電廠鍋爐第二章東北電力大學(xué)課件

1、 類(lèi)型類(lèi)型各元素成分用質(zhì)量百分?jǐn)?shù)表示各元素成分用質(zhì)量百分?jǐn)?shù)表示即：即：煤中的碳一部分與氫、氧、氮和硫結(jié)合成有機(jī)煤中的碳一部分與氫、氧、氮和硫結(jié)合成有機(jī)化合物，稱(chēng)為化合物，稱(chēng)為揮發(fā)性碳揮發(fā)性碳，其燃點(diǎn)較低。，其燃點(diǎn)較低。而其余呈單質(zhì)狀態(tài)的稱(chēng)為而其余呈單質(zhì)狀態(tài)的稱(chēng)為固定碳固定碳，其燃點(diǎn)較高，其燃點(diǎn)較高，不容易著火和燃盡不容易著火和燃盡。煤中氫的含量較少。煤中氫的含量較少。 不可燃物質(zhì)不可燃物質(zhì), ,雖可助燃，但其含量較少雖可助燃，但其含量較少, ,可視為可視為雜雜質(zhì)質(zhì)。其含量也較少，其含量也較少，高溫條件高溫條件下下易易被視為被視為有害元素有害元素雖然在燃燒時(shí)也放出熱量，但其燃燒產(chǎn)物雖然在燃燒時(shí)也

2、放出熱量，但其燃燒產(chǎn)物SO2和和SO3會(huì)設(shè)備腐蝕和大氣污染，也是會(huì)設(shè)備腐蝕和大氣污染，也是有害元素有害元素。隨著煤的碳化程度的不同，揮發(fā)分的析出溫度不隨著煤的碳化程度的不同，揮發(fā)分的析出溫度不相同，揮發(fā)分的成分及含量也不同。相同，揮發(fā)分的成分及含量也不同。（原應(yīng)用基）（原應(yīng)用基）(as receive)（原分析基）（原分析基）(air dry)(dry)4、干燥無(wú)灰基、干燥無(wú)灰基以以假想假想無(wú)水無(wú)水、無(wú)灰無(wú)灰狀態(tài)的煤為基準(zhǔn)。狀態(tài)的煤為基準(zhǔn)。 以下角標(biāo)用以下角標(biāo)用daf (dry ash free)表示。表示。 收收 到到 基基空氣干燥基空氣干燥基干干 燥燥 基基干燥無(wú)灰基干燥無(wú)灰基水水 分分揮

3、揮 發(fā)發(fā) 分分固固 定定 碳碳灰灰 分分焦焦 炭炭Mf Mad Sr N O HSly A CChfCgdaradararadadMMKCMMC 100100100100例例: : 所求所求 X X 已知已知X X0 0收到基收到基空氣干燥基空氣干燥基干燥基干燥基干燥無(wú)灰基干燥無(wú)灰基收到基收到基1 1空氣干空氣干燥基燥基1 1干燥基干燥基1 1干燥無(wú)干燥無(wú)灰基灰基1 1aradM100M100 arM100100 ararAM100100 adM100100 adadAM100100 dA100100 adarMM 100100100M100ar 100M100ad 100AM100arar

4、100AM100adad 100A100d 100100fadfarMMMM arargr,ararargr,arnet,arMH.QMHQQ 912510010092510；水水的的汽汽化化潛潛熱熱，式式中中：gJ2510KK);OKgHKgH(OHOHKgHar22222912211009 蒸蒸氣氣的的質(zhì)質(zhì)量量，煤煤中中的的氫氫燃燃燒燒生生成成的的水水煤中水分的質(zhì)量。煤中水分的質(zhì)量。 KgM1100ar對(duì)于其它三種基準(zhǔn)：對(duì)于其它三種基準(zhǔn)：dafgrdafpnetdafdgrdpnetdadadgradpnetadHQQHQQMHQQ22622691 .25,）（badbadbadgradQ

5、SQQ,2 .94 ）；（空空氣氣干干燥燥基基彈彈筒筒發(fā)發(fā)熱熱量量KgKJQbad/, ）；量量（彈彈筒筒洗洗液液中中測(cè)測(cè)得得的的含含硫硫%, badS）。（硝硝酸酸生生成成熱熱的的比比例例系系數(shù)數(shù)% ）；（空空氣氣干干燥燥基基高高位位發(fā)發(fā)熱熱量量KgKJQgrad/, %4190, netararzsarQMM%4190, netararzsarQAA%4190, netararzsarQSS29310,bnetarBQBQ29310,netarbQBB elnetarelbbPQBPBb 29310,%7090 R5 . 190100ln2 sRKsbkmEEK 7493. 613DHGI

6、 74D為為易易磨磨煤煤。）（為為難難磨磨煤煤；）（865 . 1642 . 1 HGIKHGIKkmkm 61. 00034. 025. 1 HGIKHGIKkmkm之之間間的的關(guān)關(guān)系系：與與越易磨越易磨kmK10mKe10%Vdaf類(lèi)別類(lèi)別 符號(hào)符號(hào) 分類(lèi)指標(biāo)分類(lèi)指標(biāo) VdafVdaf（% %） HdafHdaf（% %） 無(wú)煙煤無(wú)煙煤1 1號(hào)號(hào)WYWY1 10-3.50-3.50-2.00-2.0無(wú)煙煤無(wú)煙煤2 2號(hào)號(hào)WYWY2 23.5-6.53.5-6.52.0-3.02.0-3.0無(wú)煙煤無(wú)煙煤3 3號(hào)號(hào)WYWY3 36.5-10.06.5-10.03.03.0類(lèi)類(lèi) 別別符符 號(hào)號(hào)分

7、分 類(lèi)類(lèi) 指指 標(biāo)標(biāo) VdafVdaf（% %） 粘結(jié)指數(shù)粘結(jié)指數(shù)G G 膠質(zhì)層最膠質(zhì)層最大厚度大厚度Y Y（mmmm） 奧亞膨脹奧亞膨脹體體b b（% %） 透光率透光率PMPM（% %） 貧煤貧煤貧瘦煤貧瘦煤瘦煤瘦煤焦煤焦煤肥煤肥煤1/31/3焦煤焦煤氣肥煤氣肥煤氣煤氣煤1/21/2中粘中粘煤煤弱粘煤弱粘煤不粘煤不粘煤長(zhǎng)焰煤長(zhǎng)焰煤 PMPMPSPSSMSMJMJMFMFM1/3JM1/3JMQFQFQMQM1/2ZM1/2ZMRNRNBNBNCY CY 10.0-20.010.0-20.010.0-20.010.0-20.010.0-20.010.0-20.020.0-28.020.0-2

8、8.010.0-28.010.0-28.010.0-37.010.0-37.028.0-37.028.0-37.037.037.028.0-37.028.0-37.037.037.020.0-37.020.0-37.020.0-37.020.0-37.020.0-37.020.0-37.037.0 37.0 555-205-2020-6520-6550-6550-656565( (85)85)6565( (85)85)50-6550-65353530-5030-505-305-305535 35 25.025.025.025.025.025.025.025.025.0 25.0 (150)(1

9、50)(220)(220)(220)(220)(220)(220)50 50 褐煤除用揮發(fā)分分類(lèi)外褐煤除用揮發(fā)分分類(lèi)外, ,還用透光率還用透光率PMPM和含最高內(nèi)和含最高內(nèi)在水分的無(wú)灰高位發(fā)熱量在水分的無(wú)灰高位發(fā)熱量QgrQgr作為區(qū)分褐煤和煙煤作為區(qū)分褐煤和煙煤的指標(biāo)所示。的指標(biāo)所示。 類(lèi)類(lèi) 別別符符 號(hào)號(hào)分分 類(lèi)類(lèi) 指指 標(biāo)標(biāo) 透光率透光率PMPM（% %）QgrQgr（KJ/kgKJ/kg）褐煤褐煤1 1號(hào)號(hào)HM1HM10-300-30褐煤褐煤2 2號(hào)號(hào)HM2HM230-5030-5024000 24000 表表2-6 褐煤分類(lèi)褐煤分類(lèi)分類(lèi)指標(biāo)分類(lèi)指標(biāo)煤種名稱(chēng)煤種名稱(chēng)等級(jí)等級(jí)代號(hào)代號(hào)主分

10、類(lèi)指標(biāo)界限值主分類(lèi)指標(biāo)界限值輔助分類(lèi)指標(biāo)界限值輔助分類(lèi)指標(biāo)界限值揮發(fā)分揮發(fā)分V Vdafdaf （低揮發(fā)分無(wú)煙煤）（低揮發(fā)分無(wú)煙煤）無(wú)無(wú) 煙煙 煤煤貧貧 煤煤中揮發(fā)分煙煤中揮發(fā)分煙煤中高揮發(fā)分煙煤中高揮發(fā)分煙煤高揮發(fā)分煙褐煤高揮發(fā)分煙褐煤 1 1級(jí)級(jí)2 2級(jí)級(jí)3 3級(jí)級(jí)4 4級(jí)級(jí)5 5級(jí)級(jí) （V0V0）V1V1V2V2V3V3V4V4V5V5Vdaf6.5%Vdaf6.5%6.5%6.5%Vdaf9%Vdaf9%9%9%Vdaf19%Vdaf19%19%19%Vdaf27%Vdaf27%27%27%Vdaf40% Vdaf40% VdafVdaf40%40%Qnet,arQnet,ar23.0

11、MJ/kg23.0MJ/kgQnet,arQnet,ar21.0MJ/kg21.0MJ/kgQnet,arQnet,ar18.5MJ/kg18.5MJ/kgQnet,arQnet,ar16.5MJ/kg16.5MJ/kgQnet,arQnet,ar15.5MJ/kg15.5MJ/kgQnet,arQnet,ar11.5MJ/kg 11.5MJ/kg 灰分灰分A Ad d?；曳置撼；曳置褐谢曳置褐谢曳置焊呋曳置焊呋曳置海ǔ呋曳置海ǔ呋曳置海? 1級(jí)級(jí)2 2級(jí)級(jí)3 3級(jí)級(jí) A1 A1A2A2A3A3（A4A4）Ad24%Ad24%24%24%Ad24%Ad24%34%34%Ad46% Ad4

12、6% AdAd46%46%Vdaf40%Vdaf40% 水分水分M Mf f 常水分煤常水分煤高水分煤高水分煤1 1級(jí)級(jí)2 2級(jí)級(jí)M1M1M2M2Mf8%Mf8%8% 8% Mf12%Mf12%VdafVdaf 40%40%水分水分M Mt t常水分高揮發(fā)分煤常水分高揮發(fā)分煤高水分高揮發(fā)分煤高水分高揮發(fā)分煤（超高水分褐煤）（超高水分褐煤）1 1級(jí)級(jí)2 2級(jí)級(jí)M1M1M2M2（M3M3）Mt22%Mt22%22% 22% Mt40%Mt40%MtMt 40%40%硫分硫分S St t，dd 低硫煤低硫煤中高硫煤中高硫煤（特高硫煤）（特高硫煤） 1 1級(jí)級(jí)2 2級(jí)級(jí) S S1 1S S2 2（S

13、S3 3）St,d1%St,d1%1% 1% St,d3%St,d3%St,dSt,d 3%3%灰熔融性灰熔融性STST不易結(jié)渣煤不易結(jié)渣煤1 1級(jí)級(jí) ST ST1 1STST13501350Qnet,arQnet,ar12.5MJ/kg12.5MJ/kgSTST不限不限Qnet,ar 12.5MJ/kgQnet,ar 12.5MJ/kg（易結(jié)渣煤）（易結(jié)渣煤）（STST2 2）ST1350ST1350Qnet,arQnet,ar12.5MJ/kg12.5MJ/kg 一、煤的熱分解機(jī)理一、煤的熱分解機(jī)理失重率：失重率：將單位時(shí)間內(nèi)試樣損失的質(zhì)量，用符號(hào)將單位時(shí)間內(nèi)試樣損失的質(zhì)量，用符號(hào)dW/d

14、dW/d表示。表示。記錄失重率隨溫度的變化曲線(xiàn)，稱(chēng)為記錄失重率隨溫度的變化曲線(xiàn)，稱(chēng)為燃燒失重曲燃燒失重曲線(xiàn)線(xiàn)或或揮發(fā)分熱解失重曲線(xiàn)揮發(fā)分熱解失重曲線(xiàn)。通過(guò)熱重分析法測(cè)定的煤的微分熱重曲線(xiàn)通過(guò)熱重分析法測(cè)定的煤的微分熱重曲線(xiàn)DTGDTG也也稱(chēng)為稱(chēng)為燃燒分布曲線(xiàn)燃燒分布曲線(xiàn)，它表示煤樣失重率（燃燒速度），它表示煤樣失重率（燃燒速度）隨溫度變化的規(guī)律，是對(duì)煤的著火、燃燒性能進(jìn)行隨溫度變化的規(guī)律，是對(duì)煤的著火、燃燒性能進(jìn)行綜合判別的依據(jù)。綜合判別的依據(jù)。二、煤的熱重分析二、煤的熱重分析3100701006551008661NmS.H.C.ararar 310070100701006551008661N

15、m,O.S.H.C.arararar 41.22321100 arOkgNmOHSCOSHCVarararararararar/0333.0265.0375.00889.01007 .01007 .010056.5100866.121.0130 或或 0VVKl l l 0)(VVk 100 VVVVkg0VV kykyky zfky 11zfl 、kykyl？ky 高溫空氣預(yù)熱器高溫空氣預(yù)熱器低溫空氣預(yù)熱器低溫空氣預(yù)熱器制粉系統(tǒng)制粉系統(tǒng)送風(fēng)機(jī)送風(fēng)機(jī)高溫省煤器高溫省煤器低溫省煤器低溫省煤器爐膛出爐膛出口口kykyzfllky zfllky kykykyky 解：解：002222OHNSOCOV

16、VVV、00R0222OHNVVVVOy 0R02N 2gyVVVO 00gy02OHVVVy 理論干煙氣量理論干煙氣量VVVVVOHNSOCOy0002222 222SOCOROVVV kg/Nm,C.VarCO310086612 kg/Nm,S.VarSO3100702 根據(jù)根據(jù)C、S的的燃燒反應(yīng)可求燃燒反應(yīng)可求出：出：1008661100701008661222arararSOCOROR.S.C.VVV kgNmVNVNVararN/,79. 01008 . 079. 01002841.22300020790V.1008 . 01002841.22ararNN10011.1arH1001

17、.241001822.41ararMM1822.4110000dVk其體積為whwhGG24. 11822.4030.0161/1.293/101)(VNmKgKggdKgdkk則上式為干空氣密度：干空氣一般，干空氣帶入的水蒸汽量為含濕量其中：。量，量，霧化燃油時(shí)消耗的蒸汽霧化燃油時(shí)消耗的蒸汽其中其中KgKgGwh/（3）隨同理論空氣量）隨同理論空氣量V0帶入的水蒸汽帶入的水蒸汽（4）蒸汽霧化燃油帶入的水蒸汽體積）蒸汽霧化燃油帶入的水蒸汽體積KgNmWVMHVwhararOH/,24. 10161. 010024. 11001 .113002 KgNmWVMHVNSCVwhararararar

18、y/,24. 10161. 010024. 11001 .1179. 01008 . 01007 . 0100866. 13000 、2222ONSOCOVVVV 01-V 過(guò)過(guò)量量空空氣氣 的的氮氮01-790V. 的的氧氧01-210V. 01-01610V. 水水蒸蒸汽汽CO2、SO2、N2、O2、H2OOHNVVVVVVSOCOy22O222 OHNVVVVVOy22O22R 2O 2N 2gyRVVVVO OHVVVy2gy 222SOCOROVVV 根據(jù)前面所講述的內(nèi)容總結(jié)出實(shí)際根據(jù)前面所講述的內(nèi)容總結(jié)出實(shí)際煙氣中各組成部分的體積表達(dá)式：煙氣中各組成部分的體積表達(dá)式：2O 2N 2

19、gyRVVVVO 001 V)(VVgygy 00010161.01VVVVyyOHNVVVVVVVSOCOCOy22O222 OHNVVVSO222、2O2VVVCOCO、10086612arCOCOC.VV 100866.15 .0121.0,02coarOCVV 100866. 1,coarCOCV COOVVV 5 . 0121. 002 CO2、SO2、N2、O2、CO100%VVCOgyCO22 100%VVSOgySO22 100%VVOgyO22 100%VVNgyN22 100%VVCOgyCO 100VVVVCOSOCOgyCOSOCO2222 CORO1.866RCORO

20、)0.375S1.866(CV2ar2arargy 100866. 12arCOCOCVV 1007 . 02arSOSV COCOCOV222gy222 ROVVSOVVVCOROCOSOCO100866. 15 . 0121. 0,02coarOCVV100866. 1,coarCOCV COOVVV 5.0121.002 （一）根據(jù)煙氣分析結(jié)果計(jì)算煙氣容積（一）根據(jù)煙氣分析結(jié)果計(jì)算煙氣容積 )0.5VV(0.2179. 0COO0222 NNVV COO0ORg0.5VV0.210.79V2222 NVVVVCOOy COOVVV5 . 021. 01120 gy0N22V1000.21

21、VO185CO. 021RO. 0212gyV100 兩兩邊邊同同)()1(79. 00022NNVVV gy0N22V1000.21VO0.185CO0.21RO212 100COROVVVV2SOCOCOgy22 CORO0.79VVVV0.21O0.605CORO212SOCOCO0N22222 ）（ CORO0.79VVVV0.21O0.605CORO212SOCOCO0N22222 ）（0079. 01008 . 02VNVarN 100866. 12arCOCOCVV 1007 . 02arSOSV 1007 . 01007 . 010056. 5100866. 121. 010a

22、rarararOSHCVararararar0.375SC0.038N0.126OH2.35 22OCO)0.605(RO)1 (210.605RO)1 (21CO22O （二）煙氣中的一氧化碳含量的計(jì)算（二）煙氣中的一氧化碳含量的計(jì)算 121ROmax21211212222OROROO22OCO)0.605(RO)1(21 kkk0kVV11VVVVV 0.210.5VVVCOO2 0.79VV2Nk22NCOO0.21V)0.5V0.79(V11-11可可得得： kVV 一般很小，可忽略一般很小，可忽略燃料中燃料中ararNN0.791008 . 0VV2Nk kkk0kVV11VVVVV

23、 225 . 0217911NCOO COORON 222100 COOROCOO 2221005 . 0217911 222100217911OROO 2max22121121ROROO 22222121RO-100O79-2121OO 則：則： 12122ORO2max222121ROROO 或或2max2RORO 22121O 要進(jìn)行鍋爐受熱面的傳熱計(jì)算，必須知道如何計(jì)要進(jìn)行鍋爐受熱面的傳熱計(jì)算，必須知道如何計(jì)算空氣和煙氣的焓。在這里空氣和煙氣的焓是指在算空氣和煙氣的焓。在這里空氣和煙氣的焓是指在定壓條件下，將定壓條件下，將1kg1kg燃料所需的空氣量或所產(chǎn)生的燃料所需的空氣量或所產(chǎn)生的

24、煙氣量從煙氣量從00加熱到加熱到tt（空氣）或（空氣）或 （煙氣）時(shí)（煙氣）時(shí)所需的熱量，單位為所需的熱量，單位為kJ/kgkJ/kg。一、空氣焓的計(jì)算一、空氣焓的計(jì)算1 1、理論空氣量的焓、理論空氣量的焓h hk k0 0據(jù)理想氣體焓的計(jì)算方法，理論空氣量的焓據(jù)理想氣體焓的計(jì)算方法，理論空氣量的焓 2 2、實(shí)際空氣量的焓、實(shí)際空氣量的焓kgkJctVhkk/,)(00實(shí)際空氣量的焓實(shí)際空氣量的焓h hk k的計(jì)算式為的計(jì)算式為: :式中式中:(ct):(ct)k k1Nm1Nm3 3干空氣連同其攜帶的水蒸氣干空氣連同其攜帶的水蒸氣在溫度在溫度tt時(shí)的焓（見(jiàn)表時(shí)的焓（見(jiàn)表4-44-4）。）。

25、c ck k 1Nm1Nm3 3干空氣連同其攜帶的水蒸氣的干空氣連同其攜帶的水蒸氣的平均定壓比熱容，平均定壓比熱容，kJ/(NmkJ/(Nm3 3)二、燃燒產(chǎn)物焓的計(jì)算二、燃燒產(chǎn)物焓的計(jì)算n燃燒產(chǎn)物焓包括燃燒產(chǎn)物焓包括煙氣焓煙氣焓和和飛灰焓飛灰焓兩部分。兩部分。（一）設(shè)計(jì)鍋爐時(shí)煙氣焓的計(jì)算（一）設(shè)計(jì)鍋爐時(shí)煙氣焓的計(jì)算n設(shè)計(jì)鍋爐時(shí)，按照完全燃燒計(jì)算。理論煙氣是多設(shè)計(jì)鍋爐時(shí)，按照完全燃燒計(jì)算。理論煙氣是多種成分的混合氣體，由工程熱力學(xué)可知，其焓等種成分的混合氣體，由工程熱力學(xué)可知，其焓等于各組成成分焓的總和。所以理論煙氣的焓的計(jì)于各組成成分焓的總和。所以理論煙氣的焓的計(jì)算式算式: :kgkJtcV

26、hhkkkk/,00fhkyyhhhh00)1(n理論煙氣焓理論煙氣焓hy0為各組成成分焓之和：為各組成成分焓之和：n飛灰焓相對(duì)較小，只有當(dāng)飛灰焓相對(duì)較小，只有當(dāng) 才考慮才考慮（二）鍋爐運(yùn)行時(shí)煙氣焓的計(jì)算（二）鍋爐運(yùn)行時(shí)煙氣焓的計(jì)算yharfhfhfhyOHOHNNROROycAhhcVcVcVh100)(222222000為：飛灰焓64190,netararfhQAa100)(222222222COONROgyfhyOHOHgygyfhoHgyyCOccocNcROchcVcVhhhh容：干煙氣的平均定壓比熱 2221212121OO 或或者者：)ORO(O()ORO(O(222222100792121100792121 )(100(792121222ROOO 解：解：= 1.25 =