本书根据高等学校能源动力领域人才培养要求编写，全书分三篇共十四章，全面系统地介绍了煤炭、天然气和生物质作为电力燃料的基础理化特性、发电工艺特性、检测表征技术、转化利用技术以及数字化验收技术。从燃料的起源、生产、运输、接卸、储存、验收、使用、排放全生命周期，详细阐述了燃料质量与发电过程安全、高效、环保的内在联系；结合最新研究动态，采用技术专题形式对电力燃料利用先进技术、二氧化碳捕捉利用封存技术、生产难点热点问题进行了集中讨论。本书的特点在于涉及面广、学科交叉性强，可为读者提供一站式阅读。

1.知识点覆盖全面、深度恰当，对煤炭、天然气和生物质三类电力燃料从基础知识、物理化学结构、先进检测技术、对发电过程安全经济环保的影响、智能化质量验收以及有关最新科技进步等方面进行系统介绍全面系统地介绍。 2.结合最新研究动态，采用技术专题形式对电力燃料利用先进技术、二氧化碳捕捉利用封存技术、生产难点热点问题进行了集中讨论。

我国目前仍是以化石能源为主导的电力结构体系，煤电作为我国现阶段电力供应的主体电源，虽然装机规模已降至50%以下，但因我国化石能源储量丰富、稳定性强、经济性高，发电量占比仍超过70%，并担负着应急保障和调峰的重任。清洁能源近年发展迅速，到2020年底装机规模占比已超过50%，代表着我国电力未来发展的潮流和方向。但由于目前清洁能源存在间歇、不稳定的特点，因此无法独自支撑和保障我国电力需求和电力系统安全稳定运行。
在碳达峰、碳中和的双碳目标和清洁能源在电力消费中占比不断提高的条件下，发挥化石能源在电力托底保供中压舱石作用的关键在于持续推进煤电机组灵活性改造，加大超低排放的技改力度，加快高污染、高排放煤电淘汰步伐，加强碳捕捉、封存与利用技术的研发攻关与产业化，建立环境友好型的新煤电，实现煤电脱胎换骨；加快推进数字化、智能化建设，推动传统煤电的调峰灵活性，助力打造智慧柔性包容、综合高效智慧的新型电力体系。
电力燃料是火力发电的第一生产要素，煤炭在中国国民经济发展过程中一直扮演着举足轻重的角色。虽然煤炭作为燃烧发电的地位将在未来40年的时间内逐步弱化，但目前仍作为主要能源提供者的煤电，在更加深入地挖掘节能、提效和减排潜力的要求下，需要更加全面了解和深入掌握煤炭的发电利用特性，充分利用好每一粒煤炭。天然气具有高效、灵活、低污染的电力燃料特性，在实现双碳目标中，是煤炭替代的首选过渡性电力燃料。我国在重型燃气轮机制造、运维等方面正在逐步打破国外供应商的技术垄断，获得了可喜的成就。随着煤气化、煤层气、页岩气、天然气水合物等资源的规模化开发，输气管网的互联互通和利用技术水平的提升突破，以天然气为代表的气体燃料必将成为电力生产的重要能源形式，发挥通向低碳经济的桥梁和纽带作用。生物质燃料具有零碳排放特性，生物质灰渣又是独特的土壤改良剂，在生物质直燃技术、气化耦合和掺烧发电方面取得了成功经验。随着全社会对生物质发电利用重视和技术进步，未来会逐步加大生物质发电的比例，是发电碳中和目标早日实现的重要能源利用途径。因此，本书对煤炭、天然气和生物质三类电力燃料从基础知识、物理化学结构、先进检测技术、对发电过程安全经济环保的影响、智能化质量验收以及有关最新科技进步等方面进行系统介绍，以期达到知识点覆盖全面、深度恰当的效果。
本书由华电电力科学研究院有限公司教授级高级工程师李小江主编，上海电力大学朱群志教授、浙江大学王凯歌研究员和方梦祥教授参加编写。其中第一篇以李小江为主编写，第二篇以朱群志为主编写，第三篇以王凯歌为主编写，方梦祥参与编写了第三篇部分内容，王凯歌参与编写了第一、二篇的部分内容，全书由李小江统稿。由于受篇幅限制，部分内容以二维码形式提供延伸在线阅读。全书由太原理工大学李晋平教授主审。
限于编者水平，疏漏和不妥之处在所难免，恳请读者批评指正！

李小江，男，澳大利亚莫纳什大学洁净燃料发电专业工学博士学位。长期从事煤炭清洁发电和高效利用领域（涉及化学工程、热能工程和材料工程等交叉领域）的技术研发和工程应用研究。担任华电电力科学研究院有限公司首席研究员、中国电力教育协会能源动力工程学科教学委员会委员、浙江大学能源工程博士校外导师、中澳联合能源研究中心执行委员会委员、国家青年千人评审专家、中国电机工程学会电力化学专业委员会委员、全国煤炭标准化技术委员会委员、电力工业电厂化学标准化技术委员会委员、全国煤质与资源评价技术委员会副主任委员、中国质量检验协会煤炭专业委员会副秘书长。 主导和参与的发电用煤质量抽查办法的研究、煤灰熔融温度国家一级标准物质研究和制备、基于物联网技术的火电厂燃料全过程管理与智能掺烧系统建设与应用、基于660MW机组低劣质煤智能掺烧系统平台建立与应用、基于煤炭检测的实验室管理系统开发与建设，火电厂燃料技术监督模式的建立和实践、基于物联网技术的电厂燃料全过程智能管控关键技术研究与示范、燃煤锅炉大比例安全高效燃用准东煤的技术研究开发与应用等研究项目荣获省部级科技进步奖和管理创新奖。 主编或参编《电力工业部计量检定人员培训考核教材》1996、辽宁科学技术出版社，《动力用煤煤质检测与管理》2000.9、中国电力出版社，《中国电力百科全书》2001.1、中国电力出版社，《电厂化学》2009.1、武汉大学出版社，《电厂化学概论》2013.3、化学工业出版社和《电力燃料采制化技能竞赛题库》2020.6、中国电力出版社。 主编和参编GB/T7562-2010《发电煤粉锅炉用煤技术条件》、GB/T 18666-2014 《商品煤质量抽查和验收方法》、DL/T1668-2016《火电厂燃煤管理技术导则》、DL/T 1339-2014 《火电厂煤炭破碎缩分联合制样设备性能试验规程》、DL/T1712-2017《火力发电厂煤的自燃倾向特性测定方法》、T/CAQI55-2018《煤炭机械化采样系统水分偏差实验方法》等国家标准、电力行业标准和团体标准共计14项。 发表科技论文30余篇，其中12篇作为第一作者发表在国际著名期刊和国际会议。

序
前言
第一篇煤炭燃料
第一章煤炭基础1
第一节煤炭的形成1
第二节煤炭开采7
第三节煤炭洗选9
第二章煤炭结构14
第一节岩相结构14
第二节矿物结构20
第三节煤炭有机质分子结构25
第三章煤炭特性表征33
第一节电力用煤分析通则33
第二节煤炭样品采集39
第三节煤炭样品制备57
第四节煤炭物理特性65
第五节煤炭工业分析69
第六节煤炭元素分析76
第七节煤炭发热量测定81
第八节电力用煤发电工艺特性86
第九节电力用煤国内和国际标准要点92
第十节煤质指标之间的相互关系101
第四章煤炭分类108
第一节国际煤炭分类108
第二节美国煤炭分类111
第三节澳大利亚煤炭分类115
第四节俄罗斯煤炭分类117
第五节蒙古煤炭分类121
第六节中国煤炭分类122
第五章煤炭与电力生产125
第一节煤炭发电过程125
第二节燃煤锅炉及燃烧127
第三节电力用煤特性与火电厂运行133
第四节受热面结渣沾污135
第五节煤炭的磨损140
第六节锅炉受热面腐蚀142
第七节先进燃煤发电技术144
第六章电力用煤技术专题148
第一节燃料特性表征数理统计学148
第二节电力用煤智能化验收156
第三节电力用煤科学存储165
第四节电力用煤热值差技术管理170
第五节电力用煤掺配掺烧174
第六节先进燃料表征技术180
第七节CO2捕集利用和封存技术192
参考文献207
第二篇天然气燃料
第七章燃气基础209
第一节燃气的形成及分类209
第二节燃气的开采216
第三节燃气的加工217
第四节燃气的运输225
第八章天然气特性及表征232
第一节天然气基础特性232
第二节量质验收操作指南240
第九章燃气发电过程248
第一节燃气的接卸与储存248
第二节燃气质量与发电250
第三节燃气联合循环发电技术254
第四节烟气污染物控制268
第十章燃气技术专题277
第一节燃气安全管理277
第二节燃气计量和鉴别技术284
参考文献291
第三篇生物质燃料
第十一章生物质燃料基础294
第一节概述294
第二节生物质燃料理化特性300
第十二章生物质燃料的收集和特性表征306
第一节生物质燃料收集加工306
第二节生物质燃料特性表征310
第十三章生物质燃料发电过程316
第一节生物质燃料发电工艺特征316
第二节生物质燃料储存和运输317
第三节生物质燃料给送320
第四节生物质燃料发电工艺324
第五节生物质燃烧灰渣处理利用343
第六节生物质燃料质量与安全经济环保电力生产348
第十四章生物燃料技术专题357
第一节有机固体废弃物发电技术357
第二节基于生物质的多联产工艺364
第三节碳中和背景下的生物质能利用前景展望369
参考文献378