第一章 燃料及燃燒計(jì)算

1、2021-10-29沈陽工程學(xué)院 王樹群 動本091-21第一篇第一篇 燃料與燃燒燃料與燃燒本篇主要內(nèi)容：本篇主要內(nèi)容：鍋爐燃煤的特性、燃料的基本燃燒計(jì)算；鍋爐燃煤的特性、燃料的基本燃燒計(jì)算；鍋爐熱平衡：要求學(xué)生建立熱平衡的概念，鍋爐熱平衡：要求學(xué)生建立熱平衡的概念，掌握鍋爐熱效率的計(jì)算方法；掌握鍋爐熱效率的計(jì)算方法；1.1. 通過講授鍋爐制粉系統(tǒng)、煙風(fēng)及燃燒系統(tǒng)，通過講授鍋爐制粉系統(tǒng)、煙風(fēng)及燃燒系統(tǒng)，使學(xué)生掌握各個(gè)系統(tǒng)的工作過程、工作特使學(xué)生掌握各個(gè)系統(tǒng)的工作過程、工作特點(diǎn)和設(shè)備及系統(tǒng)的工作原理。點(diǎn)和設(shè)備及系統(tǒng)的工作原理。2021-10-29沈陽工程學(xué)院 王樹群 動本091-22第一章燃料及

2、燃燒計(jì)算第一章燃料及燃燒計(jì)算燃料部分（燃料部分（1-51-5節(jié)）主要內(nèi)容：節(jié)）主要內(nèi)容： 鍋爐用燃料有哪些？鍋爐用燃料有哪些？ 煤的成分分析方法；煤的成分組成及各成煤的成分分析方法；煤的成分組成及各成分特點(diǎn)；分特點(diǎn)； 煤的分析基準(zhǔn)及換算；煤的分析基準(zhǔn)及換算； 煤的主要特性：發(fā)熱量、標(biāo)準(zhǔn)煤、折算成煤的主要特性：發(fā)熱量、標(biāo)準(zhǔn)煤、折算成分、灰的熔融性；分、灰的熔融性； 煤的分類。煤的分類。2021-10-29沈陽工程學(xué)院 王樹群 動本091-231.11.1鍋爐用燃料鍋爐用燃料1.1.燃料：燃燒時(shí)能發(fā)熱的物質(zhì)。燃料：燃燒時(shí)能發(fā)熱的物質(zhì)。2.2.分類：分類：物態(tài)：固體、液體、氣體物態(tài)：固體、液體、氣體

3、獲得方式：人工：木炭、煤粉、汽油等獲得方式：人工：木炭、煤粉、汽油等3.3.選擇燃料的原則：選擇燃料的原則： 不占用其它行業(yè)所必須的優(yōu)質(zhì)燃料；不占用其它行業(yè)所必須的優(yōu)質(zhì)燃料；盡可能采用當(dāng)?shù)厝剂?；盡可能采用當(dāng)?shù)厝剂希惶岣呷剂鲜褂玫慕?jīng)濟(jì)性；提高燃料使用的經(jīng)濟(jì)性；盡可能減少污染；盡可能減少污染；劣質(zhì)煤：兩種含義劣質(zhì)煤：兩種含義. . 一是指水分、灰分或硫分含量較多、發(fā)熱量較低，（三高一低）在其一是指水分、灰分或硫分含量較多、發(fā)熱量較低，（三高一低）在其它方面沒有多大經(jīng)濟(jì)價(jià)值的煤。它方面沒有多大經(jīng)濟(jì)價(jià)值的煤。 二是指發(fā)熱量雖然很高二是指發(fā)熱量雖然很高, ,但是難于著火燃燒的煤。但是難于著火燃燒的煤。2

4、021-10-29沈陽工程學(xué)院 王樹群 動本091-241.21.2煤的成分煤的成分一、元素分析和工業(yè)分析一、元素分析和工業(yè)分析 煤是由有機(jī)化合物和無機(jī)礦物質(zhì)等組成的一種復(fù)雜物質(zhì)。煤是由有機(jī)化合物和無機(jī)礦物質(zhì)等組成的一種復(fù)雜物質(zhì)。 兩種分析方法：元素分析法、工業(yè)分析法。兩種分析方法：元素分析法、工業(yè)分析法。（一）元素分析成分及表示符號（一）元素分析成分及表示符號 碳、氫、氧、氮、硫、灰分、水分碳、氫、氧、氮、硫、灰分、水分M M（二）煤的工業(yè)分析及表示符號（二）煤的工業(yè)分析及表示符號 水分水分M M、揮發(fā)分、揮發(fā)分V V、固定碳、固定碳FCFC、灰分、灰分A A2021-10-29沈陽工程學(xué)院

5、 王樹群 動本091-25二、元素分析成分、碳：主要可燃元素，含量最高，、碳：主要可燃元素，含量最高，5 5。 C+0C+02 2=CO=CO2 2+32700+32700存在形式：存在形式：與氫、氮、硫等結(jié)合生成與氫、氮、硫等結(jié)合生成揮發(fā)性物質(zhì)；揮發(fā)性物質(zhì)； 單質(zhì)單質(zhì)狀態(tài)，稱固定碳（狀態(tài)，稱固定碳（FC).FC). 固定碳越多，煤不易著火，燃燒緩慢，火固定碳越多，煤不易著火，燃燒緩慢，火苗短。苗短。2021-10-29沈陽工程學(xué)院 王樹群 動本091-26、氫：發(fā)熱量最高，、氫：發(fā)熱量最高，3 3, H, H含量越高，越容易著火、燃含量越高，越容易著火、燃燒。燒。 2H2H2 2+O+O2

6、2=2H=2H2 2O+120000O+1200003 3、氧、氮：含量很少、氧、氮：含量很少 高溫下生成氮氧化物高溫下生成氮氧化物(NOx)(NOx)，污染大氣。，污染大氣。4 4、硫：可燃、有害氣體，、硫：可燃、有害氣體， 1.1.需脫硫需脫硫 S+OS+O2 2=SO=SO2 2+9040+9040有機(jī)硫（有機(jī)硫（S S0 0）-與與C C、 H H、 O O等結(jié)合成復(fù)雜的化合物。等結(jié)合成復(fù)雜的化合物。 黃鐵礦硫（黃鐵礦硫（FeSFeS2 2)煤種煤種S S元素元素80%80%以黃鐵礦形式存在。以黃鐵礦形式存在。 硫酸鹽硫硫酸鹽硫CaSOCaSO4 4、MgSOMgSO4 4、FeSOF

7、eSO4 4等，不能燃燒，歸入灰分等，不能燃燒，歸入灰分中。中。2021-10-29沈陽工程學(xué)院 王樹群 動本091-27、水分：主要不可燃成分，。、水分：主要不可燃成分，。 全水分全水分 MtMt 表面水分（外在水分）表面水分（外在水分）M Mf f通過自然干燥可除去的水分。通過自然干燥可除去的水分。 固有水分（內(nèi)在水分）固有水分（內(nèi)在水分）MinhMinh原煤失去外在水分后剩余原煤失去外在水分后剩余的水分。的水分。 需要在較高溫度下（需要在較高溫度下（105-110105-110，加熱，加熱1.5-21.5-2小時(shí)）才能從小時(shí)）才能從煤樣中除去。煤樣中除去。、灰分：、灰分： 將煤樣在空氣中

8、加熱到將煤樣在空氣中加熱到8008002525，灼燒，灼燒2h2h后的剩余物就后的剩余物就是灰分。是灰分。 煤中不可燃物質(zhì)統(tǒng)稱灰分。煤中不可燃物質(zhì)統(tǒng)稱灰分。101050%50%。2021-10-29沈陽工程學(xué)院 王樹群 動本091-28三、工業(yè)分析成分三、工業(yè)分析成分 水分（水分（M M）、揮發(fā)分）、揮發(fā)分(V)(V)、固定碳、固定碳(FC)(FC)、灰分、灰分(A)(A) 1 1、全水分、全水分 MtMt 表面水分（外在水分）表面水分（外在水分）M Mf f通過自然干燥可除通過自然干燥可除去的水分。去的水分。 固有水分（內(nèi)在水分）固有水分（內(nèi)在水分）MinhMinh原煤失去外在水原煤失去外在

9、水分后剩余的水分。分后剩余的水分。 需要在較高溫度下（需要在較高溫度下（105-110105-110，加熱，加熱1.5-21.5-2小時(shí)）小時(shí)）才能從煤樣中除去。才能從煤樣中除去。2021-10-29沈陽工程學(xué)院 王樹群 動本091-292 2、揮發(fā)分：失去水分的煤在隔絕空氣條件下加熱到、揮發(fā)分：失去水分的煤在隔絕空氣條件下加熱到9009001010溫度時(shí)，有機(jī)物質(zhì)會分解成各種氣體，溫度時(shí)，有機(jī)物質(zhì)會分解成各種氣體，這些氣體成分稱揮發(fā)分。這些氣體成分稱揮發(fā)分。）組成：可燃?xì)怏w）組成：可燃?xì)怏w(CmHn(CmHn、H H2 2、 CO HCO H2 2S S等等) )、不可燃?xì)怏w不可燃?xì)怏w(CO

10、(CO2 2等等) )。）特點(diǎn)：自身容易著火燃燒；且能促進(jìn)焦）特點(diǎn)：自身容易著火燃燒；且能促進(jìn)焦炭的燃燒。炭的燃燒。）作用：燃燒的重要特性、煤分類的依據(jù)。）作用：燃燒的重要特性、煤分類的依據(jù)。2021-10-29沈陽工程學(xué)院 王樹群 動本091-2103 3、固定碳（、固定碳（FCFC）和灰分（）和灰分（A)A) 揮發(fā)分析出后剩下的物質(zhì)稱焦炭。揮發(fā)分析出后剩下的物質(zhì)稱焦炭。 焦炭固定碳灰分焦炭固定碳灰分 將煤樣在空氣中加熱到將煤樣在空氣中加熱到8158151010，灼燒，灼燒2h2h后的剩余物就是灰分。后的剩余物就是灰分。2021-10-29沈陽工程學(xué)院 王樹群 動本091-211四、煤中成分

11、對鍋爐工作的影響四、煤中成分對鍋爐工作的影響1 1、硫分、硫分危害：）危害：）3 3+ +生成生成硫酸，造成低溫腐蝕；硫酸，造成低溫腐蝕； 2 2）污染大氣；）污染大氣； 3 3）硫化鐵導(dǎo)致磨煤機(jī)磨損。）硫化鐵導(dǎo)致磨煤機(jī)磨損。2021-10-29沈陽工程學(xué)院 王樹群 動本091-2122 2、灰分、灰分危害：）可燃元素減少，發(fā)熱量降低；危害：）可燃元素減少，發(fā)熱量降低；）阻礙可燃質(zhì)與氧接觸，影響燃燒、燃盡；）阻礙可燃質(zhì)與氧接觸，影響燃燒、燃盡；）受熱面積灰、結(jié)渣，影響傳熱；）受熱面積灰、結(jié)渣，影響傳熱； ）煙氣中飛灰引起設(shè)備磨損、腐蝕，降低使用壽命；）煙氣中飛灰引起設(shè)備磨損、腐蝕，降低使用壽命

12、；）增加灰渣物理熱損失；）增加灰渣物理熱損失；）污染環(huán)境；）污染環(huán)境；）增加除塵、除灰設(shè)備；增加開采、運(yùn)輸費(fèi)用，制）增加除塵、除灰設(shè)備；增加開采、運(yùn)輸費(fèi)用，制粉系統(tǒng)電耗。粉系統(tǒng)電耗。2021-10-29沈陽工程學(xué)院 王樹群 動本091-2133 3、水分、水分危害：）發(fā)熱量降低；危害：）發(fā)熱量降低；）增加不完全燃燒損失；）增加不完全燃燒損失；）煙氣體積增大，排煙損失和引風(fēng)電耗增）煙氣體積增大，排煙損失和引風(fēng)電耗增加；加；）影響磨煤，堵塞煤粉管道；）影響磨煤，堵塞煤粉管道；）低溫受熱面堵灰、腐蝕。）低溫受熱面堵灰、腐蝕。 2021-10-29沈陽工程學(xué)院 王樹群 動本091-2144 4、揮發(fā)分

13、、揮發(fā)分1 1）特點(diǎn)：自身容易著火燃燒；且能促進(jìn)焦）特點(diǎn)：自身容易著火燃燒；且能促進(jìn)焦炭的燃燒。炭的燃燒。2 2）作用：燃燒的重要特性、煤分類的依據(jù)。）作用：燃燒的重要特性、煤分類的依據(jù)。2021-10-29沈陽工程學(xué)院 王樹群 動本091-215五、煤的成分計(jì)算基準(zhǔn)五、煤的成分計(jì)算基準(zhǔn)1 .1 .收到基收到基 ar (as received basis)ar (as received basis) 以入爐煤（實(shí)際工作煤）為基準(zhǔn)進(jìn)行分析的各個(gè)成分質(zhì)以入爐煤（實(shí)際工作煤）為基準(zhǔn)進(jìn)行分析的各個(gè)成分質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。量百分?jǐn)?shù)。 Car+Har+Oar+Nar+Sar+Aar+Mar=100%Car+Har

14、+Oar+Nar+Sar+Aar+Mar=100% FCar+Var+Aar+Mar=100% FCar+Var+Aar+Mar=100% 應(yīng)用：鍋爐熱力計(jì)算。應(yīng)用：鍋爐熱力計(jì)算。2 .2 .空氣干燥基空氣干燥基 ad(air dried basis)ad(air dried basis) 除去外在水分后的各個(gè)成分質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。除去外在水分后的各個(gè)成分質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。 Cad+Had+Oad+Nad+Sad+Aad+Mad=100%Cad+Had+Oad+Nad+Sad+Aad+Mad=100% FCad+Vad+Aad+Mad=100% FCad+Vad+Aad+Mad=100% 應(yīng)用：實(shí)驗(yàn)室內(nèi)煤

15、樣分析使用。應(yīng)用：實(shí)驗(yàn)室內(nèi)煤樣分析使用。2021-10-29沈陽工程學(xué)院 王樹群 動10-29沈陽工程學(xué)院 王樹群 動本091-2173 .3 .干燥基干燥基d (dry basis)d (dry basis)：假想無水狀態(tài)的各個(gè)成：假想無水狀態(tài)的各個(gè)成分質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。分質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。 Cd+Hd+Od+Nd+Sd+Ad=100%Cd+Hd+Od+Nd+Sd+Ad=100% FCd+Vd+Ad=100% FCd+Vd+Ad=100% 應(yīng)用：灰分含量常用干燥基表示。應(yīng)用：灰分含量常用干燥基表示。4 .4 .干燥無灰基干燥無灰基daf (dry and ash free ba

16、sis)daf (dry and ash free basis)：假想無水無灰狀態(tài)的各個(gè)成分質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。假想無水無灰狀態(tài)的各個(gè)成分質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。 Cdaf+Hdaf+Odaf+Ndaf+Sdaf=100%Cdaf+Hdaf+Odaf+Ndaf+Sdaf=100% FCdaf+Vdaf=100% FCdaf+Vdaf=100% 應(yīng)用：揮發(fā)分含量常用干燥無灰基表示。應(yīng)用：揮發(fā)分含量常用干燥無灰基表示。2021-10-29沈陽工程學(xué)院 王樹群 動本091-2181.31.3燃料的某些特性燃料的某些特性一、發(fā)熱量一、發(fā)熱量：單位質(zhì)量的煤完全燃燒時(shí)所放出的熱量。：單位質(zhì)量的煤完全燃燒時(shí)所放出的熱量。 (1

17、)(1)高位發(fā)熱量高位發(fā)熱量(Qar,gr)(Qar,gr)：單位質(zhì)量的煤形成的水蒸氣凝：單位質(zhì)量的煤形成的水蒸氣凝結(jié)為液態(tài)水時(shí)最大可能的發(fā)熱量。結(jié)為液態(tài)水時(shí)最大可能的發(fā)熱量。 (2)(2)低位發(fā)熱量低位發(fā)熱量(Qar,net)(Qar,net)：高位發(fā)熱量中扣除汽化潛熱后：高位發(fā)熱量中扣除汽化潛熱后的發(fā)熱量。的發(fā)熱量。 Qar,net=Qar,gr-r(9Har/100+Mar/100)Qar,net=Qar,gr-r(9Har/100+Mar/100) Qar,net=4.19(81Car+246Har+26Sar- 26Oar-6Mar)Qar,net=4.19(81Car+246Har

18、+26Sar- 26Oar-6Mar)2021-10-29沈陽工程學(xué)院 王樹群 動本091-219二、折算成分二、折算成分：折算水分、折算灰分、折算硫分：折算水分、折算灰分、折算硫分 相對于發(fā)熱量中每相對于發(fā)熱量中每4190 KJ/Kg 4190 KJ/Kg 收到基低位發(fā)熱量的煤的水分、收到基低位發(fā)熱量的煤的水分、灰分、硫分的含量?；曳?、硫分的含量。 Mar,red=4190Mar,red=4190* *Mar/Qar,netMar/Qar,net Aar,red=4190 Aar,red=4190* *Aar/Qar,netAar/Qar,net Sar,red=4190 Sar,red=4

19、190* *Sar/Qar,netSar/Qar,net Mar,red Mar,red8% Sar,red8% Sar,red0.2% Aar,red0.2% Aar,red4% 4% 分別稱為高水分別稱為高水分、分、 高硫分、高灰分高硫分、高灰分. . 標(biāo)準(zhǔn)煤標(biāo)準(zhǔn)煤：收到基低位發(fā)熱量為：收到基低位發(fā)熱量為29310 KJ/Kg29310 KJ/Kg的煤。的煤。 B Bb b=BQar,net,p/29270=BQar,net,p/292702021-10-29沈陽工程學(xué)院 王樹群 動本091-220三、灰的熔融性三、灰的熔融性 煤灰在某一確定溫度下開始熔化，此溫度煤灰在某一確定溫度下開始熔

20、化，此溫度定義為灰熔點(diǎn)。定義為灰熔點(diǎn)。 DTDT變形溫度，錐體頂點(diǎn)開始變成圓或傾斜變形溫度，錐體頂點(diǎn)開始變成圓或傾斜STST軟化溫度，錐體頂點(diǎn)彎曲至錐地面或成軟化溫度，錐體頂點(diǎn)彎曲至錐地面或成球狀球狀 （灰熔點(diǎn)）固態(tài)排渣爐的灰熔融性用軟化溫度（灰熔點(diǎn)）固態(tài)排渣爐的灰熔融性用軟化溫度STST來代表來代表FTFT熔化溫度，完全熔化成液體并能在底面熔化溫度，完全熔化成液體并能在底面流動。流動。2021-10-29沈陽工程學(xué)院 王樹群 動10-29沈陽工程學(xué)院 王樹群 動10-29沈陽工程學(xué)院 王樹群 動本091-223 影響灰熔點(diǎn)因素：影響灰熔點(diǎn)因

21、素：）灰的成分：酸性氧化物增加，灰熔點(diǎn)升高；堿性）灰的成分：酸性氧化物增加，灰熔點(diǎn)升高；堿性氧化物增加，灰熔點(diǎn)降低氧化物增加，灰熔點(diǎn)降低）所處環(huán)境介質(zhì)的性質(zhì)：還原性氣體存在，共晶體）所處環(huán)境介質(zhì)的性質(zhì)：還原性氣體存在，共晶體生成，灰熔點(diǎn)降低生成，灰熔點(diǎn)降低）灰分含量：灰分越多，灰熔點(diǎn)降低）灰分含量：灰分越多，灰熔點(diǎn)降低 當(dāng)灰的軟化溫度當(dāng)灰的軟化溫度STST1350 ,1350 ,爐內(nèi)結(jié)渣的可能性不爐內(nèi)結(jié)渣的可能性不大。為避免爐膛出口處結(jié)渣，爐膛出口處溫度比大。為避免爐膛出口處結(jié)渣，爐膛出口處溫度比STST低低5050100 100 2021-10-29沈陽工程學(xué)院 王樹群 動本091-2241

22、.4 1.4 煤的分類煤的分類發(fā)電廠用煤主要以揮發(fā)分、發(fā)熱量、灰分、水分等作為指標(biāo)進(jìn)行分類。發(fā)電廠用煤主要以揮發(fā)分、發(fā)熱量、灰分、水分等作為指標(biāo)進(jìn)行分類。. .無煙煤：無煙煤：V Vdafdaf 1010、arar=95-96%=95-96%，含碳量高，揮發(fā)分少；，含碳量高，揮發(fā)分少；特點(diǎn)：不易點(diǎn)燃，燃燒緩慢且火焰短；焦炭無膠結(jié)性，質(zhì)硬，特點(diǎn)：不易點(diǎn)燃，燃燒緩慢且火焰短；焦炭無膠結(jié)性，質(zhì)硬， 不易研磨；儲存不會自燃。不易研磨；儲存不會自燃。. .貧煤：貧煤： V Vdaf daf 10102020；性質(zhì)介于煙煤和無煙煤之間。；性質(zhì)介于煙煤和無煙煤之間。. .煙煤：煙煤： V Vdaf daf

23、20204040；含碳低于無煙煤，但揮發(fā)分較多；含碳低于無煙煤，但揮發(fā)分較多；特點(diǎn)：易點(diǎn)燃，火焰長，含氫量高，發(fā)熱量高；儲存時(shí)會自燃。特點(diǎn)：易點(diǎn)燃，火焰長，含氫量高，發(fā)熱量高；儲存時(shí)會自燃。. .褐煤：褐煤： V Vdaf daf ，含碳量少，揮發(fā)分高，水分、灰分含量大；，含碳量少，揮發(fā)分高，水分、灰分含量大；特點(diǎn)：發(fā)熱量低，儲存時(shí)極易發(fā)生自燃。特點(diǎn)：發(fā)熱量低，儲存時(shí)極易發(fā)生自燃。1.51.5液體和氣體燃料液體和氣體燃料 （了解）（了解）2021-10-29沈陽工程學(xué)院 王樹群 動本091-225 例題：某褐煤收到基元素分析各成分的百分含量為：Car=34%，Har=2.7%，Oar=8.6%

24、，Sar=2.2%，Nar=0.6%，Aar=26.9%，Mar=25%，經(jīng)過短時(shí)間干燥后測得Mad=20%。請計(jì)算干燥后，煤的空氣干燥基元素分析百分含量為多少?2021-10-29沈陽工程學(xué)院 王樹群 動本091-226思考題思考題: :1.1.元素分析法分析煤的組成時(shí)元素分析法分析煤的組成時(shí), ,煤由哪些成分組成？各有何特點(diǎn)？煤由哪些成分組成？各有何特點(diǎn)？2.2.煤中硫分、水分、灰分對鍋爐工作有何影響？煤中硫分、水分、灰分對鍋爐工作有何影響？3.3.什么叫內(nèi)在水分、外在水分、全水分？內(nèi)在灰分、外在灰分？什么叫內(nèi)在水分、外在水分、全水分？內(nèi)在灰分、外在灰分？4.4.煤的工業(yè)分析有哪些分析成分

25、？各有何特點(diǎn)？煤的工業(yè)分析有哪些分析成分？各有何特點(diǎn)？5.5.煤的含碳量、固定碳和焦炭有何區(qū)別和聯(lián)系？煤的含碳量、固定碳和焦炭有何區(qū)別和聯(lián)系？6.6.什么叫煤的揮發(fā)分、發(fā)熱量、高位發(fā)熱量、低位發(fā)熱量？什么叫煤的揮發(fā)分、發(fā)熱量、高位發(fā)熱量、低位發(fā)熱量？7.DT7.DT、STST、FTFT分別代表什么含義？有哪些影響因素？分別代表什么含義？有哪些影響因素？8.8.煤種一定時(shí)煤種一定時(shí), ,灰熔點(diǎn)是否是定值？為什么？灰熔點(diǎn)是否是定值？為什么？9.9.電力用煤有哪幾種？電力用煤有哪幾種？ 2021-10-29沈陽工程學(xué)院 王樹群 動本091-227第一章燃料及燃燒計(jì)算第一章燃料及燃燒計(jì)算燃燒計(jì)算部分（

26、燃燒計(jì)算部分（6-76-7節(jié)）主要內(nèi)容：節(jié)）主要內(nèi)容：1.1.燃燒所需空氣量計(jì)算；燃燒所需空氣量計(jì)算；2.2.煙氣量計(jì)算（理論狀態(tài)下和實(shí)際運(yùn)行中兩種算法）；煙氣量計(jì)算（理論狀態(tài)下和實(shí)際運(yùn)行中兩種算法）；3.3.過量空氣系數(shù)和漏風(fēng)系數(shù)計(jì)算；過量空氣系數(shù)和漏風(fēng)系數(shù)計(jì)算；4.4.煙氣和空氣焓計(jì)算（為鍋爐課程設(shè)計(jì)服務(wù)）；煙氣和空氣焓計(jì)算（為鍋爐課程設(shè)計(jì)服務(wù)）； 2021-10-29沈陽工程學(xué)院 王樹群 動本091-2281.6 1.6 燃料的燃燒計(jì)算燃料的燃燒計(jì)算鍋爐燃燒計(jì)算的前提鍋爐燃燒計(jì)算的前提: :1.1.空氣量與煙氣量的計(jì)算均以空氣量與煙氣量的計(jì)算均以1kg1kg燃料的收到基為基礎(chǔ)；燃料的收到

27、基為基礎(chǔ)；2.2.計(jì)算狀態(tài)為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，計(jì)算狀態(tài)為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，1 1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，00；3.3.空氣和煙氣的所有組成成分（包括水蒸汽，分壓很?。諝夂蜔煔獾乃薪M成成分（包括水蒸汽，分壓很小），均可作理想氣體，均可作理想氣體，1 1千摩爾氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的容積是千摩爾氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的容積是22.4Nm22.4Nm3 3；4.4.氣體容積計(jì)算單位均為氣體容積計(jì)算單位均為NmNm3 3/kg/kg。 （NmNm3 3含義是標(biāo)準(zhǔn)立方米）含義是標(biāo)準(zhǔn)立方米）2021-10-29沈陽工程學(xué)院 王樹群 動本091-229一、燃燒所需空氣量一、燃燒所需空氣量1.1.理論空氣量理論空氣量 1kg1kg

28、收到基燃料完全燃燒而又沒有剩余氧收到基燃料完全燃燒而又沒有剩余氧存在時(shí)所需要的空氣量。存在時(shí)所需要的空氣量。 C C 燃燒消耗的氧氣量燃燒消耗的氧氣量 H H 燃燒消耗的氧氣量燃燒消耗的氧氣量 S S 燃燒消耗的氧氣量燃燒消耗的氧氣量扣除燃料本身的氧量扣除燃料本身的氧量00221. 01OVV需要的總氧氣量需要的總氧氣量2021-10-29沈陽工程學(xué)院 王樹群 動本091-230理論氧氣量和理論空氣量：量和理論空氣量：kgNmOHSCarararar/0333.0265.0)375.0(0889.03kgNmOSHCVararararO/1007 .01007 .010055.5100866.

29、1302kgNmOSHCVVararararO/)(0333.0265.00889.021.013002ararSCRar375.02021-10-29沈陽工程學(xué)院 王樹群 動本091-2312.2.實(shí)際空氣量：實(shí)際空氣量：1KG1KG燃料燃燒實(shí)際需要的空氣量。燃料燃燒實(shí)際需要的空氣量。 爐膛內(nèi)的混合不可能絕對均勻，為保證完全燃燒，需多爐膛內(nèi)的混合不可能絕對均勻，為保證完全燃燒，需多送一部分空氣。送一部分空氣。 一般煤粉爐過量空氣系數(shù)為一般煤粉爐過量空氣系數(shù)為1.151.151.251.25。 無煙煤、貧煤及劣質(zhì)煙煤，過量空氣系數(shù)為無煙煤、貧煤及劣質(zhì)煙煤，過量空氣系數(shù)為1.20-1.251.2

30、0-1.25，煙煤及褐煤，過量空氣系數(shù)為煙煤及褐煤，過量空氣系數(shù)為1.15-1.201.15-1.20。0VV過量空氣系數(shù)過量空氣系數(shù)0VV2021-10-29沈陽工程學(xué)院 王樹群 動本091-2323.3.漏風(fēng)系數(shù)漏風(fēng)系數(shù) 鍋爐的通風(fēng)方式：鍋爐的通風(fēng)方式： （1 1）鍋爐通風(fēng)的方式）鍋爐通風(fēng)的方式主要采用主要采用“平衡通平衡通風(fēng)風(fēng)”，即同時(shí)使用送風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)，爐膛保持，即同時(shí)使用送風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)，爐膛保持微微負(fù)壓負(fù)壓 的方式；另外還有的方式；另外還有“負(fù)壓通風(fēng)負(fù)壓通風(fēng)”和和“正壓通正壓通風(fēng)風(fēng)”的方式。的方式。 （2 2）平衡通風(fēng)的特點(diǎn)）平衡通風(fēng)的特點(diǎn)鍋爐不向外噴火焰鍋爐不向外噴火焰和冒煙氣，但

31、會有空氣從未密封處或密封不嚴(yán)密和冒煙氣，但會有空氣從未密封處或密封不嚴(yán)密處漏入爐膛內(nèi)，從而使煙氣沿?zé)煔饬鞒痰倪^量空處漏入爐膛內(nèi)，從而使煙氣沿?zé)煔饬鞒痰倪^量空氣系數(shù)不斷增大。氣系數(shù)不斷增大。 2021-10-29沈陽工程學(xué)院 王樹群 動本091-233漏風(fēng)系數(shù)：漏風(fēng)系數(shù)： 負(fù)壓環(huán)境下的鍋爐，爐外的空氣漏入爐內(nèi)的漏風(fēng)量與負(fù)壓環(huán)境下的鍋爐，爐外的空氣漏入爐內(nèi)的漏風(fēng)量與理論空氣量的比值。理論空氣量的比值。爐外漏入的空氣量為對應(yīng)爐外漏入的空氣量為對應(yīng)1KG1KG燃料的漏風(fēng)量。燃料的漏風(fēng)量。0VV2021-10-29沈陽工程學(xué)院 王樹群 動本091-234二、煙氣量計(jì)算（煙氣容積計(jì)算）二、煙氣量計(jì)算（煙氣

32、容積計(jì)算）煙氣成分組成：煙氣成分組成： 當(dāng)當(dāng) 完全燃燒：完全燃燒： 二氧化碳、二氧化硫、氮?dú)?、水蒸氣。二氧化碳、二氧化硫、氮?dú)?、水蒸氣?完全燃燒：完全燃燒： 二氧化碳、二氧化硫、氮?dú)狻⑺魵?、氧氣。二氧化碳、二氧化硫、氮?dú)狻⑺魵?、氧氣?不完全燃燒：不完全燃燒： 二氧化碳、二氧化硫、氮?dú)狻⑺魵?、氧氣、一氧化碳二氧化碳、二氧化硫、氮?dú)?、水蒸氣、氧氣、一氧化?021-10-29沈陽工程學(xué)院 王樹群 動本091-235（一）化學(xué)反應(yīng)方程式法（一）化學(xué)反應(yīng)方程式法（完全燃燒，鍋爐設(shè)計(jì)采用）（完全燃燒，鍋爐設(shè)計(jì)采用）1.1.理論煙氣量：定義理論煙氣量：定義(1(1）三原子氣體煙氣量）三原子氣體煙

33、氣量(2)(2)理論氮?dú)饬坷碚摰獨(dú)饬?3)(3)理論水蒸汽量理論水蒸汽量222SOCOROVVV02NV02OHV0002222OHNSOCOgVVVVV2021-10-29沈陽工程學(xué)院 王樹群 動本091-236(1)三原子氣體煙氣量三原子氣體煙氣量222SOCOROVVV4 .2232100866. 1100324 .224 .2212100866. 1100124 .222222ararararSSSOOSCCCOOC1007 . 0100866. 12ararROSCV2021-10-29沈陽工程學(xué)院 王樹群 動本091-237(2)(2)理論氮?dú)饬坷碚摰獨(dú)饬?079. 0100284

34、 .222VNVarN0079. 01008 . 02VNVarN2021-10-29沈陽工程學(xué)院 王樹群 動本091-238(3)(3)理論水蒸汽量理論水蒸汽量由煤中的水分由煤中的水分煤中煤中H H 元素轉(zhuǎn)換的水分元素轉(zhuǎn)換的水分由理論空氣量由理論空氣量V V0 0帶入的水分，即相對于每帶入的水分，即相對于每1kg1kg燃煤帶燃煤帶入的水蒸汽容積入的水蒸汽容積 0.0161V0 (Nm3/kg)ararMM0124. 0100184 .22ararHH111. 0100224 .2222021-10-29沈陽工程學(xué)院 王樹群 動本091-239理論水蒸汽容積理論水蒸汽容積理論煙氣量理論煙氣量w

35、hararHWVHMV24. 10161. 0111. 00124. 000020002222OHNSOCOgVVVVV(4) 采用蒸汽霧化等設(shè)備帶入的水蒸汽容積采用蒸汽霧化等設(shè)備帶入的水蒸汽容積whwhHWWV24. 128/4 .220022021-10-29沈陽工程學(xué)院 王樹群 動本091-2402 2、實(shí)際煙氣容積、實(shí)際煙氣容積（1 1）完全燃燒且過量空氣系數(shù)大于）完全燃燒且過量空氣系數(shù)大于1 1的煙氣量的煙氣量( (理論理論狀態(tài)下）狀態(tài)下）000) 1(0161. 0) 1(VVVVgg00) 1(0161. 1VVVggOHdggVVV2計(jì)算思路：實(shí)際煙氣容積計(jì)算思路：實(shí)際煙氣容積

36、= =理論煙氣容積理論煙氣容積+ +過量空氣容積（干）過量空氣容積（干）+ +過量空氣帶入的水蒸氣容積過量空氣帶入的水蒸氣容積或：實(shí)際煙氣容積或：實(shí)際煙氣容積= =干煙氣容積干煙氣容積+ +水蒸氣容積水蒸氣容積2021-10-29沈陽工程學(xué)院 王樹群 動10-29沈陽工程學(xué)院 王樹群 動本091-242三原子氣體的容積份額三原子氣體的容積份額 在輻射換熱計(jì)算中，三原子氣體在輻射換熱計(jì)算中，三原子氣體RORO2 2，H H2 2O O均參與輻射換熱均參與輻射換熱, ,灰粒的濃度對輻射灰粒的濃度對輻射換熱有影響。換熱有影響。 三原子氣體的容積份額和分壓力為：三原子氣體的容

37、積份額和分壓力為：PrpVVrROROgRORO2222,PrpVVrOHOHgOHOH2222,2021-10-29沈陽工程學(xué)院 王樹群 動本091-243飛灰濃度飛灰濃度：即每：即每1kg1kg煙氣中飛灰的質(zhì)量。煙氣中飛灰的質(zhì)量。afa煙氣攜帶出爐膛的飛灰占總灰量的份額煙氣攜帶出爐膛的飛灰占總灰量的份額。煙氣）(/100kgkgGaAgfaar2021-10-29沈陽工程學(xué)院 王樹群 動本091-244 （二）不完全燃燒時(shí)的煙氣量（實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)）（二）不完全燃燒時(shí)的煙氣量（實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)）計(jì)算方法：實(shí)際煙氣容積計(jì)算方法：實(shí)際煙氣容積= =干煙氣容積干煙氣容積+ +水蒸氣容積水蒸氣容積干煙氣容

38、積利用煙氣分析實(shí)驗(yàn)獲得的公式干煙氣容積利用煙氣分析實(shí)驗(yàn)獲得的公式1-441-44計(jì)算；計(jì)算；水蒸氣容積使用前面的公式水蒸氣容積使用前面的公式1-281-28計(jì)算。計(jì)算。OHdggVVV22021-10-29沈陽工程學(xué)院 王樹群 動本091-245kg/Nm VVV kg/Nm CORO)S375. 0C(866. 1V kg/Nm 100C866. 1VV 100VVVVCORO 3OHdgg32arardg3arCOCOdgCOSOCO22222由此可得而根據(jù)定義有2021-10-29沈陽工程學(xué)院 王樹群 動本091-246煙氣分析煙氣分析 （1 1）計(jì)算實(shí)際的煙氣容積；）計(jì)算實(shí)際的煙氣容積

39、； （2 2）確定實(shí)際的過量空氣系數(shù)、）確定實(shí)際的過量空氣系數(shù)、“漏風(fēng)系數(shù)漏風(fēng)系數(shù)”、燃燒的不完全程度（燃燒的不完全程度（COCO含量）；含量）； （3 3）指導(dǎo)燃燒調(diào)整、燃燒設(shè)備的改進(jìn)。）指導(dǎo)燃燒調(diào)整、燃燒設(shè)備的改進(jìn)。2021-10-29沈陽工程學(xué)院 王樹群 動本091-2471 1、煙氣成分分析、煙氣成分分析 各氣體成分占干煙氣容積的百分?jǐn)?shù)各氣體成分占干煙氣容積的百分?jǐn)?shù)%100%100%100%100%10022222222dgNdgCOdgOdgSOdgCOVVNVVCOVVOVVSOVVCO2021-10-29沈陽工程學(xué)院 王樹群 動本091-248 %100 RO 100%N CO

40、22222222222NCOOCOOSOVVVVVVNCOOSOCOdg或?qū)懗伤砸驗(yàn)?021-10-29沈陽工程學(xué)院 王樹群 動本091-2492.2.奧氏煙氣分析器奧氏煙氣分析器（1 1）結(jié)構(gòu)）結(jié)構(gòu) 2021-10-29沈陽工程學(xué)院 王樹群 動本091-250（2 2）原理）原理 選擇性吸收方法選擇性吸收方法化學(xué)吸收劑吸收煙氣中的一種化學(xué)吸收劑吸收煙氣中的一種或兩種氣體成分或兩種氣體成分OHSOKOHCOKROKOH222232223SO2KOH CO2KOH ,). 1其化學(xué)反應(yīng)式如下：溶液，吸收氫氧化鉀（2021-10-29沈陽工程學(xué)院 王樹群 動本091-25132232232326

41、26323362336336223362NHClCu(CO)2COCl)Cu(NH )O (CO Cl)Cu(NH 3. 2 )()(2(OK)H4C OH(OK)HCKOH3(OH)HC , ) 2. ，其化學(xué)反應(yīng)式如下：同時(shí)也能吸收溶液，吸收氯化亞銅氨其化學(xué)反應(yīng)式如下：（同時(shí)也能吸收的堿溶液，吸收）（焦性沒食子酸OHOKHCHCOKOROOOHHC2021-10-29沈陽工程學(xué)院 王樹群 動本091-252不完全燃燒方程式（不完全燃燒方程式（ COCO含量計(jì)算）含量計(jì)算）因傳統(tǒng)煙氣分析實(shí)驗(yàn)中因傳統(tǒng)煙氣分析實(shí)驗(yàn)中COCO測量不準(zhǔn)，故可以使用測量不準(zhǔn)，故可以使用COCO計(jì)計(jì)算方法進(jìn)行計(jì)算，使用

42、計(jì)算的算方法進(jìn)行計(jì)算，使用計(jì)算的COCO含量數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。含量數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。 在不完全燃燒的條件下，且認(rèn)為僅存在在不完全燃燒的條件下，且認(rèn)為僅存在CO.CO. 不完全燃燒方程不完全燃燒方程 干煙氣中干煙氣中COCO的含量的含量21)(605. 0222COROCOORO605. 0)()21(222OROROCO2021-10-29沈陽工程學(xué)院 王樹群 動本091-253 其中燃料特性系數(shù)為燃料特有性質(zhì)，只和燃料成分有其中燃料特性系數(shù)為燃料特有性質(zhì)，只和燃料成分有關(guān)，可按下式計(jì)算關(guān)，可按下式計(jì)算 S375. 0C0.038N0.126O-H35. 2 ararararar2021-10-29沈

43、陽工程學(xué)院 王樹群 動本091-254完全燃燒方程式完全燃燒方程式CO=0 )RO 1 (O21 222021-10-29沈陽工程學(xué)院 王樹群 動本091-255 由完全燃燒方程得：由完全燃燒方程得： 在鍋爐運(yùn)行中，如果在鍋爐運(yùn)行中，如果RORO2 2值過小，供應(yīng)的空氣量值過小，供應(yīng)的空氣量過大。當(dāng)送入理論空氣量，且過大。當(dāng)送入理論空氣量，且完全燃燒完全燃燒時(shí)，煙時(shí)，煙氣中三原子氣體的最大百分比含量氣中三原子氣體的最大百分比含量: :12122ORO121)(max2RO上式只取決于燃料性質(zhì)，燃料成分一定，上式只取決于燃料性質(zhì)，燃料成分一定，max2)( RO數(shù)值一定。故可使用其驗(yàn)證煙氣分析實(shí)

44、驗(yàn)數(shù)值一定。故可使用其驗(yàn)證煙氣分析實(shí)驗(yàn)RORO2 2數(shù)值數(shù)值。2021-10-29沈陽工程學(xué)院 王樹群 動本091-256三、空氣和煙氣焓的計(jì)算三、空氣和煙氣焓的計(jì)算 空氣或煙氣焓空氣或煙氣焓是指在定壓條件下，將是指在定壓條件下，將1kg1kg燃料燃燒燃料燃燒所需要的空氣量或產(chǎn)生的煙氣量從所需要的空氣量或產(chǎn)生的煙氣量從00加熱到加熱到tt時(shí)時(shí)需要的熱量。需要的熱量。 計(jì)算基礎(chǔ)：計(jì)算基礎(chǔ)：1kg1kg燃料，規(guī)定燃料，規(guī)定00時(shí)的焓值等于零。時(shí)的焓值等于零。 1.1.理論空氣焓理論空氣焓 kJ/kg )( aooacVI2021-10-29沈陽工程學(xué)院 王樹群 動本091-257 實(shí)際空氣焓實(shí)際空氣焓 式中式中 在空氣量計(jì)算時(shí)表示過量空氣系數(shù)在空氣量計(jì)算時(shí)表示過量空氣系數(shù) 的符號。的符號。 kJ/kg )(V oaoaacII2021-10-29沈陽工程學(xué)院 王樹群 動本091-258 2. 2.煙氣焓的計(jì)算煙氣焓的計(jì)算 kJ/kg ) 1- (faoaoggIIII溫度。應(yīng)為煙氣時(shí)，注意：計(jì)算飛灰焓為 kJ/kg )(100 kJ/kg )()()( 222222oaasharfa