鍋爐基本知識PPT課件

1、 建筑物供熱方式有：中、小型鍋爐房，大型區(qū)域鍋爐房，熱電站，電阻式加熱裝置，熱泵，太陽能供熱等等。鍋爐房供熱是目前我國主要的供熱方式。但從能源消耗觀點看，鍋爐房供熱的能量利用系數(shù)不高，尤其是小型鍋爐房。因此，當前一些地區(qū)積極發(fā)展熱電站供熱。電阻式加熱裝置的能量利用系數(shù)低，但由于使用方便、容易控制、無污染的優(yōu)點，在國外經(jīng)常采用。 第1頁/共179頁 我國由于電力缺乏，直接用電采暖或供應熱水并不多見。熱泵供熱，當有較合適的低位熱源時，有比較高的能量利用系數(shù)，是一種比較合理的、新型的供熱方式。第2頁/共179頁第五章第五章 鍋爐的基本知識鍋爐的基本知識第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述第3頁/共179頁 鍋爐

2、及鍋爐房設備的任務，在于安全可靠、經(jīng)濟有效地把燃料的化學能轉(zhuǎn)化為熱能，進而將熱能傳遞給水，以生產(chǎn)熱水或蒸汽。 用于動力、發(fā)電方面的鍋爐，叫做動力鍋爐；把用于工業(yè)及采暖方面的鍋爐，稱為供熱鍋爐，又稱工業(yè)鍋爐。按鍋爐燃用的燃料不同，又分為燃氣鍋爐，燃油鍋爐，汽油兩用鍋爐以及燃煤鍋爐等。 第4頁/共179頁 隨著我國改革開放的不斷深化，全國各地經(jīng)濟建設的迅速發(fā)展，高層民用建筑的快速崛起，國家對環(huán)保工作提出更高要求，油氣資源的大力開發(fā)，燃氣燃油鍋爐應用逐年上升，燃氣燃油鍋爐房建設進入新的發(fā)展時期。 第5頁/共179頁 我國使用天然氣的前景十分廣闊。因此，鍋爐制造廠可設計高效、無污染、安全可靠的新型多品

3、種燃氣鍋爐，以適應市場需要。德國菲斯曼鍋爐公司的冷凝式低溫燃氣熱水鍋爐具有高效、無污染、排煙溫度僅比回水溫度高515等優(yōu)點，可以借鑒。 第6頁/共179頁第二節(jié)第二節(jié) 鍋爐的工作過程鍋爐的工作過程 鍋爐，最根本的組成是汽鍋和爐子兩大部分。燃料在爐子里進行燃燒，將它的化學能轉(zhuǎn)化為熱能；高溫的燃燒產(chǎn)物煙氣則通過汽鍋受熱面將熱量傳遞給汽鍋內(nèi)溫度較低的水，水被加熱、進而沸騰汽化，生成蒸汽。 第7頁/共179頁圖5-1 鍋爐的基本構(gòu)造圖第8頁/共179頁 汽鍋的基本構(gòu)造包括鍋殼(或稱鍋筒)、管束受熱面等組成的一個水系統(tǒng)。爐子包括燃燒器、燃燒室等組成的燃燒設備。 為了保證鍋爐的正常工作和安全，鍋爐還必須裝

4、設安全閥、壓力表、排污閥、止回閥等。還有用來消除受熱面上積灰以利傳熱的吹灰器，以提高鍋爐運行的經(jīng)濟性。 第9頁/共179頁 鍋爐的工作包括三個同時進行著的過程：燃料的燃燒過程、煙氣向水的傳熱過程和水的受熱汽化升溫過程（對蒸汽鍋爐而言）。 第10頁/共179頁一、燃料的燃燒過程 燃料（燃氣或柴油）通過送風機經(jīng)過燃燒器與空氣混合送入燃燒室，進行燃燒反應形成高溫煙氣。整個過程稱為燃燒過程。 要保證良好的燃燒必須要有高溫的環(huán)境，充足的空氣量和空氣與燃料的良好混合。當然為了鍋爐燃燒的持續(xù)進行，還得連續(xù)不斷地供應燃料、空氣和排出煙氣。第11頁/共179頁二、煙氣向水(汽等工質(zhì))的傳熱過程 由于燃料的燃燒放

5、熱，爐內(nèi)溫度很高。在燃燒室四周是鍋殼，高溫煙氣與鍋殼壁進行強烈的輻射換熱，將熱量傳遞給鍋殼內(nèi)工質(zhì)水。繼而煙氣受送風機的風壓、煙囪的引力而向煙管束內(nèi)流動。 第12頁/共179頁煙氣掠過管束受熱面，與管壁發(fā)生對流換熱，從而將煙氣的熱量傳遞給水，為了增大受熱面的面積，降低排煙溫度，提高鍋爐熱效率，煙氣從后部進入部分煙管，在前煙箱匯集后，再從前煙箱進入另一部分煙管，最后在后煙箱匯集排出爐外，從而節(jié)省了燃料。第13頁/共179頁三、水的受熱升溫（或汽化）過程它也是熱水的生產(chǎn)過程。經(jīng)過水處理的鍋爐補給水和管網(wǎng)回水是由水泵加壓后進入鍋筒內(nèi)，它屬于直流鍋爐。 由于生產(chǎn)的是90的熱水，鍋殼中的水始終處于過冷狀態(tài)

6、，因此，不可能產(chǎn)生汽化。第14頁/共179頁四、鍋爐房設備的組成 鍋爐房中除鍋爐本體以外，還必須裝置象水泵、風機、水處理等等一類輔助設備，以保證鍋爐房的生產(chǎn)過程能繼續(xù)不斷地正常運行，達到安全可靠、經(jīng)濟有效地供熱。 鍋爐本體和它的輔助設備，總稱為鍋爐房設備。 第15頁/共179頁 1.燃料供應系統(tǒng) 其作用是保證為鍋爐送入燃料，根據(jù)鍋爐燃用的燃料不同，燃料供應系統(tǒng)是不一樣的，如燃氣輸配管道、供油系統(tǒng)及運煤系統(tǒng)。 第16頁/共179頁 2.送、引風系統(tǒng) 為了給爐子送入燃燒所需空氣和從鍋爐引出燃燒產(chǎn)物煙氣，以保證燃燒正常進行，并使煙氣以必需的流速沖刷受熱面，有時只需單獨設置送風機或引風機，有時兩者需同

7、時設置。 第17頁/共179頁 3.水系統(tǒng)(包括排污系統(tǒng)) 鍋殼內(nèi)具有一定的壓力，因而給水須借給水泵提高壓力后送入。此外，為了保證給水質(zhì)量，避免汽鍋內(nèi)壁結(jié)垢或受腐蝕，鍋爐房通常還設有水處理設備；鍋爐的排污水因具有相當高的溫度和壓力，因此須排入排污降溫池或?qū)ＴO的擴容器，進行膨脹減溫。 第18頁/共179頁 4.儀表控制系統(tǒng) 除了鍋爐本體上裝有的儀表外，為監(jiān)督鍋爐設備安全經(jīng)濟運行，還常設有一系列的儀表和控制設備，如蒸汽流量計、水量表、煙溫計、風壓計、排煙二氧化碳指示儀等常用儀表。 第19頁/共179頁第三節(jié)第三節(jié) 鍋爐基本特性的表示鍋爐基本特性的表示 為區(qū)別各類鍋爐構(gòu)造、燃用燃料、燃燒方式、容量大

8、小、參數(shù)高低以及運行經(jīng)濟性等特點，常用下列的鍋爐基本特性來說明。第20頁/共179頁一、蒸發(fā)量、熱功率 鍋爐額定蒸發(fā)量和額定產(chǎn)熱量統(tǒng)稱額定出力，它是指鍋爐在額定參數(shù)(壓力、溫度)和保證一定效率下的每小時最大連續(xù)蒸發(fā)量(產(chǎn)熱量)，用以表征鍋爐容量的大小。蒸發(fā)量常用符號D來表示，單位是t/h，供熱鍋爐蒸發(fā)量一般從0.1到65t/h。第21頁/共179頁 供熱鍋爐，可用額定熱功率來表征容量的大小，常以符號Q來表示，單位是MW。 熱功率與蒸發(fā)量之間的關系，可由下式表示： Q=0.000278D(iq-igs) (5-1) 第22頁/共179頁對于熱水鍋爐：Q=0.000278G(irs-irs) (5

9、-2) 二、蒸汽(或熱水)參數(shù) 鍋爐產(chǎn)生蒸汽的參數(shù)，是指鍋爐出口處蒸汽的額定壓力(表壓力)和溫度。對生產(chǎn)飽和蒸汽的鍋爐來說，一般只標明蒸汽壓力；對生產(chǎn)過熱蒸汽(或熱水)的鍋爐，則需標明壓力和蒸汽(或熱水)溫度。第23頁/共179頁 供熱鍋爐的容量、參數(shù)，既要滿足生產(chǎn)工藝上對蒸汽(或熱水)的要求，又要便于鍋爐房的設計，鍋爐配套設備的供應以及鍋爐本身的標準化，因而要求有一定的鍋爐參數(shù)系列。第24頁/共179頁額定蒸發(fā)量t/h額定出口蒸汽壓力 MPa（表壓）0.40.71.01.251.62.5額定出口蒸汽蒸汽溫度飽和飽和飽和飽和250350飽和350飽和3504000.10.20.51246810

10、15203565蒸汽鍋爐參數(shù)系列 表5-1 第25頁/共179頁額定熱功率MW額定出口/進口水溫度95/70115/70139/70150/90180/110允許工作壓力MP(表壓)0.40.71.00.71.01.01.251.251.62.50.10.20.350.71.42.84.27.010.514.029.046.058.0116.0熱水鍋爐參數(shù)系列表5-2第26頁/共179頁三、受熱面蒸發(fā)率、受熱面發(fā)熱率 受熱面是指汽鍋和附加受熱面等與煙氣接觸的金屬表面積，即煙氣與水(或蒸汽)進行熱交換的表面積。受熱面的大小，工程上一般以煙氣放熱的一側(cè)來計算，用符號H表示，單位為m2。 每m2受熱

11、面每小時所產(chǎn)生的蒸汽量，就叫做鍋爐受熱面的蒸發(fā)率，用D/H(kg/m2.h)表示。 第27頁/共179頁 熱水鍋爐則采用受熱面發(fā)熱率這個指標，即每m2受熱面每小時能生產(chǎn)的熱量，用符號Q/H表示。 受熱面蒸發(fā)率或發(fā)熱率越高，則表示傳熱好，鍋爐所耗金屬量少，鍋爐結(jié)構(gòu)也緊湊。這一指標常用來表示鍋爐的工作強度，但還不能真實反映鍋爐運行的經(jīng)濟性；如果鍋爐排出的煙氣溫度很高，DH值雖大，但未必經(jīng)濟。 第28頁/共179頁四、鍋爐的熱效率 鍋爐的熱效率是指每小時送進鍋爐的燃料(全部完全燃燒時)所能發(fā)出的熱量中有百分之幾被用來產(chǎn)生蒸汽或加熱水，以符號gl表示。它是一個能真實說明鍋爐運行的熱經(jīng)濟性的指標。目前生

12、產(chǎn)的供熱鍋爐，其效率gl6080%。 第29頁/共179頁 五、鍋爐型號的表示方法 我國供熱(工業(yè))鍋爐型號由三部分組成，各部分之間用橫線相連， / 如表5-3所示： 第30頁/共179頁第一部分第二部分第三部分/本體型式燃燒設備額定蒸發(fā)量或熱功率額定蒸汽壓力或工作壓力過熱蒸汽溫度或出/進水溫度燃料種類鍋爐型號表示 表5-3第31頁/共179頁 型號的第一部分表示鍋爐型式，燃燒方式和蒸發(fā)量。共分三段：第一段用兩個漢語拼音字母代表鍋爐本體型式，其意義見表5-4；第二段用一個漢語拼音字母代表燃燒方式(廢熱鍋爐無燃燒方式代號)，其意義見表5-5；第三段用阿拉伯數(shù)字表示蒸發(fā)量為若干th(熱水鍋爐則用熱

13、功率MW表示，廢熱鍋爐則以受熱面m2表示)。 第32頁/共179頁火管鍋爐水管鍋爐鍋爐本體型式代 號鍋爐本體型式代號立式水管LS(立、水)單鍋筒立式單鍋筒縱置式DL(單、立)DZ(單、縱)立式火管LH(立、火)單鍋筒橫置式雙鍋筒縱置式DH(單、橫)SZ(雙、縱)臥式內(nèi)燃WN(臥、內(nèi))雙鍋筒橫置式縱橫鍋筒式強制循環(huán)式SH(雙、橫)ZH(縱、橫)QX(強、循) 鍋爐本體型式代號 表5-4第33頁/共179頁燃燒方式代號燃燒方式代號室燃爐固定爐排固定雙層爐排活動手搖爐排鏈條爐排拋煤機倒轉(zhuǎn)爐排加拋煤機S(室)G(固)C(層)H(活)L(鏈)P(拋)D(倒)振動爐排下飼式爐排往復推飼爐排沸騰爐半沸騰爐旋

14、風爐Z(振)A(下)W(往)F(沸)B(半)X(旋)燃燒方式代號 表5-5第34頁/共179頁 型號的第二部分表示蒸汽(或熱水)參數(shù)，共分兩段，中間以斜線分開。第一段用阿拉伯數(shù)字表示額定蒸汽壓力或允許工作壓力；第二段用阿拉伯數(shù)字表示過熱蒸汽(或熱水)溫度為若干度。生產(chǎn)飽和蒸汽的鍋爐，無第二段和斜線。 第35頁/共179頁 型號的第三部分表示燃料種類。以漢語拼音字母代表燃料類別，同時以羅馬字代表燃料品種分類與其并列，見表5-6，如同時使用幾種燃料，則設計主要燃料代號放在前面。 第36頁/共179頁燃料品種代 號燃料品種代 號天 然 氣QT柴 油Yc焦爐煤氣Qs重 油Yz液化石油氣Qy油母頁巖Ym

15、劣質(zhì)煤類劣質(zhì)煤L褐 煤H類劣質(zhì)煤L貧 煤P無煙煤類無煙煤W型 煤X類無煙煤W木 柴M類無煙煤W稻 糠D煙煤類煙煤A甘蔗渣G類煙煤A其它燃料T燃料品種代號 表5-6 第37頁/共179頁第六章第六章 燃料與燃燒計算燃料與燃燒計算 燃料是鍋爐的“糧食”，是用以生產(chǎn)蒸汽或熱水的能量來源。目前，用于鍋爐的燃料主要是礦物燃料，如氣體燃料天然氣、液體燃料石油制品和固體燃料煤等。根據(jù)我國現(xiàn)行的燃料政策，建筑用供熱鍋爐燃料在有條件的地區(qū)盡量以氣體燃料和液體燃料為主，以減少環(huán)境污染。 第38頁/共179頁 不同的燃料因其性質(zhì)各異，需采用不同的燃燒方式和燃燒設備。燃料的種類和特性與鍋爐造型、運行操作以及鍋爐工作的

16、安全性和經(jīng)濟性有著密切的關系。因此，了解鍋爐燃料的分類、組成、特性以及分析這些特性在燃燒過程中所起的作用是有重要意義的。第39頁/共179頁 燃燒計算包括燃料燃燒所需提供的空氣量、燃燒生成的煙氣量和空氣及煙氣的焓的計算，是鍋爐熱力計算的一部分。燃燒計算的結(jié)果，為鍋爐的熱平衡計算、傳熱計算和通風設備選擇計算提供可靠的依據(jù)。第40頁/共179頁第一節(jié)第一節(jié) 燃料的成分及分析基礎燃料的成分及分析基礎一、氣體燃料的成分 可燃部分有氫(H2)、一氧化碳(CO)、甲烷(CH4)、乙烯(C2H4)、乙烷(C2H6)、丙烯(C3H6)、丁烯(C4H8)、丁烷(C4H10)、戊烯(C5H10)、戊烷(C5H12

17、)、苯(C6H6)和硫化氫(H2S)；不可燃部分有氮(N2)、氧(O2)、二氧化碳(CO2)、二氧化硫(SO2)和水蒸氣。上述各種成分的含量比例不同形成了不同的燃氣。 第41頁/共179頁二、液、固燃料的元素分析成分 通過元素分析法測定求得，其主要組成元素有碳(C)、氫(H)、氧(0)、氮(N)和硫(S)五種，此外還包含有一定數(shù)量的灰分( A)和水分(W)。燃料的上述組成成分，稱為元素分析成分。碳(C)、氫(H)、硫(S)是燃料的主要可燃元素，氧(0)、氮(N)、灰分( A)和水分(W) 是燃料中的雜質(zhì)。 第42頁/共179頁三、燃料成分分析數(shù)據(jù)的基準與換算 提供或應用燃料成分分析數(shù)據(jù)時，必須

18、標明其分析基準；只有分析基準相同的分析數(shù)據(jù)，才能確切地說明燃料的特性，評價和比較燃料的優(yōu)劣，分析基準，也即計算基數(shù)。燃料的元素分析成分和工業(yè)分析成分，通常是采用以下四種分析基準計算得出的。第43頁/共179頁1.應用基 應用基是以進入鍋爐房準備燃燒的燃料為分析基準，也即對爐前應用燃料取樣，以它的質(zhì)量作為100%計算其各組分的質(zhì)量百分數(shù)含量。 Cy+Hy+Oy+Ny+Sy+Ay+Wy=100% (6-1) 燃料的應用基成分是鍋爐燃用燃料的實際應用成分，用于鍋爐的燃燒、傳熱、通風和熱工試驗的計算。 第44頁/共179頁 2.分析基 分析基是以在實驗室條件下(溫度為20，相對濕度為60%)進行風干后

19、的燃料作為分析基準，分析所得的組成成分的質(zhì)量百分數(shù)含量。 Cf+Hf+Of+Nf+Sf+Af+Wf=100% (6-2)第45頁/共179頁 顯而易見，分析水分Wf即為在實驗室條件下風干后剩留在燃料中的那部分水分，它包括全部內(nèi)水分和部分外水分。為了避免水分在分析過程中變動，在實驗室中進行燃料成分分析時采用分析基成分，其他各“基”成分也均據(jù)此導出。 第46頁/共179頁 3.干燥基 干燥基是以除去全部水分的干燥燃料作為分析基準，據(jù)此分析所得的組成成分的質(zhì)量百分數(shù)含量，稱為干燥基成分。 Cg十Hg十0g十Ng十Sg十Ag100% (6-3) 燃料水分變化時，干燥基成分不受影響；對固體燃料來說，為真

20、實反映煤中灰的含量，通常采用干燥基灰分Ag來表示。 第47頁/共179頁 4.可燃基 可燃基是以除去全部水分和灰分的燃料作為分析基準，分析所得的其它各組成成分的質(zhì)量百分數(shù)含量，稱為可燃基成分。 Cr+Hr+Or+Nr+Sr100% (6-4) 第48頁/共179頁 燃料的可燃基成分不再受水分和灰分變化的影響，是一種穩(wěn)定的組成成分，常用于判斷煤的燃燒特性和進行煤的分類的依據(jù)，如可燃基揮發(fā)分Vr。煤礦提供的煤質(zhì)成分，通常也是可燃基各組成成分。 第49頁/共179頁 氣體燃料的組成成分是用各組成氣體的體積百分數(shù)表示。干燃氣通常以干燥基作為分析基準；實際上燃氣中含有一定的水蒸汽，而水分則以標準狀態(tài)下每

21、m3干燥氣體燃料攜帶的水蒸汽克數(shù)d(g/Nm3)來表示；濕燃氣也可以用各組成氣體的應用基的體積百分數(shù)表示。 第50頁/共179頁 上述各種分析基準之間可通過換算系數(shù)相互轉(zhuǎn)換。 例如，已知可燃基含碳量 Cr，求應用基含碳量 Cy。 Cr是 Cy、 Hy、 Sy、0y及 Ny五種成分作為計算基數(shù)的百分數(shù)含量，即第51頁/共179頁%100100yyyyyyyyyrWACNSOHCCC%100100yyryWACC 其中，(100-Ay-Wy)/100是從可燃基換算到應用基的換算系數(shù)，可燃基的其它組成成分都可采用同樣方法換算到相應的應用基成分。第52頁/共179頁 再如已知分析基含碳量 Cf，求應用

22、基含碳量 Cy。 因干燥基含碳量 Cg是 Cy、 Hy、 Sy、0y、 Ny及Ay六種成分作為計算基數(shù)的百分數(shù)含量，也是 Cf、Hf、 Sf、 Qf、 Nf及Af六種成分作為計算基數(shù)的百分數(shù)含量，即第53頁/共179頁%100100yyyyyyyyygWCANOSHCCC%100100fffffffffgWCANOSHCCC 如此，即可寫出分析基成分與應用基成分之間的關系式： %100100fyfyWWCC第54頁/共179頁 分析基的其它成分都可用相同的方法換算為相應的應用基成分，它們的換算系數(shù)都是（100-Wy）/（100-Wf）。 燃料的其它各種基之間的換算系數(shù)可用類似的方法求出，現(xiàn)將不

23、同基的成分的換算系數(shù)列于表6-l。第55頁/共179頁第二節(jié) 燃料種類及特性 燃料按其物態(tài)可分氣體、液體和固體燃料三大類。如按獲得的方法分，則有天然和人工燃料(經(jīng)過一定加工處理)兩類。燃料的類別和性質(zhì)直接關系到燃燒方式和燃燒設備的選擇以及鍋爐本體的設計。 第56頁/共179頁一、氣體燃料 常用的城市燃氣主要有天然氣和人工燃氣，以天然氣較為普遍。 天然氣是指直接從自然界得到的氣體燃料，即基本上只經(jīng)開采和收集的燃氣。天然氣主要有3種：第57頁/共179頁 (1)油田伴生氣 伴生氣是石油開采過程中自原油中析出的氣體，在分離器中由于壓力降低而進一步析出。它的主要成分是甲烷(體積百分數(shù)為80%左右)，另

24、外還含有一些其它烴類。伴生氣的發(fā)熱量約為45000kJ/Nm3。標態(tài)下密度約為0.60.8kg/Nm3，但燃燒速度與氣井氣差不多。第58頁/共179頁 (2)氣井氣 氣井氣是埋藏在地下深處(20003000m或更深)的氣態(tài)燃料。在地層壓力作用下燃氣具有很高的壓力，往往達到1.010.0MPa。它的主要成分是甲烷，體積百分數(shù)約為95%左右，還含有少量的二氧化碳、硫化氫、氮、和氬、氖等氣體。第59頁/共179頁 (3)礦井氣 礦井氣是從煤礦礦井中抽出的燃氣。在新開鑿的礦井中充滿著俗稱“礦井瓦斯”的氣體。這種氣體含有大量甲烷，除了有爆炸危險外，還對人體有窒息性。因此，在人進入礦井坑道采煤前須用空氣將

25、它充分置換出來，所以它也是一種氣體燃料資源。礦井氣中甲烷含量約占一半，其它主要成分是空氣和氮。它的發(fā)熱量較低，標態(tài)下一般不超過21000kJ/Nm3。第60頁/共179頁（一）常用燃氣的特性 1.燃氣的互換性 具有多種氣源的城市，常常會遇到以下兩種情況：一種是，隨著燃氣供應規(guī)模的發(fā)展和制氣方式的改變，某些地區(qū)原來使用的燃氣可能由其他一種性質(zhì)不同的燃氣所代替；另一種是，基本氣源發(fā)生緊急事故，或在高峰負荷時，需要在供氣系統(tǒng)中摻入性質(zhì)與原有燃氣不同的其他燃氣。第61頁/共179頁 當燃氣成分變化不大時，燃燒器燃燒工況雖有改變，但尚能滿足燃具的原有設計要求；當燃氣成分變化較大時，燃燒工況的改變使得燃具

26、不能正常工作。第62頁/共179頁 任何燃具，都是按一定的燃氣成分設計的。設某一燃具以a燃氣為基準進行設計和調(diào)整，若以b燃氣來置換a燃氣，此時燃具不加以任何調(diào)整而能保證正常工作，則表示b燃氣可以置換a燃氣，或稱b燃氣對a燃氣具有“互換性”。新的制氣方法(置換氣)須對原制氣方法(基準氣)具有互換性?；Q性是城市燃氣的重要指標。 第63頁/共179頁2.燃氣的華白數(shù) 華白指數(shù)是在互換性問題產(chǎn)生初期所使用的一個互換性判定指數(shù)。是一項控制燃具熱負荷穩(wěn)定狀況的指標。實用華白指數(shù)Ws按下式計算： rydwsQw(6-5) 實際上華白指數(shù)反映了發(fā)熱值的大小。第64頁/共179頁 在置換氣和基準氣的化學、物理

27、性質(zhì)相差不大、燃燒特性比較接近時，可以用華白指標控制燃氣的互換性。各國一般規(guī)定，在兩種燃氣互換時，華白數(shù)的變化不大于5%10%。 第65頁/共179頁 3.著火溫度 燃氣開始燃燒時的溫度稱為著火溫度，不同的可燃氣體的著火溫度不同。單一可燃氣體在空氣中的著火溫度列于表6-3中。第66頁/共179頁 4.爆炸極限 燃氣的爆炸濃度極限是燃氣的重要性質(zhì)之一，因為當燃氣和空氣（或氧氣）混合后，如果這兩種氣體達到一定比例時，就會形成具有爆炸危險的混合氣體。該氣體與火焰接觸時，即形成爆炸。但是并非任何比例的燃氣空氣混合氣體都會發(fā)生爆炸，只有在燃氣空氣混合氣體中可燃氣體的濃度在一定范圍時，氣體才能發(fā)生爆炸。第

28、67頁/共179頁 5.硫化物 燃氣中的硫化物分為無機硫和有機硫。無機硫指硫化氫（H2S），燃氣的硫化物中有90%95%為無機硫。 硫化氫又是一種活性腐蝕劑。在高壓、高溫以及在燃氣中含有水分時，腐蝕作用更會加劇。燃氣中的二氧化碳及氧也是腐蝕劑，當它們與硫化氫同時存在，對管道和設備更為有害。硫化氫的燃燒產(chǎn)物二氧化硫（SO2）也具有腐蝕性。 第68頁/共179頁 規(guī)范規(guī)定標準狀態(tài)下人工燃氣中硫化氫含量小于20mg/Nm3。 6.一氧化碳 一氧化碳是無色、無臭、有劇毒的氣體。在人工燃氣中，特別是發(fā)生爐煤氣中，含有一氧化碳。如空氣中含有0.1%（容積百分數(shù)）的一氧化碳，呼吸1h，會引起頭痛和嘔吐，含量

29、達0.5%（容積百分數(shù)）時，經(jīng)2030min，將危及生命。 第69頁/共179頁 雖然一氧化碳是可燃成分，但因它具有毒性，故一般要求城市燃氣中一氧化碳容積百分數(shù)應小于10%。第70頁/共179頁 7.含濕量 天然氣在井場和集氣站一般都進行了脫水處理（高壓低溫分離），使含濕量低于氣壓0.1Mpa、氣溫30時的飽和含濕量（即標態(tài)下d0.3g/Nm3）。由于天然氣在輸送過程中，一般可視為等溫降壓或升溫降壓過程，因此，不會析出冷凝水，故在管道上不必設置冷凝水排水器。第71頁/共179頁（二）燃氣的加臭 城市燃氣是具有一定毒性的爆炸性氣體，又是在壓力下輸送和使用的。由于管道及設備材質(zhì)和施工方面存在的問題

30、和使用不當，容易造成漏氣，有時引起爆炸、著火和人身中毒的危險。因此，當發(fā)生漏氣時能及時被人們發(fā)覺，進而消除漏氣是很必要的。要求對沒有臭味的燃氣加臭。第72頁/共179頁 在城市燃氣的可燃成分中，最具有劇毒而含量較多者為一氧化碳。故把含有一氧化碳的燃氣視為“有毒燃氣”，而規(guī)定了對有毒而無臭味的燃氣應加臭，使有毒燃氣在達到允許有害含量之前，應能察覺。對于無毒燃氣在相當于爆炸下限（容積百分數(shù)）20%的含量時，應能察覺。第73頁/共179頁二、液體燃料燃料油(一)燃料油性質(zhì) 1.粘度 粘度是液體對其自身流動具有的阻力，它是一個表征流動性能的特性指標。粘度大，流動性能差，在管內(nèi)輸送時阻力就大，裝卸和霧化

31、都會發(fā)生困難。 第74頁/共179頁 重油的粘度通常用恩氏粘度Et表示。恩氏粘度是用恩氏粘度計測得的一種條件粘度。恩氏粘度計的主要部件是底部帶一個小孔的容器，200mL、 t的試樣油從恩氏粘度計小孔流出的時間t和同體積20的蒸餾水流出的時間20之比，稱為該油品在t時的恩氏粘度。20ttE (6-6) 第75頁/共179頁 重油的粘度與它的成分、溫度、壓力有關。加熱溫度愈高，重油的粘度愈小。所以，重油在運輸、裝卸和燃用時都需要預熱，通常要求油噴嘴前的重油溫度在100以上。在所頒布的燃料油標準中油品牌號20、60、100及200等數(shù)字，相當于該油品在油溫50時的恩氏粘度。 第76頁/共179頁2.

32、閃點、燃點及自燃點 油的閃點、燃點和自燃點與油貯運的安全性有很大關系，它們反映油的著火性能。 第77頁/共179頁（1）閃點 隨著油溫的升高，油面蒸發(fā)的油氣增多。當油氣和空氣的混合物與明火接觸時，發(fā)生短暫的閃光（一閃即滅），這時的油溫稱為閃點。油的閃點與其組成有密切關系。油中只要含有少量相對分子質(zhì)量小的成分，就會使其閃點顯著降低。油的沸點越低，其閃點也越低。壓力升高，其閃點也升高。第78頁/共179頁 閃點是防止油發(fā)生火災的一項重要指標。敞口容器中油溫接近或超過閃點，就會增加著火的危險性。在敞口容器中加熱油，加熱溫度應低于閃點10。而在壓力容器中則無此限制。按照閃點的高低，可將燃料油分為表6-

33、4所列的4個等級。 第79頁/共179頁油品等級閃點/油品名稱油品組別一級二級三級四組28以下284545120120以上汽油、笨等原油、煤油等輕柴油、重柴油、重油重柴油、重油、渣油等易燃油品 可燃油品油品閃點分類表 表6-4第80頁/共179頁 （2）燃點 測定燃點時所用的設備和測定閃點時相同，當油溫達到閃點時，遇到明火即可閃燃，但要使油繼續(xù)燃燒下去，必須使油溫更高一些。當油面上的油氣和空氣的混合物遇明火能著火繼續(xù)燃燒（持續(xù)時間不少于5s），這時油的最低溫度稱為該油的燃點。顯然，燃點高于閃點。例如，試驗測得某種原油的閃點為39。其燃點為54；某種重油的閃點為222，其燃點為282。 第81頁

34、/共179頁 （3）自燃點 自燃點是指油品緩慢氧化而開始自行著火燃燒的溫度。自燃點的高低主要決定于燃料油的化學組成，并隨壓力而改變，壓力越高，油質(zhì)越重，自燃點就越低。表6-5列出一些油氣燃料的自燃溫度，供參考。第82頁/共179頁燃 料自燃溫度/燃 料自燃溫度/氫一氧化碳天然氣原 油汽 油輕柴油530590610658530380530415430350380重柴油重 油渣 油煤 油機 油瀝 青300350300350230270380350380270280常用油氣燃料的自燃溫度表 表6-5 第83頁/共179頁 3.凝固點 重油是一種復雜的混合物，它從液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)的過程是逐漸進行的，不象純

35、凈的單一物質(zhì)那樣具有一定的凝固點。當溫度逐漸降低時，它并不立即凝固，而是變得愈來愈稠，直到完全喪失流動性為止。在石油工業(yè)中規(guī)定，將試樣油放在一定的試管中冷卻，并將它傾斜450，如試管中的油面經(jīng)過510s保持不變，這時的油溫即為油的凝固點。第84頁/共179頁 重油的凝固點高低與所含的石蠟含量有關，含蠟高的油凝固點高。凝固點高低關系著燃油在低溫下的流動性能，一般來說，溫度在凝點以上的油品，可自流到泵的入口或由管內(nèi)流出，在低溫下輸送凝固點高的油時，油管易阻塞不通，應采取加熱或防凍措施。第85頁/共179頁 4.硫分 燃料油按硫的質(zhì)量百分數(shù)分為3種：硫分不超過0.5%的稱為低硫燃料油；硫分為0.6%

36、1.0%稱為中硫燃料油；含硫量為1.1%3.5%者稱為高硫燃料油。燃料油中含有的硫分在燃燒后生成的三氧化硫與水化合生成硫酸，對金屬產(chǎn)生腐蝕，因此，燃燒硫質(zhì)量百分數(shù)高于1的燃料油時，必須注意鍋爐尾部受熱面的低溫腐蝕問題。第86頁/共179頁 5.灰分 燃料油的灰分主要由水力鉆探開采石油或運轉(zhuǎn)時落進去，以及溶解于石油中的鹽類所組成。燃料油的灰分含量一般不大，其質(zhì)量百分數(shù)約為0.1%0.4%?；曳值闹饕煞质氢c、鈣、鎂、釩、鋁、鐵。低硫燃料油中含釩量很少，而在高硫燃料油中含釩量較高，釩和鈉會引起鍋爐受熱面的高溫腐蝕，同時燃料油灰分易引起鍋爐受熱面的積灰。第87頁/共179頁 6.熱膨脹性 在密封容器

37、中，燃料油的熱膨脹會產(chǎn)生巨大的壓力。例如，在密封容器中，石蠟重油從20加熱到39時，壓力升高達25.0MPa，所以油罐的通氣管或呼吸閥是必不可少的部件。 第88頁/共179頁 7.爆炸極限 當空氣中含有一定比例的易燃油品蒸氣時，遇明火爆炸。在空氣中所含可能引起爆炸油品蒸氣的最小和最大的體積百分數(shù)或濃度稱為該種油品的爆炸低限和爆炸高限。通常以%或g/Nm3表示。 第89頁/共179頁 在低限和高限之間的混合氣體的容積百分數(shù)或濃度范圍，稱為爆炸范圍。爆炸范圍大的油品爆炸危險性大。當油氣的容積百分數(shù)或濃度高于爆炸高限時，混合氣體可能發(fā)生燃燒，在燃燒過程中油氣的容積分數(shù)或濃度降低到爆炸高限即發(fā)生爆炸。

38、對于原油及重油的爆炸極限目前尚無統(tǒng)一數(shù)據(jù)。 第90頁/共179頁 所以衡量油品的安全性質(zhì)時，應根據(jù)閃點、爆炸極限（容積百分數(shù)）和自燃點等作全面分析。 第91頁/共179頁（二）鍋爐常用的燃油 鍋爐的燃油有重油、渣油和柴油3大類。 從廣義上說，密度較大的油都可以稱為重油，根據(jù)我國的燃料政策，燃油鍋爐首先應燃用重油和渣油。 第92頁/共179頁 1.重油 重油是由裂化重油、減壓重油、常壓重油或蠟油等按不同比例調(diào)合制成的。 不同的煉油廠選用的原料和比例常不相同，根據(jù)行業(yè)標準SH0356-92，按80的運動粘度分為20、60、100和200等4個牌號。牌號的數(shù)目約等于該油在50時的恩氏粘度 。50E第

39、93頁/共179頁 從元素分析成分上看，重油和煤是一樣的，也是由碳、氫、氧、氮、硫、水分、灰分等元素組成，其特點是含碳氫量高，灰分和水分含量少，所以發(fā)熱量較高（Qydw=3760040000 kJ/kg）。第94頁/共179頁 重油的含氫量較高，所以重油很容易著火燃燒，并且?guī)缀鯖]有爐內(nèi)結(jié)渣及磨損的問題。重油加熱到一定溫度就能流動，故運輸和控制都較方便。然而重油的硫分和灰分對受熱面的腐蝕和積灰要比煤粉爐嚴重得多。 第95頁/共179頁 2.渣油 渣油是減壓蒸餾塔塔底的殘留油，也稱為直餾渣油，它的主要成分為高分子烴類和膠狀物質(zhì)。原油在蒸餾后，硫分集中于渣油中，所以相對地說，它的含硫量較高，其含硫量

40、決定于原油含硫量以及加工工藝情況。第96頁/共179頁 渣油的粘度和流動性決定于原油本身的特性和含蠟量。渣油除用作鍋爐燃料外，還用作再加工（如裂化）的原料油。第97頁/共179頁 3.輕柴油 柴油分輕柴油和重柴油2種。 輕柴油由石油的各種直餾柴油餾分、催化柴油餾分和混有熱裂化柴油餾分等制成。其產(chǎn)品按質(zhì)量分為優(yōu)等品、一級品和合格品3個等級，每個等級按凝點分為10、0、10、20、35和50等6個牌號。目前，小型燃油鍋爐用輕柴油作燃料已日趨普遍。第98頁/共179頁三、固體燃料煤 煤是由遠古植物殘骸沒入水中，又被地層覆蓋經(jīng)地質(zhì)化學作用而形成的有機生物巖，是一種有機化合物和無機化合物的復雜混合物。隨

41、著煤的形成年代的增長，煤的煤化程度逐年加深，所含水分和揮發(fā)物隨之減少，而碳含量則相應增大。煤被劃分為褐煤、煙煤、貧煤和無煙煤四類。 第99頁/共179頁（一）、煤的特性 1.揮發(fā)分 失去水分的干燥煤樣在隔絕空氣下加熱至一定溫度時，它所析出的氣態(tài)物質(zhì)稱為揮發(fā)物，其百分數(shù)含量即為揮發(fā)分。 第100頁/共179頁 揮發(fā)物不是以現(xiàn)成狀態(tài)存在于燃料中的，而是在燃料加熱中形成的。揮發(fā)物主要由各種碳氫化合物、氫、一氧化碳、硫化氫等可燃氣體和少量的氧、二氧化碳及氮等不可燃氣體組成。 第101頁/共179頁 煤的揮發(fā)分含量對燃燒過程的發(fā)生和發(fā)展有較大影響。煤在爐中受熱干燥后，揮發(fā)分首先析出，當濃度和溫度達到一定

42、時遇著空氣迅即著火燃燒。因此，揮發(fā)分對燃燒過程的初始階段具有特殊的意義。揮發(fā)分含量高的煤，不但著火迅速，燃燒穩(wěn)定，而且也易于燃燒完全。第102頁/共179頁 煤的揮發(fā)分大小對鍋爐工作有著很大的影響，鍋爐的爐膛結(jié)構(gòu)和鍋爐的運行方法等都與煤的揮發(fā)分含量有關。所以，揮發(fā)分是煤的一個重要燃燒特性，也是(我國以及美、俄、英、法等國)作為煤的分類的重要依據(jù)之一。第103頁/共179頁 2.焦結(jié)性 煤在隔絕空氣加熱時，水分蒸發(fā)、揮發(fā)分析出后的固體殘余物是焦炭。煤種不同，其焦炭的物理性質(zhì)、外觀等也各不相同，有的松散呈粉末狀，有的則結(jié)成不同硬度的焦塊。焦炭的這種不同焦結(jié)性狀，稱為煤的焦結(jié)性，它是煤的又一重要燃燒

43、特性。第104頁/共179頁 在層燃爐的爐排上燃用焦結(jié)性很弱的煤，因焦呈粉末，極易被穿過爐層的氣流攜帶飛走，使燃燒不完全，還可能從爐排通風空隙中漏落，造成漏落損失。如果燃用焦結(jié)性很強的煤，焦呈塊狀，焦炭內(nèi)的質(zhì)點難于與空氣接觸，使燃燒困難；同時，爐層也會因焦結(jié)而失去多孔性，既增大阻力，又使燃燒惡化。 第105頁/共179頁 3.灰熔點 當焦炭中的可燃物固定碳燃燒殆盡，殘留下來的便是煤的灰分?；曳值娜廴谛裕晳T上稱作煤的灰熔點。 灰熔點對鍋爐工作有較大的影響?；胰埸c低，容易引起受熱面結(jié)渣。熔化的灰渣會把未燃盡的焦炭裹住而妨礙繼續(xù)燃燒，甚至會堵塞爐排的通風孔隙而使燃燒惡化。 第106頁/共179頁

44、工業(yè)上一般以煤灰的軟化溫度t2作為衡量其熔融性的主要指標。對固態(tài)排渣爐，為避免爐膛出口結(jié)渣，出口煙溫要比軟化溫度t2低100。軟化溫度t2高于1425的灰稱為難熔性灰，在1200-1425之間的灰稱為可熔性灰，低于1200的灰叫做易熔性灰。第107頁/共179頁 （二）鍋爐常用煤種類 1褐煤 褐煤因外觀呈棕褐色而取名。由于它的煤化程度較低，可燃基揮發(fā)分可高達40%以上，且揮發(fā)分開始析出溫度低，容易著火。但它的吸水能力較強，所以它的發(fā)熱量不高，褐煤質(zhì)地松脆，易風化，易自燃，難于貯存，也不宜遠運，屬于地方性低質(zhì)煤。第108頁/共179頁 2.煙煤 煙煤的碳含量高，揮發(fā)分也多，Vr10%40%，易于

45、著火和燃燒，而且灰分和水分含量一般較少，其發(fā)熱量較高。煙煤呈黑色，質(zhì)地松軟，具有一定光澤，燃燒時多煙。它是自然界中分布最廣和品種最多的煤種。第109頁/共179頁3.貧煤 貧煤的煤化程度低于無煙煤，其揮發(fā)分Vr10%20%。與煙煤相比，貧煤較難著火和燃燒，燃燒時火焰短，焦結(jié)性差，發(fā)熱量介于無煙煤和一般煙煤之間。第110頁/共179頁4.無煙煤 無煙煤俗稱白煤，是煤化程度最高的煤種。它的揮發(fā)分含量很少，Vr10%；碳含量高，最高的可燃基碳含量可達95%98%，所以著火相當困難，且不容易燃盡燒透。無煙煤燃燒時無煙，只有很短的青藍色火焰，其焦渣呈粉末狀，無粘結(jié)性。第111頁/共179頁第三節(jié)第三節(jié)

46、燃料的發(fā)熱量燃料的發(fā)熱量一、發(fā)熱量的定義 燃料的發(fā)熱量是指單位體積或單位質(zhì)量的燃料在完全燃燒時所放出的熱量，單位為 kJ/Nm3或kJ/kg。第112頁/共179頁根據(jù)燃燒產(chǎn)物中水的物態(tài)不同，發(fā)熱量有高位發(fā)熱量 Qgw和低位發(fā)熱量 Qdw兩種。高位發(fā)熱量是指1Nm3（1kg）燃料完全燃燒后所產(chǎn)生的熱量，它包括燃料燃燒時所生成的水蒸汽的汽化潛熱，也即所有水蒸汽全部凝結(jié)為水。在高位發(fā)熱量中扣除全部水蒸汽的汽化潛熱后的發(fā)熱量，稱為低位發(fā)熱量。它接近鍋爐運行的實際情況，所以在鍋爐設計、試驗等計算中均以此作為計算依據(jù)。第113頁/共179頁二、燃氣發(fā)熱量的計算與確定燃料發(fā)熱量的大小取決于燃料中可燃成分種

47、類和數(shù)量。由于燃料并不是各種成分的機械混合物(氣體燃料除外)，而是有著極其復雜的化合關系，因而燃料的發(fā)熱量并不等于所含各可燃組分的發(fā)熱量的算術和，無法用理論公式來準確計算，只能借助于實測，或借助某些經(jīng)驗公式來推算出它的近似值。第114頁/共179頁1.燃氣發(fā)熱量的計算 實際使用的燃氣是含有多種組分的混合氣體?；旌蠚怏w的發(fā)熱量可以直接用熱量計測定，也可以由各單一氣體的發(fā)熱量根據(jù)混合法則按（6-8）式進行計算。 iiQQ（6-8）第115頁/共179頁2.干燃氣的高、低位發(fā)熱量的換算 標態(tài)下干燃氣的高位發(fā)熱量和低位發(fā)熱量可按下式進行換算：ggnmggdwggwSHHCnHQQ22268. 4（6-

48、9） 、 第116頁/共179頁3.濕燃氣高、低位發(fā)熱量的換算 標態(tài)下濕燃氣的高位發(fā)熱量和低位發(fā)熱量可按式（6-10）、式（6-11）進行換算：ggggnmgydwygwddSHHCnHQQ833. 0833. 0562)2(68. 422（6-10） )2(68. 4222yyynmyyDWyGWOHSHHCnHQQ(6-11) 第117頁/共179頁 4.干、濕燃氣發(fā)熱量的換算 干燃氣的低位發(fā)熱量和濕燃氣的低位發(fā)熱量可按下式進行換算：ggdwydwdQQ833. 0833. 0（6-12） ppQQsgDWydw1或（6-13） 第118頁/共179頁干燃氣的高位發(fā)熱量和濕燃氣的高位發(fā)熱量

49、可按式（6-14）、式（6-15）進行換算： ggggwygwddQQ833. 0833. 0562ppppQQssggwygw4681第119頁/共179頁5.近似考慮 在工程上對燃氣發(fā)熱量的計算還可作如下近似考慮：（1）當燃氣中含有少量（體積分數(shù)在3%以下）成分不明的不飽和烴時，該不飽和烴的發(fā)熱量可按乙烯（C2H4）的發(fā)熱量計算。 第120頁/共179頁（2）當天然氣中重烴（C2H6、C3H8）含量不明時，其不明部分的飽和碳氫化合物可按容積百分數(shù)80%的C2H6和20%的C6H6計算：或按=100%C3H6進行計算。nmHC第121頁/共179頁（3）一般情況下，燃氣中含水量極少，可以忽略

50、不計。 （4）當天然氣中甲烷容積百分數(shù)在95%98%，而其它成分不明時，應用基低位發(fā)熱量可取為3/35160NmkJQydw第122頁/共179頁三、燃油和煤發(fā)熱量的計算與確定1.燃油和煤的發(fā)熱量的換算燃料的應用基高位發(fā)熱量 Qygw與低位發(fā)熱量 Qydw之間的關系就可用下式表達：yyydwygwWHQQ251222608(6-16) 第123頁/共179頁同樣，分析基、干燥基和可燃基高位發(fā)熱量和低位發(fā)熱量之間也有如下關系：fffdwfgwWHQQ251222608ggdwggwHQQ22608rrdwrgwHQQ22608第124頁/共179頁 對于高位發(fā)熱量來說，水分只是占據(jù)了質(zhì)量的一定分

51、額而使發(fā)熱量降低；對于低位發(fā)熱量，水分不僅占據(jù)了質(zhì)量的一定分額，而且還要吸收汽化潛熱。因此在各種基的高位發(fā)熱量之間可以用表6-1的換算系數(shù)進行換算；對于低位發(fā)熱量則不然，必須考慮煙氣中全部水蒸汽的汽化潛熱。表6-8是各種基的低位發(fā)熱量之間的換算關系。 第125頁/共179頁2.發(fā)熱量的實測 液體和固體燃料的發(fā)熱量通常用圖6-1所示的氧彈測熱器直接測定。氧彈測熱器有恒溫式及絕熱式兩種。 第126頁/共179頁10216574接點火器398圖6-1 氧彈測熱器1-氧彈2-水容器3-外殼4-溫度計5-測熱器蓋6-攪拌器7-電動機8-坩堝9、10-導電極第127頁/共179頁3.發(fā)熱量的近似計算 1）

52、燃料油 燃料油的發(fā)熱量應以實測值為準。也可用油品應用基或干燥基元素成分按下列公式計算：yyyyyydwWSOHCQ2512)(1090010300033900)(1090012560033900ggggggwSOHCQ第128頁/共179頁在無元素分析資料時，發(fā)熱量可根據(jù)油的密度估算： 287907 .31676 .46415ydwQ2879051900ggwQ由此可見，含輕質(zhì)餾分愈多的油品，即密度愈小的燃油，其發(fā)熱量愈大。 第129頁/共179頁2）煤 若有煤的元素分析資料，應用基低位發(fā)熱量也可用門捷列夫經(jīng)驗公式計算：Qgdw=339Cy+1030Hy-109(Oy-Sy)-25Wy 第13

53、0頁/共179頁第四節(jié)第四節(jié) 燃料的燃燒計算燃料的燃燒計算燃料的燃燒，是燃料中的可燃元素和氧氣在高溫條件下進行的劇烈氧化反應過程，同時放出大量的熱量。燃燒后生成煙氣和灰。顯而易見，為使燃燒進行得充分完全，除需要保證一個高溫環(huán)境外，必須提供燃燒所需的充足氧氣(由空氣中獲取)，并使之與燃料充分混合接觸，同時還必須將燃燒產(chǎn)物煙氣和灰及時排走。 第131頁/共179頁燃料的燃燒計算，就是計算燃料燃燒時所需的空氣量和生成的煙氣量，以及空氣和煙氣的焓。第132頁/共179頁一、燃料燃燒所需的空氣量計算假設：燃氣、空氣和煙氣所含有的各種組成氣體，包括水蒸汽在內(nèi)均認為是理想氣體，在標準狀態(tài)下1kmol體積等于

54、22.4Nm3；同時還假定空氣只是氧和氮的混合氣體，其體積比為21:79。第133頁/共179頁 1Nm3或1kg應用基燃料完全燃燒，而又無過剩氧存在時所需的空氣量，稱為理論空氣量，常用符號Vk0表示，單位為Nm3/Nm3 或Nm3/kg。 第134頁/共179頁 為了使燃料在爐內(nèi)盡可能燃燒完全，實際送入爐內(nèi)的空氣量總大于理論空氣量。實際供給的空氣量Vk0比理論空氣量Vk0多出的這部分空氣，稱為過量空氣；兩者之比則稱為過量空氣系數(shù)，即okkVVa (6-26) 第135頁/共179頁燃燒 lkg燃料實際所需的空氣量可由下式計算： okkaVV 第136頁/共179頁 爐中的過量空氣系數(shù)是指爐膛

55、出口處的1，它的最佳值與燃料種類、燃燒方式以及燃燒設備結(jié)構(gòu)的完善程度有關。燃氣裝置的過?？諝庀禂?shù)值的大小決定于燃氣燃燒方法和燃燒設備的運行工況。在工業(yè)設備中，一般控制在1.051.20；在民用燃具中，一般控制在1.31.8。供熱鍋爐常用的層燃爐， 1值一般在1.31.6之間。第137頁/共179頁 在燃燒過程中，正確選擇和控制是十分重要的，過小和過大都將導致不良后果；前者使燃料的化學熱不能充分發(fā)揮，后者使煙氣體積增大，爐膛溫度降低，增加了排煙熱損失，其結(jié)果都將使加熱設備的熱效率下降。因此，先進的燃燒設備應在保證完全燃燒的情況下，盡量使值趨近于1。第138頁/共179頁 1.氣體燃料燃燒所需的空

56、氣量計算 標態(tài)下1Nm3燃氣按燃燒反應方程式完全燃燒所需要的空氣量（指干空氣）稱為理論空氣量，單位為Nm3/Nm3。理論空氣量也是燃氣完全燃燒所需的最小空氣量。任何碳氫化合物的燃燒反應式為： OHnmCOOnmHCnm2224)4(第139頁/共179頁 當燃氣組成已知，可按式（6-29）計算標態(tài)下燃氣燃燒所需的理論空氣量： 22205 . 1)4(5 . 05 . 021OSHHCnmCOHVnmk燃氣的發(fā)熱量越高，燃燒所需理論空氣量也越多，因此，當已知燃氣低位發(fā)熱量或高位發(fā)熱量時，其理論空氣量還可按下面公式計算。 第140頁/共179頁2.液、固體燃料液體和固體燃料的可燃元素為碳、氫和硫，

57、它們完全燃燒時所需的空氣量可以根據(jù)完全燃燒化學反應方程式來計算。第141頁/共179頁碳的完全燃燒反應方程式為 C+O2CO2 12kgC+22.4Nm3O222.4Nm3CO2 每kg碳完全燃燒時需要1.866Nm3氧氣，并產(chǎn)生1.866Nm3二氧化碳。第142頁/共179頁 硫的完全燃燒反應方程式為 S+O2=SO2 32kgS+22.4Nm3O222.4Nm3S02 每kg硫完全燃燒時需要0.7Nm3氧氣，并產(chǎn)生0.7Nm3二氧化硫。第143頁/共179頁 氫的完全燃燒反應方程式為2H2+O22H2O 22.016kgH2+22.4Nm3O2=222.4Nm3H2O 每kg氫完全燃燒時需

58、要5.55Nm3氧氣，并產(chǎn)生11.1Nm3水蒸汽。第144頁/共179頁這樣每kg應用基燃料完全燃燒時所需外界供應的理論氧氣量為kgNmOHSCVyyyyko/1007 . 010055. 51007 . 0100866. 132已知空氣中氧的體積百分比為21%，所以1kg燃料完全燃燒所需的理論空氣量為 第145頁/共179頁)1007 . 010055. 51007 . 0100866. 1 (21. 01yyyyokOHSCVkgNmOHSCyyyy/0333. 0265. 0)375. 0(0889. 03計算各種燃料所需理論空氣量的經(jīng)驗公式如下：對于液體燃料： kgNmQVydwok/

59、0 . 21000203. 03第146頁/共179頁對于貧煤及無煙煤： kgNmQVydwok/990600239. 03對于煙煤： kgNmQVydwok/278. 01000251. 03最后需要指出的是上述空氣量的計算，全按不含水蒸汽的干空氣計算，事實上相對于1kg干空氣是含有10g水蒸汽的，只是所占份額很小而予以略去。第147頁/共179頁二、燃燒生成的煙氣量計算 燃料燃燒后生成煙氣，如供給燃料以理論空氣量Vko，燃料又達到完全燃燒，煙氣中只含有二氧化碳 CO2、二氧化硫SO2、水蒸汽 H2O及氮 N2四種氣體，這時煙氣所具有的體積稱為理論煙氣量，用符號Vyo表示，單位為Nm3Nm3

60、 (對于液固燃料，單位為Nm3kg)。第148頁/共179頁 1.氣體燃料 燃氣中各可燃組分單獨燃燒后產(chǎn)生的理論煙氣量可通過燃燒反應式來確定。含有標態(tài)下1m3干燃氣的濕燃氣完全燃燒后產(chǎn)生的煙氣量，按以下方法計算 （1）按燃氣組分計算 1）理論煙氣量計算（當=1時） 根據(jù)表6-3中燃燒反應式，按三原子氣體體積計算。第149頁/共179頁2）實際煙氣量計算（當1時）（2）按發(fā)熱量近似計算 1）理論煙氣量計算： 對烷烴類燃氣按式（6-46）計算： aQVydwy1000239. 00 對煉焦煤氣按式（6-47）計算： 25. 01000272. 00ydwyQV第150頁/共179頁對標態(tài)下低位發(fā)熱