燃料及燃燒產(chǎn)物ppt課件

1、第二章 燃料及燃料熄滅計(jì)算燃料：能用來熄滅以獲得熱量的物質(zhì)，是鍋爐的根天性源 表 31 燃料的分類天然燃料人工燃料固體燃料木材、煤、頁巖木炭、焦碳、煤粉液體燃料石油汽油、煤油、柴油、重油氣體燃料天然氣高爐煤氣、發(fā)生爐煤氣、焦?fàn)t煤氣、氣化煤氣、沼氣等氣體燃料：天然氣，液化石油氣，沼氣，焦?fàn)t煤氣，高爐煤氣及發(fā)生爐煤氣等。21 氣體燃料和液體燃料天然氣煤礦礦井氣：5260CH4，35N2，熱值18800kJ/Nm3氣田煤氣：9498CH4，壓力高，熱值36000kJ/Nm3油田煤氣：7587CH4，10的C2H6和C3H8，510%CO2，熱值45000kJ/Nm3凝析氣田氣：含有石油的輕質(zhì)餾分優(yōu)點(diǎn)

2、：點(diǎn)火容易，易與空氣混合到達(dá)完全熄滅，調(diào)理方便 用途：制取合成氨、炭黑、乙炔等化工產(chǎn)品的原料氣，優(yōu)質(zhì)的燃料氣高爐煤氣：煉鐵時(shí)的副產(chǎn)品，主要成分CO，其他為惰性氣體CO2和N2，熱值為 33604200 kJ/Nm3 沼氣：60% CH4，35%CO2，還有少量的H2和CO，熱值為14630 kJ/Nm3 液化石油氣：開采和煉制石油過程中而獲得的一部分炭氫化合物，主要成分為C3H8，C3H6，C4H10，C4H8，習(xí)慣上稱C3,C4，熱值為91960121220kJ/Nm3煉焦?fàn)t煤氣：冶金工業(yè)煉焦?fàn)t的副產(chǎn)品，是煤受熱所析出的揮發(fā)分，主要成分5060 H2，20% CH4，其他為少量CO2和N2，

3、熱值為1500020000 kJ/Nm3 空氣煤氣：煤在空氣缺乏的條件下熄滅，所生成的CO，主要成分30%CO，56%N2，10%H2，熱值小于6000kJ/Nm3 發(fā)生爐煤氣水煤氣：用水蒸汽與熾熱的煤反響，可生成水煤氣，主要成分4050%CO，4555%H2，其他為少量的CO2和N2，熱值為830010500kJ/Nm3 鍋爐燃用的油主要是重油和柴油重油：由不同成分的炭氫化合物組成的復(fù)雜混合物，由碳、氫、氧、氮、硫、灰份、水分等組成，Car8187，Har1114，Sar，Oar，Nar總量約為13，Mar=13%，Aar8-19較難著火及燃燒完全低揮發(fā)份煙煤 20-30易著火及燃燒完全高揮

4、發(fā)份煙煤 30-40易著火及燃燒完全褐煤40-50易著火及燃燒完全動力燃料用煤的分類方法C + H + O + N + S + A + M = 100%可燃質(zhì)惰性質(zhì)用百分比表示煤的成份：炭(C)是燃料的主要成分，以煤中可燃性成分分量為100，炭占煤成分的5098，那么植物纖維含炭4455，泥煤含炭5060，褐煤含炭6077，無煙煤含炭9098，1kg炭完全熄滅約可放出熱量32700kJ/kg，不完全熄滅生成CO可放出熱量9270kJ/kg。氫(H)是燃料中僅次于炭的可燃成分，發(fā)熱量120370kJ/kg，煤中可燃質(zhì)含氫28，重油含氫1213，炭氫化合物多的燃料易著火。氮(N)主要由成煤植物中蛋

5、白質(zhì)轉(zhuǎn)化而來，含量13，在煤熄滅時(shí)氮常呈游離形狀逸出，不產(chǎn)生熱量。氧(O) 不能產(chǎn)生熱量，方式上為有機(jī)成分，實(shí)為燃料內(nèi)部雜質(zhì)， 地質(zhì)年代高的煤含氧量低，相反那么高。硫(S) 是煤中可燃成分之一，但也是有害的成分。發(fā)熱量9100 kJ/kg，熄滅產(chǎn)物為SO2、SO3氣體。煤中硫可以分為有機(jī)硫和無機(jī)硫，我國煤中大約6070的硫?yàn)闊o機(jī)硫，3040為有機(jī)硫還有磷(P)含量不超越1和其它稀有元素，如汞Hg、砷As、硒Se、鍺(Ge)、鎵(Ga)、鈹(Be)、鋰(Li)、釩(V)及放射性元素鈾(U)等，普通含量甚微。 煤種元素炭氫氧氮褐煤(lignite orbrown coal)607565301031

6、煙煤bituminous coal75905410231無煙煤anthracite90984231炭、氫、氧、氮四種元素在不同煤中的含量水分(M)：外部水分內(nèi)部水分煤樣置于105110的烘箱中使枯燥至恒重，失去的水分化合結(jié)晶水分：石膏CaSO42H2O，高嶺土Al2O3 2SiO2 2H2O 煤中的不可燃成分，降低煤的發(fā)熱量推遲著火，在熄滅過程中汽化吸熱，降低爐膛溫度，使著火困難降低鍋爐效率易引起低溫受熱面處發(fā)生腐蝕水分對鍋爐運(yùn)轉(zhuǎn)的影響煤種褐煤煙煤無煙煤在地下自然狀態(tài)603015442在空氣中風(fēng)干之后40108121煤中的水分含量煤中所含的礦物雜質(zhì)熄滅后的固體殘留物灰分(A)： 煤中的不可燃成

7、分，降低煤的發(fā)熱量，灰份每添加1，燃料耗費(fèi)即添加1 使受熱面受污染影響傳熱，導(dǎo)致排煙溫度升高，降低熱效率 使受熱面磨損 易產(chǎn)生爐內(nèi)結(jié)渣，并會腐蝕金屬管壁 除灰渣系統(tǒng)義務(wù)重灰分對鍋爐運(yùn)轉(zhuǎn)的影響：灰熔點(diǎn)表示了灰的熔化特性，普通在10001600之間， 變形溫度DTDeformation Temperature) 開場軟化溫度STSoftening Temperature 熔化溫度FT(Fluid Temperature)注：同一煤質(zhì)，在復(fù)原性氣氛中要比在非復(fù)原性氣氛中的熔化溫度低，是由于Fe2O3被復(fù)原為FeO，構(gòu)成了低熔點(diǎn)的2FeOSiO2物質(zhì)易熔灰：ST1400C，適于固態(tài)排渣爐煤的成分通常用

8、質(zhì)量百分?jǐn)?shù)表示，由于灰份和水份因外界條件而變化，為了實(shí)踐運(yùn)用的需求通常采用如下四種基準(zhǔn)：枯燥無灰基(dry and ash free):即可燃基，以可燃質(zhì)的成份作為100%枯燥基(dry)：以除去水分之外的可燃質(zhì)和灰份為100%收到基as received：即運(yùn)用基，以包含水分、灰分和可燃質(zhì)為100%空干基air dry：即分析基，煤樣在實(shí)驗(yàn)室中放置，在室溫20相對濕度60顆粒0.2mm的普通正常條件下，它會失去一些水份，以這種空氣枯燥過的分析用試樣為100%收到基：Mar + Var + FCar + Aar = 100 %空干基：Mad + Vad + FCad + Aad = 100 %

9、枯燥基：Md + Vd + FCd + Ad = 100 %枯燥無灰基：Mdaf + Vdaf + FCdaf + Adaf = 100 %煤的元素分析成份不同基準(zhǔn)的表達(dá)：收到基：Car + Har + Oar + Nar + Sar + Aar + Mar = 100%空干基：Cad + Had + Oad + Nad + Sad + Aad + Mad = 100%枯燥基：Cd + Hd + Od + Nd + Sd + Ad = 100%枯燥無灰基：Cdaf + Hdaf + Odaf + Ndaf + Sdaf = 100%煤的工業(yè)分析成份不同基準(zhǔn)的表達(dá)：注：普通煤的元素分析、工業(yè)分析

10、以及發(fā)熱量等測定都要求煤的分析基試樣。不同基之間的換算關(guān)系(以C元素為例)： 知收到基，計(jì)算分析基成份：1001001001001adarMxM知收到基，求枯燥無灰基的成份：adarMMx100100%100100%100100100100100aradaradarararadMMCMMCxCC1kg收到基：xAMarar1001001%100100%100100100100100ararararararardafAMCAMCxCC100100adadMA100100adarMM100100aradMM100100arM100100arM100100dA100100dA100100ararMA

11、100100ararMA100100adadMA100100adM100100adM還包括發(fā)熱量Q、焦渣特性、灰熔點(diǎn)、顆粒度煤的工業(yè)分析氣態(tài)物質(zhì)固態(tài)物質(zhì)灰分Aad%測定值固定炭FCad%求定值水分Mad(%)測定值揮發(fā)分Vad%測定值煤在隔絕空氣的情況下加熱至一定溫度時(shí)，煤中的部分有機(jī)物和礦物質(zhì)便發(fā)生分解，析出的氣態(tài)產(chǎn)物。實(shí)驗(yàn)室測試:90010C加熱7min主要成分：H、CmHn、CO、CO2、少量O和N。煤的種類析出溫度泥煤100110褐煤130170煙煤190貧煤390無煙煤380400揮發(fā)分開場析出的溫度隨煤的種類而變化煤的揮發(fā)分：揮發(fā)份對熄滅的影響： Vdaf高，容易著火和熄滅完全。緣

12、由： Vdaf高，難燃的固定炭少，煤炭易于熄滅完全 大量揮發(fā)分析出并熄滅后，可放出大量的熱量，有助于固定炭的著火和熄滅 揮發(fā)分析出呵斥煤中孔隙增大，使煤和空氣的接觸面積增大，加快了煤的熄滅反響速度煤種褐煤煙煤貧煤無煙煤揮發(fā)分Vdaf4060 2040 1020 0，一部分氧與自在氫化合生成水蒸汽，那么RO2+O2+N2=100%10021222222222NOOROOOROOHOH假設(shè)計(jì)入與自在氫結(jié)合的氧，那么假設(shè)燃料中沒有自在氫，只需當(dāng)量炭，那么RO2+O2=21%RO2+O221%在過量空氣系數(shù)大于1時(shí)，燃料完全熄滅，其干煙氣成分應(yīng)為自在氫：燃料中的氫假定已與燃料中的氧化合，余下的未與氧化

13、合的氫Har， Har = Har Oar/8 = Har 0.125Oar %五、干煙氣的成分與燃料元素成分的關(guān)系，稱燃料特性系數(shù)假設(shè)燃料完全熄滅而無過量空氣時(shí)，此時(shí)RO2可達(dá)最大值，即RO2,max=21RO2,max %121max, 2RO2.37ararHK燃料木材無煙煤 煙煤褐煤重油天然氣 焦?fàn)t煤氣 0.050.10.2 0.06 0.360.801.2/00kgkJtCVIkk/00kgkJtCVIkk實(shí)際空氣的焓一、空氣焓的計(jì)算實(shí)踐空氣的焓二、煙氣焓的計(jì)算實(shí)踐煙氣焓包括實(shí)際煙氣焓、過量空氣焓和飛灰焓三部分fhkyyIIII00) 1(27 空氣和煙氣焓的計(jì)算而實(shí)際煙氣量中含有三種成分： 00222OHNROVVV、OHOHNNROROyCVCVCVI222222)()()(000實(shí)際煙氣焓:煙氣中的飛灰焓:fhfharfhCaAI)(100煙氣中的飛灰焓只需當(dāng)43. 11000,pnetararfhQAa才計(jì)入作業(yè)一1、知電廠某爐在額定負(fù)荷下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的煤耗量為60t/h，該爐燃煤元素分析成分如下：Car=74%,Har=3%,Oar=3%,Nar=1%,Sar=1%,Aar=15，Mar=3%當(dāng)該爐在1.2的情況下完全熄滅時(shí)，試