鍋爐和鍋爐房設備第二章

1、鍋爐及鍋爐房設備 2.1 鍋爐的燃料鍋爐的燃料 2.2 燃料的成分與分析燃料的成分與分析 2.3 燃料的發(fā)熱量燃料的發(fā)熱量 2.4 燃料的燃燒計算燃料的燃燒計算 第二章第二章 燃料及燃燒計算燃料及燃燒計算 返返 回回 2.1鍋爐的燃料鍋爐的燃料 第二章 鍋爐的燃料鍋爐的燃料 1 固體 燃料 2 液體 燃料 3 氣體 燃料 2.1 燃料的化學成分及其性質燃料的化學成分及其性質 一、一、 固體燃料固體燃料（煤、油頁巖、木柴、垃圾、煤矸石煤、油頁巖、木柴、垃圾、煤矸石） 第二章 1.1. 無煙煤又稱白煤無煙煤又稱白煤：揮發(fā)分含量很少、含碳量很高，著火困難、揮發(fā)分含量很少、含碳量很高，著火困難、 不易

2、燃盡燒透，燃燒無煙不易燃盡燒透，燃燒無煙。 2. 2. 煙煤煙煤：含碳量高、揮發(fā)分也高，易于著火和燃燒，燃燒時多煙含碳量高、揮發(fā)分也高，易于著火和燃燒，燃燒時多煙。 3. 3. 褐煤褐煤：揮發(fā)分很高，容易著火，含水量高，燃燒時多煙。揮發(fā)分很高，容易著火，含水量高，燃燒時多煙。 4. 4. 劣質煤：劣質煤： 泥煤：棕褐色不均勻可燃屋子，含碳量低，水分高泥煤：棕褐色不均勻可燃屋子，含碳量低，水分高 煤矸石：夾于煤層中的石之煤，灰分高，發(fā)熱量低煤矸石：夾于煤層中的石之煤，灰分高，發(fā)熱量低 油頁石：灰分含量高，易粉碎，易風化油頁石：灰分含量高，易粉碎，易風化 火力發(fā)電站 2.1 燃料的化學成分及其性質

3、燃料的化學成分及其性質 二、二、 液體燃料液體燃料（燃油、輕柴油、重油） 1.1. 黏度：黏度：反映燃油流動性的高低，影響燃油的運輸和霧化質 量。我國衡量油的黏度采用恩氏黏度恩氏黏度（即在一定溫度下， 200ml重油從恩氏黏度計中流出的時間與20 時同體積蒸餾 水流出的時間的比值，用。e表示）油的黏度在8030。e時， 才能保證油在管中順利輸送。 燃油按其黏度分為20、60、100、200號四種牌號。小型鍋 爐一般使用20號燃油。 燃油的黏度隨著溫度的升高而降低，隨著溫度的降低而升 高。所以100號以上的燃油需要預熱。 第二章 火力發(fā)電站 2.1 燃料的化學成分及其性質燃料的化學成分及其性質

4、2. 2. 密度密度：油的密度與其溫度有關，以20時的密度作為標準密 度，它一般在0.80.98t/m 3之間，常用輕柴油的密度約為 0.8t/m3 3. 3. 凝固點凝固點：指燃油喪失流動性開始凝固時的溫度。 0號輕柴油凝固點：0 100號輕柴油凝固點：25 200號輕柴油凝固點：36 4. 4. 閃電和燃點閃電和燃點：將燃油加熱，油面上油蒸氣與空氣的混合物與明火 接觸時發(fā)生短暫的閃光，一閃即滅，這時燃油的溫度稱為閃點閃點。當 油面上的油氣與空氣的混合物遇明火能著火，連續(xù)燃燒時的最低溫 度稱為油的燃點油的燃點。一般油的燃點比它的閃點高20-30 ，燃油的閃 點為80130 ，油的加熱溫度必須

5、低于油的閃點。 第二章 火力發(fā)電站 2.1 燃料的化學成分及其性質燃料的化學成分及其性質 5. 5. 燃油的含硫量燃油的含硫量：燃油的含硫量(質量分數(shù))。 6. 6. 渾濁點：渾濁點：燃油剛開始產生渾濁時的溫度。輕柴油渾濁點一般 在3左右，在-9時油泵就不能泵吸了，在-12時就達到不可 過濾的界限。 重油：重油：密度大、粘度大、燃點和閃點較高 柴油：柴油：粘度小，含硫量小，輕柴油易揮發(fā) 第二章 火力發(fā)電站 三、 氣體燃料氣體燃料 2.1 燃料的化學成分及其性質燃料的化學成分及其性質 來自地殼中的石油。主要成分甲烷 由甲烷、丁烷組成，產生于石油的冶煉 對煤進行焦化時產生的 由水蒸氣和熾熱的焦炭產

6、生 70%人工煤氣+30%水煤氣 第二章 火力發(fā)電站 2.2 燃料成分與分析燃料成分與分析 第二章 2.2 燃料成分與分析燃料成分與分析 第二章 一、煤的元素分析一、煤的元素分析 煤是一種成分極為復雜的混合化合物，它含有c、h、o、s、n、水分 (m)和灰分(a)。 1 1碳碳( (c)c)：主要的燃燒成分，約占5095%，隨煤齡的增長而增加。含 碳量越多的煤，其發(fā)熱量也越高。著火點高。放熱量32866kj/kg。 2 2氫氫( (h)h)：重要的燃燒成分，煤中約占28%，不僅發(fā)熱量高而且容易 著火燃燒。放熱量120370kj/kg 3硫硫( (s)s)：可燃有害成分，約占可燃成分的8%，分為

7、可燃硫（有機硫 和無機硫，燃燒后產物so2、so3）和不可燃硫（硫酸鹽） 煤經過洗煤后，可以把硫的質量分數(shù)控制在1%以下。 火力發(fā)電站 精煤是為了煉焦用的一種煤，它要經過 水洗去硫，去雜質等工業(yè)過程，以達到 煉焦用的標準 洗煤 精煤 原煤 礦上直接開采煤炭，一般做燃料用的能源 2.2 燃料成分與分析燃料成分與分析 第二章 4 4氧和氮（氧和氮（o b實際煤的消耗量（kg/h）； qnet,v,ar實際煤的接收基低位發(fā)熱量(kj/kg)。 29308 ,arvnet b bq b 2.3 燃料的發(fā)熱量燃料的發(fā)熱量 火力發(fā)電站 1千卡=1000卡 1千焦=1000焦耳 1千卡&1大卡1000卡 1

8、千卡&1大卡=4.187千焦（kj） 1卡4.187焦耳 2.3 燃料的發(fā)熱量燃料的發(fā)熱量 蒸汽鍋爐容量單位一般用th(按蒸汽容積流量或質量流量 算),熱水鍋爐一般用熱量單位焦耳或卡算.工業(yè)鍋爐中1t/h 基本等同于0.7mw的熱量(因為同樣是1t/h但壓力不同熱量 也不同)。 0.7mw=1t/h=60*104大卡/h.也就是60萬大卡。換句話說，每 產出60萬大卡的熱量/小時，就可以說該鍋爐的容量是1t/h。 所以有500萬大卡就得：500/60=8.3噸/h。 火力發(fā)電站 2.3 燃料的發(fā)熱量燃料的發(fā)熱量 二、氣體燃料發(fā)熱量與華白指數(shù) l 氣體發(fā)熱量也分為低位發(fā)熱量和高位發(fā)熱量 l 華白

9、指數(shù)：表示燃氣可置換性的參數(shù)。華白指數(shù)相同，則在相 同狀態(tài)下和相同燃氣噴嘴時，燃氣用具的熱功率是相同的。它可 有高位發(fā)熱量或低位發(fā)熱量及相對密度計算 火力發(fā)電站 2.3 燃料的發(fā)熱量燃料的發(fā)熱量 火力發(fā)電站 2.3 燃料的發(fā)熱量燃料的發(fā)熱量 火力發(fā)電站 2.4 鍋爐中燃料的燃燒計算鍋爐中燃料的燃燒計算 有充足的氧 氣 達到燃料的 燃點 燃燒條件 理想燃燒狀況（即完全燃燒）：其 主要成分完全轉化成二氧化碳和水 蒸氣，其中的硫轉化成二氧化硫。 火力發(fā)電站 燃料種類燃料種類 燃點燃點()() 燃料種類燃料種類 燃點燃點()() 無煙煤 470550 天然氣 600670 褐煤餅 焦炭 200一250

10、 550650 城市煤氣 遠程煤氣 550570 550570 木材 200300 丁烷 460 2.4 鍋爐中燃料的燃燒計算鍋爐中燃料的燃燒計算 火力發(fā)電站 2.4 鍋爐中燃料的燃燒計算鍋爐中燃料的燃燒計算 燃燒生成的 煙氣量 燃燒 所需空氣量 燃燒計算 內容 燃料的燃燒計算目的：選擇送、引 風機、確定風、煙道截面積和煙囪 的依據(jù) 火力發(fā)電站 2.4 鍋爐中燃料的燃燒計算鍋爐中燃料的燃燒計算 一、煤及燃料油燃料所需空氣量的計算 （一）空氣量的計算 1、理論空氣量的計算 定義：指1kg燃料中接收基的各種可燃成分完全燃燒時所需的空氣量 ，用符號表示，單位為m3/kg。 理論空氣量=各元素完全燃燒

11、所需空氣量總和-自身所含氧量的折算 量 基本假設：基本假設： 1.空氣、煙氣均為理想氣體，每kmol體積等于22.4nm3； 2.空氣中只有o2和n2成分，其容積比為： ； 3.每kg燃料都是在完全燃燒的條件下計算。 79.0 21.0 2 2 n o 火力發(fā)電站 2.4 鍋爐中燃料的燃燒計算鍋爐中燃料的燃燒計算 12kg 22.4nm3 22.4nm3 1kg 1.866nm3 1.866nm3 c + o2 = co2 2h2 + o2 = 2h2o 2*2.016kg 22.4nm3 2* 22.4nm3 1kg 5.55nm3 11.1nm3 s + o2 = so2 32kg 22.

12、4nm3 22.4nm3 1kg 0.7nm3 0.7nm3 火力發(fā)電站 2.4 鍋爐中燃料的燃燒計算鍋爐中燃料的燃燒計算 1kg收到基燃料中的可燃元素分別為碳 kg、 氫 kg、硫 kg，而1kg燃料中已含有氧 kg， 相當于 nm3/kg。這樣lkg收到基燃料 完全燃燒時所需的供應的理論氧氣量為： 100 ar c 100 ar h 100 ar s 100 ar o 100 o 0.7 32 22.4 100 o arar kgnm ohsc v arararar / 100 7 . 0 100 55. 5 100 7 . 0 100 866. 1 30 02 火力發(fā)電站 2.4 鍋爐中

13、燃料的燃燒計算鍋爐中燃料的燃燒計算 kgnmoh）sc ohsc v arararar arararar k /0333.0265.0375.0(0889.0 100 7 .0 100 55.5 100 7 .0 100 866.1 21.0 1 3 0 1kg收到基完全燃耗所需理論空氣量為： 當缺乏燃料的元素分析資料時，理論空氣量也可 以根據(jù)燃料的發(fā)熱量進行近似計算。其簡化計算 公式見書p45(2-35)(2-36)(2-37)(2-38) 火力發(fā)電站 2.4 鍋爐中燃料的燃燒計算鍋爐中燃料的燃燒計算 不能達到完 全燃燒。容 易產生可燃 的，劇毒的 氣體產物co 和炭黑煙灰 實際實際 煙氣量

14、煙氣量 vk 比理論空氣比理論空氣 量消耗量大量消耗量大 。一般空氣。一般空氣 要過量要過量10%-10%- 40%40% ）一般在 理論空氣消耗量 實際空氣消耗量 過量空氣系數(shù)3 . 1( / / 03 3 k k v v kgm kgm 火力發(fā)電站 2.4 鍋爐中燃料的燃燒計算鍋爐中燃料的燃燒計算 一般鍋爐運行時，爐膛和煙道內處于負壓狀態(tài)，通過爐 墻不嚴密處會漏入一部分空氣。 漏風系數(shù) =漏風量/理論空氣量 爐膛送風的過量空氣系數(shù)=爐膛出口處過量空氣系數(shù)-爐膛漏風系數(shù) =“- 火力發(fā)電站 2.4 鍋爐中燃料的燃燒計算鍋爐中燃料的燃燒計算 煙道名稱漏風系數(shù)a 室燃爐爐膛 煤粉爐 o1 層燃爐

15、爐膛 機械化及半機械化爐 01 人工加煤爐 03 沸騰爐爐膛懸浮層 01 過熱器 005 第一鍋爐管束 o1 第二鍋爐管束0 005 對流煙道 省煤器 鋼管式 01 鑄鐵式 o15 空氣預熱器 01 電除塵器：每級 015 除塵器 水膜除塵器 帶文邱里 01 不帶文邱里 005 干式旋風除塵器 005 鍋爐后的煙道 鋼制煙道(每10m長) 001 磚砌煙道(每10m長) 0005 額 定 負 荷 下 鍋 爐 各 段 煙 道 中 的 漏 風 系 數(shù) a 火力發(fā)電站 2.4 鍋爐中燃料的燃燒計算鍋爐中燃料的燃燒計算 二、燃料燃燒產生的煙氣量二、燃料燃燒產生的煙氣量 1、煙氣的成分與危害 不完全燃燒

16、產生co和炭黑煙灰 氮氧化物與水結合生產硝酸 碳氫化合物與煙氣進入大氣 產生二氧化硫，生成亞硫酸 二氧化碳 火力發(fā)電站 2.4 鍋爐中燃料的燃燒計算鍋爐中燃料的燃燒計算 2、理論煙氣量 1kg1kg接收基燃料在接收基燃料在理論空氣量的條件下完全燃燒理論空氣量的條件下完全燃燒，其生成的煙氣量，其生成的煙氣量 稱為理論煙氣量，用符號表示稱為理論煙氣量，用符號表示v v0 0y y 單位： 單位：nmnm3 3/kg /kg 其經驗公式：其經驗公式： 77. 0 1000 248. 0 ,0 netar y q v 54.0 1000 248.0 ,0 netar y q v 1000 256.0

17、,0netar y q v 煙煤、無煙煤及貧煤劣質煤劣質煤q qnet,ar net,ar12560kj/kg 12560kj/kg 液體燃料 燃氣燃料qnet,ar14654kj/kg 25.0 1000 272.0 ,0 netar y q v 火力發(fā)電站 2.4 鍋爐中燃料的燃燒計算鍋爐中燃料的燃燒計算 3、實際煙氣量 1kg接收基燃料在實際空氣量的條件下完全燃燒，其生成的煙氣 量稱為實際煙氣量，用符號vy表示。 1）過量空氣中氧氣的體積 2）過量空氣中氮氣的體積 3）過量空氣中水蒸氣的體積 00 121.0 22 koo vvv 00 179.0 22 knn vvv 00 10161

18、.0 22 koo vvv 實際煙氣量=理論空氣量+過量空氣量 )/()1(0161.1 300 kgmvvv kyy 對于燃氣鍋爐的實際煙氣量 )/)(/0037.01()(1 33 mmktvv ky 燃氣 vy實際煙氣體積 vk實際空氣消耗量 t燃燒前的初始溫度和排煙溫度的差 火力發(fā)電站 2.4 鍋爐中燃料的燃燒計算鍋爐中燃料的燃燒計算 如果手頭沒有煤的發(fā)熱量資料，無法用經驗公式計算煙氣量，也可 用鍋爐的排煙溫度和蒸發(fā)量按下表估算燃料生成的煙氣量(m3h)。 火力發(fā)電站 2.4 鍋爐中燃料的燃燒計算鍋爐中燃料的燃燒計算 火力發(fā)電站 2.4 鍋爐中燃料的燃燒計算鍋爐中燃料的燃燒計算 三、露

19、點溫度 露點的溫度與燃料的種類和空氣的過量情況有關。 露點的溫度與燃料的種類和空氣的過量情況有關。它一般在它一般在40-40- 6565。 這種傷害主要發(fā)生在這種傷害主要發(fā)生在燃煙煤爐、燃油爐和燃木柴爐中燃煙煤爐、燃油爐和燃木柴爐中。因為在。因為在煙煙 煤、燃油和木柴燃燒時會產生水蒸氣和二氧化硫，天然氣基本不含硫煤、燃油和木柴燃燒時會產生水蒸氣和二氧化硫，天然氣基本不含硫 ，無煙煤只產生很少量的水。，無煙煤只產生很少量的水。 防止結露的方法：防止結露的方法： 1 1、煙氣溫度不能低于露點。、煙氣溫度不能低于露點。 2 2、在熱水鍋爐的回水入口處常會形成冷凝水，所以回水溫度不能太、在熱水鍋爐的回

20、水入口處常會形成冷凝水，所以回水溫度不能太 低低 3 3、鍋爐受熱面必須采用抗酸腐蝕的材料。、鍋爐受熱面必須采用抗酸腐蝕的材料。 火力發(fā)電站 2.4 鍋爐中燃料的燃燒計算鍋爐中燃料的燃燒計算 四、煙氣的測量與分析 1 1一煙氣入口；一煙氣入口； 2 2一三通旋塞；一三通旋塞； 3 3一梳形管；一梳形管； 4-4-吸收劑瓶吸收劑瓶(i(i、)； 5 5一量簡；一量簡； 6 6一水準瓶；一水準瓶； 吸收荊瓶吸收荊瓶i i：kohkoh或或naohnaoh溶液，測定溶液，測定r0r02 2； 吸收劑瓶吸收劑瓶：焦性沒食子酸的堿溶液，測定：焦性沒食子酸的堿溶液，測定0 02 2； 吸收劑瓶吸收劑瓶：cuclcucl溶液，測定溶液，測定coco；經過三個瓶子后；經過三個瓶子后 剩余為剩余為n n2 2 火力發(fā)電站 2