电煤耗与供电煤耗都是按标准煤计算的。
3、灰的熔融特性
(1)变形温度DT锥尖开始变圆或弯曲时的温度。
(2)软化温度ST锥体弯曲至锥顶触及托盘或锥体变成球形和高度等于底边的半球时的温度。
(3)熔化温度FT锥体熔化成液体或展开成高度在1.5mm以下薄层时的温度。
为了防止炉膛出口的对流受热面结渣,炉膛出口烟温必须低于软化温度。
四、煤的分类
依据挥发份含量将煤分成如下四类:
(1)无烟煤挥发份V<
10%。
无烟煤挥发份含量低,析出温度高,着火较困难,燃尽也不易。
它含固定碳高,一般发热量Q=20000—32500kJ/kg。
无烟煤表面呈明亮的黑色光泽,质地坚硬,相对密度也较大。
(2)贫煤挥发份V=10%—20%。
它是介于烟煤与无烟煤之间的煤种。
贫煤表面灰黑,无光泽,不易点燃,火苗也较短,发热量常比烟煤低。
(3)烟煤挥发份V=20%—40%。
是一个非常广泛的煤种,表面呈灰黑色,有光泽,质地较松软。
烟煤含碳量较高,发热量Q=14000—29000kJ/kg,它易于着火,火焰较长,各种烟煤的焦结性差别很大。
(4)褐煤挥发份V>
40%。
其碳化程度较浅,挥发份的析出温度低,易于点火,灰分、水分含量较高,发热量低,一般Q=8000—17000kJ/kg。
褐煤表面呈棕褐色,少数呈黑色,质脆易风化,不易储存,也不宜长途运输。
煤挥发份越高越容易着火,褐煤的着火点只有370℃
五、油
1、燃料油的组成成分及特性
燃料油的组成成分和固体燃料一样,也表示为碳、氢、氧、氮、硫、灰分和水分。
其中主要是可燃成分碳和氢,碳含量约占84—87%,氢含量约占11—14%,氧、氮、硫三种元素含量约为1—2%,灰分含量不大于1%,水分含量也不大于2%。
燃料油中由于碳氢含量很高,所以,它的发热量也较高,一般Q=37681—43960kJ/kg(9000—10500kcal/kg)。
燃料油中氢含量高,与碳组成多种碳氢化合物,使燃料油易于着火,燃烧稳定、完全。
2、锅炉常用燃料油分类
(1)原油:
是从地下开采出来,经过脱水处理,未经炼制的石油。
原油可以炼制出多种油品及其它产物,直接作为燃料是极不合理的。
(2)重油:
是由裂解重油、减压重油、常压重油或腊油按不同比例调制而成,有一定牌号和质量标准。
(3)渣油:
石油炼制过程中的剩余物,可不经过处理直接供给锅炉作燃料,习惯上称为渣油或残渣油。
重油和渣油是发电用液体燃料的主要品种,共同特点是:
相对密度和粘度较大;
沸点和闪点较高,不易挥发。
(4)柴油:
柴油是柴油机的燃料,作为锅炉燃料是极不经济的。
柴油一般用作煤粉锅炉的点火用油和低负荷运行时稳定燃烧的助燃油。
3、油的主要特性
闪点:
随着温度的升高,燃油表面上蒸发的油气增多,当油气与空气的混合物达到一定浓度,以明火与之接触时,会发生短暂的闪光(一闪即灭),这时的油温称为闪点。
测定闪点的方法有开口杯法和闭口杯法两种,开口杯法测定的闪点要比闭口杯法低15—25℃,闪点的高低与油的分子组成及油面上压力有关,压力高,闪点高。
闪点是防止油发生火灾的一项重要指标。
在敞口容器中,油的加热温度应低于闪点10℃;
在压力容器中加热则无此限制。
燃点:
当油面上油气与空气的混合物浓度增大时,遇到明火可形成连续燃烧(持续时间不小于5秒)的最低温度称为燃点。
燃点高于闪点。
从防火角度考虑,希望油的闪点、燃点高些,两者的差值大些。
而从燃烧角度考虑,则希望闪点、燃点低些,两者的差值也尽量小些。
凝固点:
燃料油是各种烃类的复杂混合物,它不像纯净的单一物质具有固定的凝固点,而是随着温度的逐渐降低,变得越来越粘稠,直到完全丧失流动性。
燃料油丧失流动性时的温度称为凝固点。
测定时是将油灌入试管内逐渐降温,当试管倾斜45°
经过1分钟油面保持不变时的温度,定为该油的凝固点。
不同产地的石油,凝固点差别很大。
不同类别的石油制品,凝固点也有很大差别。
凝固点的高低,关系着油的流动性能。
低温下输送凝固点高的油时必须加热。
粘度:
粘度是表示油的流动性和雾化难易程度的指标。
通常用恩氏粘度来表示,粘度越大,流动性越差,雾化越困难。
油的粘度是随着温度而变化的,温度升高,粘度降低。
一般,重油加热约在80—110℃
六、燃烧原理及燃烧设备
1、燃烧、完全燃烧、不完全燃烧
燃烧:
是指燃料中的可燃物与空气中的氧发生强烈放热的化学反应过程。
实质上燃烧是可燃物与氧的氧化反应,只是这种氧化反应强烈到发光放热的程度。
完全燃烧:
燃烧后的燃烧产物中不再含有可燃物质,即灰渣中没有剩余的固体可燃物,烟气中没有可燃气体存在时,称完全燃烧。
不完全燃烧:
燃烧后的燃烧产物中还有剩余的可燃物存在时,称为不完全燃烧。
2、自燃、点燃
自燃:
就是可燃物与空气的混物,由于温度升高或其它条件变化,在没有明火接近的情况下,而自动着火燃烧。
例如,储煤场的堆煤、煤粉仓内的煤粉有时就会自燃。
在大气温度下,煤也能进行缓慢地氧化,析出少量热量,如果散热条件不好,温度逐渐升高。
温度的升高,促进氧化过程的加强,析出的热量更多,温度升高更快,当达到足够高的温度时,而自动着火燃烧,这就是自燃形成的过程。
出现自燃时的温度,称自燃温度或自燃点,也叫着火温度。
点燃:
是利用明火将可燃物与空气的混合物引燃。
是着火的另一种方式,锅炉的燃烧都是点燃的。
3、燃烧的三要素
1)必须有可燃物质—燃料
2)具有能使可燃物着火燃烧的温度
3)与氧气结合
4、燃烧速度
燃烧速度反映单位时间烧去可燃物的数量。
由于燃烧是复杂的物理化学过程,燃烧速度的快慢,取决于可燃物与氧的化学反应速度以及氧和可燃物的接触混合速度。
前者称化学反应速度,也称化学条件;
后者称物理混合速度,也称物理条件。
化学反应速度与反应空间的压力、温度、反应物质浓度有关,且成正比。
对于锅炉的实际燃烧,影响化学反应速度的主要因素是炉内温度,炉温高,化学反应速度快。
燃烧速度除与化学反应速度有关外,还取决气流向碳粒表面输送氧气的快慢,即物理混合速度。
而物理混合速度取决于空气与燃料的相对速度、气流扰动情况、扩散速度等。
化学反应速度、物理混合速度是相互关联的,对燃烧速度均起制约作用。
例如,高温条件下应有较高的化学反应速度,但若物理混合速度低,氧气浓度下降,可燃物得不到充足的氧气供应,结果燃烧速度也必然下降。
因此,只有在化学条件和物理条件都比较适应的情况下,才能获得较快的燃烧速度。
5、完全燃烧的必备条件
(1)相当高的炉膛温度温度是燃烧化学反应的基本条件,对燃料的着火、稳定燃烧、燃尽均有重大影响,维持炉内适当高的温度是至重要的。
当然,炉内温度太高时,需要考虑锅炉的结渣问题。
(2)适量的空气供应适量的空气供应,是为燃料提供足够的氧气,它是燃烧反应的原始条件。
空气供应不足,可燃物得不到足够的氧气,也就不能达到完全燃烧。
但空气量过大,又会导致炉温下降及排烟损失增大。
(3)良好的混合条件混合是燃烧反应的重要物理条件。
混合使炉内热烟气回流对煤粉气流进行加热,以使其迅速着火。
混合使炉内气流强烈扰动,对燃烧阶段向碳粒表面提供氧气,向外扩散二氧化碳,以及燃烧后期促使燃料的燃尽,都是必不可少的条件。
(4)足够的燃烧时间燃料在炉内停留足够的时间,才能达到可燃物的高度燃尽,这就要求有足够大的炉膛容积。
炉膛容积与锅炉容量成正比。
当然炉膛容积也与燃料燃烧特性有关,易于燃烧的燃料,炉膛容积可相对小些。
比如相同容量的锅炉,燃油炉的炉膛容积要比煤粉炉的小,而烧无烟煤的炉膛容积要比烧烟煤的炉膛容积稍大些。
6、燃烧阶段
(1)着火前准备阶段从燃料入炉至达到着火温度这一阶段称准备阶段。
在这一阶段内,要完成水分蒸发,挥发份析出、燃料与空气混合物达到着火温度。
显然,这一阶段是吸热过程,热量来源是火焰辐射及高温烟气回流。
影响准备阶段时间长短的因素除燃烧器本身外,主要是炉内热烟气为煤粉气流提供热量的强弱,煤粉气流的数量、温度、浓度、挥发份含量及煤粉细度等。
(2)燃烧阶段当达到着火温度后,挥发份首先着火燃烧,放出热量,使温度升高,焦炭被加热到较高温度而开始燃烧。
燃烧阶段是强烈的放热过程,温度升高较快,化学反应强烈,这时碳粒表面往往会出现缺氧状态。
强化燃烧阶段的关键是加强混合,使气流强烈扰动,以便向碳粒表面提供氧气,而将碳粒表面的二氧化碳扩散出去。
(3)燃尽阶段主要是将燃烧阶段未燃尽的碳烧完。
燃尽阶段剩余的碳虽然不多,但要完全燃尽却很困难,主要是存在着诸多不利于完全燃烧的因素,如少量的固定碳被灰包围着;
氧气浓度已较低;
气流的扰动渐趋衰减;
炉内温度在逐步降低。
如果燃料的挥发份低、灰分高、煤粉粗、炉膛容积小,完全燃尽将更困难。
据试验,对细度R90=5%的煤粉,其中97%的可燃物可在25%的时间内燃尽,而其余3%的可燃物却要75%的时间才能燃尽。
这也是实际锅炉中不可能使可燃物彻底燃尽的基本原因。
7、煤粉炉的一次风、二次风、三次风
一次风是通过管道输送煤粉进炉膛的那部分空气。
它可以是热空气,也可以是制粉系统的乏气。
它的作用除了维持一定的气粉混合物浓度以便于输送外,还要为燃料在燃烧初期提供足够的氧气。
二次风是通过燃烧器的单独通道送入炉膛的热空气,进入炉膛后才逐渐和一次风相混合。
二次风为碳的燃烧提供氧气,并能加强气流的扰动,促进高温烟气的回流,促进可燃物与氧气的混合,为完全燃烧提供条件。
三次风,在燃用不易着、燃烧稳定性差的无烟煤、贫煤或其它高水分煤时,制粉系统的乏气通过单独的管道与喷口,直接喷送到炉膛称为三次风。
三次风内约含10%左右的细煤粉,风量约占总风量的15%左右。
某些锅炉因某种用途,通过专用喷口入炉膛的热风,也称三次风。
8、火焰中心
在锅炉炉膛中,燃料燃烧放热的同时,还进行着热量的传递。
由于不同部位处于不同的燃烧阶段,放热强度不一样,致使炉膛各部位的温度也不相同。
在炉膛中的最高温度点,称为火焰中心,也称燃烧中心。
火焰中心在炉膛中的正确位置,一般应在燃烧器平均高度所在平面的几何中心处。
火焰中心位置会因人为原因及其它因素而发生变化,火焰中心位置的变动,对锅炉传热及锅炉安全工作均有影响。
火焰中心位置太低时,可能引起冷灰斗处结渣;
火焰中心位置太高,使炉膛出口烟温升高,导致炉膛出口对流受热面结渣及过热器壁温升高;
火焰中心在炉膛内偏向某一侧时,会引起该侧炉墙的结渣。
当然,有时为了调节蒸汽温度的需要,还可人为地改变火焰中心位置。
9、强化煤粉气流燃烧
(1)适当提高一次风温度提高一次温可减小着火热需要量,使煤粉气流入炉后迅速达到着火温度。
当然,一次风温的高低是根据不同煤种来定的,对挥发份高的煤,一次风温就可以低些。
(2)适当控制一次风量一次风量小,可减小着火热需要量,利于煤粉气流的迅速着火。
但最小的一次风量也应满足挥发份燃烧对氧气的需要量,挥发份高的煤一次风量要大些。
(3)合适的煤粉细度煤粉越细,相对表面积越大,本身热阻小,挥发份析出快,着火容易于达到完全燃烧。
但煤粉过细,要增大厂用电量,所以应根据不同煤种,确定合理的经济细度。
(4)合理的一、二次风速一、二次风速对煤粉气流的着火与燃烧有着较大影响。
因为一、二次风速影响热烟气的回流,从而影响到煤粉气流的加热情况;
一、二次风速影响一、二次风混合的迟早,从而影响到燃烧阶段的进展;
一、二次风速还影响燃烧后期气流扰动的强弱,从而影响燃料燃烧的完全程度。
因此,必须根据煤种与燃烧器型式,选择适当的一、二次风速度。
(5)维持燃烧区域适当高温适当高的炉温,是煤粉气流着火与稳定燃烧的基本条件。
炉温高,煤粉气流被迅速加热而着火,燃烧反应也迅速,并为保证完全燃烧提供条件。
故在燃烧无烟煤或其它劣质煤时,常在燃烧区设卫燃烧带或采取其它措施,以提高炉温。
当然,在提高炉温时,要考虑防止出现结渣的可能性。
(6)适当的炉膛容积与合理的炉膛形状炉膛容积大小,决定燃料在炉内停留时间的长短,从而影响其完全燃烧程度,故着火、燃烧性能差的燃料,炉膛容积要大些,这种燃料还要求维持燃烧区域高温,故常需要选用炉膛燃烧区域断面尺寸较小的瘦高型炉膛。
(7)锅炉负荷维持在适当范围内锅炉负荷低时,炉内温度下降,对着火、燃烧均不利,使燃烧稳定性变差。
锅炉负荷过高时,燃料在炉内停留时间短,出现不完全燃烧。
同时由于炉温的升高,还有可能出现结渣及其它问题。
因此,锅炉负荷应尽可能地在许可的范围内调度。
七、燃烧计算
1、理论空气量
单位数量[每千克或每立方米]燃料完全燃烧所需的最小空气量,称为理论空气量。
2、实际空气量
燃料燃烧时,实际供给的空气量称为实际空气量。
为了尽可能地使可燃物都能烧掉,实际供给燃料燃烧的空气量要大于理论空气量,以使燃料中的可燃成分在燃烧过程中都有机会得到氧气,而达到完全燃烧。
3、过量空气系数、过量空气量
燃料燃烧时,实际供给的空气量与理论空气量之比称过量空气系数。
α=21/(21-O2)
实际空气量与理论空气量的差值,称为过量空气量。
4、烟气的成分
燃料的燃烧,是可燃成分与空气中的氧进行的化合反应,在已知燃料成分和空气成分的情况下,就可根据所进行的氧化反应,确定其燃烧产物--烟气的成分。
例如:
固体、液体燃料完全燃烧时,碳与氧化合生成二氧化碳,氢与氧化合生成水蒸汽,硫与氧化合生成二氧化硫。
除此之外,燃料中的
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- 火电厂 锅炉 培训 教案