第一章 燃料及燃燒計算_第1頁
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文檔簡介

1、2022-7-2沈陽工程學院 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、燃料的基本燃燒計算;鍋爐燃煤的特性、燃料的基本燃燒計算;鍋爐熱平衡:要求學生建立熱平衡的概念,鍋爐熱平衡:要求學生建立熱平衡的概念,掌握鍋爐熱效率的計算方法;掌握鍋爐熱效率的計算方法;1.1. 通過講授鍋爐制粉系統(tǒng)、煙風及燃燒系統(tǒng),通過講授鍋爐制粉系統(tǒng)、煙風及燃燒系統(tǒng),使學生掌握各個系統(tǒng)的工作過程、工作特使學生掌握各個系統(tǒng)的工作過程、工作特點和設備及系統(tǒng)的工作原理。點和設備及系統(tǒng)的工作原理。2022-7-2沈陽工程學院 王樹群 動本091-22第一章燃料及燃燒計算

2、第一章燃料及燃燒計算燃料部分(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;分特點; 煤的分析基準及換算;煤的分析基準及換算; 煤的主要特性:發(fā)熱量、標準煤、折算成煤的主要特性:發(fā)熱量、標準煤、折算成分、灰的熔融性;分、灰的熔融性; 煤的分類。煤的分類。2022-7-2沈陽工程學院 王樹群 動本091-231.11.1鍋爐用燃料鍋爐用燃料1.1.燃料:燃燒時能發(fā)熱的物質(zhì)。燃料:燃燒時能發(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、氣體獲得方式:人

3、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?shù)厝剂?;盡可能采用當?shù)厝剂希惶岣呷剂鲜褂玫慕?jīng)濟性;提高燃料使用的經(jīng)濟性;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)濟價值的煤。它方面沒有多大經(jīng)濟價值的煤。 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。2022-7-

4、2沈陽工程學院 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 煤是由有機化合物和無機礦物質(zhì)等組成的一種復雜物質(zhì)。煤是由有機化合物和無機礦物質(zhì)等組成的一種復雜物質(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 A2022-7-2沈陽工程學院 王樹群 動本091

5、-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。2022-7-2沈陽工程學院 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 2=2H=2H2 2O+

6、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有機硫(有機硫(S S0 0)-與與C C、 H H、 O O等結(jié)合成復雜的化合物。等結(jié)合成復雜的化合物。 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、FeSOFeSO4 4等,不能燃燒

7、,歸入灰分等,不能燃燒,歸入灰分中。中。2022-7-2沈陽工程學院 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)才能從小時)才能從煤樣中除去。煤樣中除去。、灰分:、灰分: 將煤樣在空氣中加熱到將煤樣在空氣中加熱到8

8、008002525,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%。2022-7-2沈陽工程學院 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水分后剩余的水分。分后剩余的水分

9、。 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)小時)才能從煤樣中除去。才能從煤樣中除去。2022-7-2沈陽工程學院 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,有機物質(zhì)會分解成各種氣體,溫度時,有機物質(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:可燃氣體)組成:可燃氣體(CmHn(CmHn、H H2 2、 CO HCO H2 2S S等等) )、不可燃氣體不可燃氣體(CO(CO2 2等等) )。)特點:自身

10、容易著火燃燒;且能促進焦)特點:自身容易著火燃燒;且能促進焦炭的燃燒。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)。2022-7-2沈陽工程學院 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。2022-7-2沈陽工程學院 王樹群 動本091-211四、煤中成分對鍋爐工作的影響四、煤中成分對鍋爐工作的影響

11、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)硫化鐵導致磨煤機磨損。)硫化鐵導致磨煤機磨損。2022-7-2沈陽工程學院 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; )煙氣中飛灰引起設備磨損、腐蝕,降低使用壽命;)煙氣中飛灰引起設備磨損、腐蝕,降低使用壽命;)增加灰渣物理熱損失;)增加灰渣物理熱損失;)

12、污染環(huán)境;)污染環(huán)境;)增加除塵、除灰設備;增加開采、運輸費用,制)增加除塵、除灰設備;增加開采、運輸費用,制粉系統(tǒng)電耗。粉系統(tǒng)電耗。2022-7-2沈陽工程學院 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,排煙損失和引風電耗增)煙氣體積增大,排煙損失和引風電耗增加;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。 2022-7-2沈陽工程學院 王樹群 動本091-2144 4、揮發(fā)分、揮發(fā)分1 1)特點:自身容易著火燃燒;且能促進焦)特點

13、:自身容易著火燃燒;且能促進焦炭的燃燒。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)。2022-7-2沈陽工程學院 王樹群 動本091-215五、煤的成分計算基準五、煤的成分計算基準1 .1 .收到基收到基 ar (as received basis)ar (as received basis) 以入爐煤(實際工作煤)為基準進行分析的各個成分質(zhì)以入爐煤(實際工作煤)為基準進行分析的各個成分質(zhì)量百分數(shù)。量百分數(shù)。 Car+Har+Oar+Nar+Sar+Aar+Mar=100%Car+Har+Oar+Nar+Sar+Aar+Mar=100% FCar

14、+Var+Aar+Mar=100% FCar+Var+Aar+Mar=100% 應用:鍋爐熱力計算。應用:鍋爐熱力計算。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成分質(zhì)量百分數(shù)。除去外在水分后的各個成分質(zhì)量百分數(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% 應用:實驗室內(nèi)煤樣分析使用。應用:實驗室內(nèi)煤樣分析使用。2022-7-2沈陽

15、工程學院 王樹群 動7-2沈陽工程學院 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)的各個成:假想無水狀態(tài)的各個成分質(zhì)量百分數(shù)。分質(zhì)量百分數(shù)。 Cd+Hd+Od+Nd+Sd+Ad=100%Cd+Hd+Od+Nd+Sd+Ad=100% FCd+Vd+Ad=100% FCd+Vd+Ad=100% 應用:灰分含量常用干燥基表示。應用: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 basis)daf (dry and ash free basis):假

16、想無水無灰狀態(tài)的各個成分質(zhì)量百分數(shù)。假想無水無灰狀態(tài)的各個成分質(zhì)量百分數(shù)。 Cdaf+Hdaf+Odaf+Ndaf+Sdaf=100%Cdaf+Hdaf+Odaf+Ndaf+Sdaf=100% FCdaf+Vdaf=100% FCdaf+Vdaf=100% 應用:揮發(fā)分含量常用干燥無灰基表示。應用:揮發(fā)分含量常用干燥無灰基表示。2022-7-2沈陽工程學院 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)量的煤完全燃燒時所放出的熱量。:單位質(zhì)量的煤完全燃燒時所放出的熱量。 (1)(1)高位發(fā)熱量高位發(fā)熱量(Qar,gr)(Qar,gr):單位質(zhì)量的

17、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)水時最大可能的發(fā)熱量。結(jié)為液態(tài)水時最大可能的發(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+26Sar- 26Oar-6Mar)2022-7-2沈陽工程學院 王樹

18、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=4190* *Sar/Qar,netSar/Qar,net Mar,red M

19、ar,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. . 標準煤標準煤: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/292702022-7-2沈陽工程學院 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化,此溫度定義為灰熔點。定義為灰熔點。 DTDT變形溫度,錐體頂點開始變成圓或傾

20、斜變形溫度,錐體頂點開始變成圓或傾斜STST軟化溫度,錐體頂點彎曲至錐地面或成軟化溫度,錐體頂點彎曲至錐地面或成球狀球狀 (灰熔點)固態(tài)排渣爐的灰熔融性用軟化溫度(灰熔點)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。2022-7-2沈陽工程學院 王樹群 動7-2沈陽工程學院 王樹群 動7-2沈陽工程學院 王樹群 動本091-223 影響灰熔點因素:影響灰熔點因素:)灰的成分:酸性氧化物增加,灰熔點升高;堿性)灰的成分:酸性氧化物增加,灰熔點升高;堿性

21、氧化物增加,灰熔點降低氧化物增加,灰熔點降低)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,灰熔點降低生成,灰熔點降低)灰分含量:灰分越多,灰熔點降低)灰分含量:灰分越多,灰熔點降低 當灰的軟化溫度當灰的軟化溫度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 2022-7-2沈陽工程學院 王樹群 動本091-2241.4 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、水分等作為指標進行分類。發(fā)電

22、廠用煤主要以揮發(fā)分、發(fā)熱量、灰分、水分等作為指標進行分類。. .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:不易點燃,燃燒緩慢且火焰短;焦炭無膠結(jié)性,質(zhì)硬,特點:不易點燃,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 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:易點燃,火焰

23、長,含氫量高,發(fā)熱量高;儲存時會自燃。特點:易點燃,火焰長,含氫量高,發(fā)熱量高;儲存時會自燃。. .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:發(fā)熱量低,儲存時極易發(fā)生自燃。特點:發(fā)熱量低,儲存時極易發(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)2022-7-2沈陽工程學院 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%,Sar=2.2%,Nar=0.6%,Aar=26.9%,Mar=25%,經(jīng)過短時間干燥后測得Mad

24、=20%。請計算干燥后,煤的空氣干燥基元素分析百分含量為多少?2022-7-2沈陽工程學院 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元素分析法分析煤的組成時, ,煤由哪些成分組成?各有何特點?煤由哪些成分組成?各有何特點?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?各有何特點?煤的工業(yè)分析有哪些分析成分?各有何特點?5.5.煤的含碳量、固定碳和焦炭有何區(qū)別和聯(lián)系?煤

25、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.煤種一定時煤種一定時, ,灰熔點是否是定值?為什么?灰熔點是否是定值?為什么?9.9.電力用煤有哪幾種?電力用煤有哪幾種? 2022-7-2沈陽工程學院 王樹群 動本091-227第一章燃料及燃燒計算第一章燃料及燃燒計算燃燒計算部分(燃燒計算部分(6-76-7節(jié))主要內(nèi)容:節(jié))主要內(nèi)容:1.1.燃燒所需空氣量計算;燃燒所需空氣量計算;2.2

26、.煙氣量計算(理論狀態(tài)下和實際運行中兩種算法);煙氣量計算(理論狀態(tài)下和實際運行中兩種算法);3.3.過量空氣系數(shù)和漏風系數(shù)計算;過量空氣系數(shù)和漏風系數(shù)計算;4.4.煙氣和空氣焓計算(為鍋爐課程設計服務);煙氣和空氣焓計算(為鍋爐課程設計服務); 2022-7-2沈陽工程學院 王樹群 動本091-2281.6 1.6 燃料的燃燒計算燃料的燃燒計算鍋爐燃燒計算的前提鍋爐燃燒計算的前提: :1.1.空氣量與煙氣量的計算均以空氣量與煙氣量的計算均以1kg1kg燃料的收到基為基礎;燃料的收到基為基礎;2.2.計算狀態(tài)為標準狀態(tài),計算狀態(tài)為標準狀態(tài),1 1個標準大氣壓,個標準大氣壓,00;3.3.空氣和

27、煙氣的所有組成成分(包括水蒸汽,分壓很?。?,空氣和煙氣的所有組成成分(包括水蒸汽,分壓很?。?,均可作理想氣體,均可作理想氣體,1 1千摩爾氣體在標準狀態(tài)的容積是千摩爾氣體在標準狀態(tài)的容積是22.4Nm22.4Nm3 3;4.4.氣體容積計算單位均為氣體容積計算單位均為NmNm3 3/kg/kg。 (NmNm3 3含義是標準立方米)含義是標準立方米)2022-7-2沈陽工程學院 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所需要的空氣量。存在時所需要的空氣量。 C C

28、 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2022-7-2沈陽工程學院 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 .010055.5100866.1302kgNmOSHCVVararararO/)(0333.0265.00889.021.013002ararSCRa

29、r375.02022-7-2沈陽工程學院 王樹群 動本091-2312.2.實際空氣量:實際空氣量:1KG1KG燃料燃燒實際需要的空氣量。燃料燃燒實際需要的空氣量。 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1.20-1.251.20-1.25,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

30、量空氣系數(shù)0VV2022-7-2沈陽工程學院 王樹群 動本091-2323.3.漏風系數(shù)漏風系數(shù) 鍋爐的通風方式:鍋爐的通風方式: (1 1)鍋爐通風的方式)鍋爐通風的方式主要采用主要采用“平衡通平衡通風風”,即同時使用送風機和引風機,爐膛保持,即同時使用送風機和引風機,爐膛保持微微負壓負壓 的方式;另外還有的方式;另外還有“負壓通風負壓通風”和和“正壓通正壓通風風”的方式。的方式。 (2 2)平衡通風的特點)平衡通風的特點鍋爐不向外噴火焰鍋爐不向外噴火焰和冒煙氣,但會有空氣從未密封處或密封不嚴密和冒煙氣,但會有空氣從未密封處或密封不嚴密處漏入爐膛內(nèi),從而使煙氣沿煙氣流程的過量空處漏入爐膛內(nèi),

31、從而使煙氣沿煙氣流程的過量空氣系數(shù)不斷增大。氣系數(shù)不斷增大。 2022-7-2沈陽工程學院 王樹群 動本091-233漏風系數(shù):漏風系數(shù): 負壓環(huán)境下的鍋爐,爐外的空氣漏入爐內(nèi)的漏風量與負壓環(huán)境下的鍋爐,爐外的空氣漏入爐內(nèi)的漏風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爐外漏入的空氣量為對應1KG1KG燃料的漏風量。燃料的漏風量。0VV2022-7-2沈陽工程學院 王樹群 動本091-234二、煙氣量計算(煙氣容積計算)二、煙氣量計算(煙氣容積計算)煙氣成分組成:煙氣成分組成: 當當 完全燃燒:完全燃燒: 二氧化碳、二氧化硫、氮氣、水蒸氣。二氧化碳、二氧化硫、氮氣、水蒸氣。

32、 完全燃燒:完全燃燒: 二氧化碳、二氧化硫、氮氣、水蒸氣、氧氣。二氧化碳、二氧化硫、氮氣、水蒸氣、氧氣。 不完全燃燒:不完全燃燒: 二氧化碳、二氧化硫、氮氣、水蒸氣、氧氣、一氧化碳二氧化碳、二氧化硫、氮氣、水蒸氣、氧氣、一氧化碳2022-7-2沈陽工程學院 王樹群 動本091-235(一)化學反應方程式法(一)化學反應方程式法(完全燃燒,鍋爐設計采用)(完全燃燒,鍋爐設計采用)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)三原子氣體煙氣量(2)(2)理論氮氣量理論氮氣量(3)(3)理論水蒸汽量理論水蒸汽量222SOCOROVVV02NV02OHV0002222OHNSOC

33、OgVVVVV2022-7-2沈陽工程學院 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. 12ararROSCV2022-7-2沈陽工程學院 王樹群 動本091-237(2)(2)理論氮氣量理論氮氣量0079. 0100284 .222VNVarN0079. 01008 . 02VNVarN2022-7-2沈陽工程學院 王樹群 動本091-238(3)(3)理論水蒸汽量理

34、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 .2222022-7-2沈陽工程學院 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whararHWVHMV24. 10161. 0111. 00124. 000020002222OHNSOCOgVVVVV(4) 采用蒸汽霧化等設備帶入的水蒸

35、汽容積采用蒸汽霧化等設備帶入的水蒸汽容積whwhHWWV24. 128/4 .220022022-7-2沈陽工程學院 王樹群 動本091-2402 2、實際煙氣容積、實際煙氣容積(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計算思路:實際煙氣容積計算思路:實際煙氣容積= =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:實際煙氣容積或:實際煙氣容積=

36、 =干煙氣容積干煙氣容積+ +水蒸氣容積水蒸氣容積2022-7-2沈陽工程學院 王樹群 動7-2沈陽工程學院 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 在輻射換熱計算中,三原子氣體在輻射換熱計算中,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:三原子氣體的容積份額和分壓力為:PrpVVrROROgRORO2222,PrpVVrOHOHgOHOH2222,2022-7-2沈陽工程學院 王樹群 動本091-243飛灰濃度飛灰濃

37、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)(/100kgkgGaAgfaar2022-7-2沈陽工程學院 王樹群 動本091-244 (二)不完全燃燒時的煙氣量(實際運行狀態(tài))(二)不完全燃燒時的煙氣量(實際運行狀態(tài))計算方法:實際煙氣容積計算方法:實際煙氣容積= =干煙氣容積干煙氣容積+ +水蒸氣容積水蒸氣容積干煙氣容積利用煙氣分析實驗獲得的公式干煙氣容積利用煙氣分析實驗獲得的公式1-441-44計算;計算;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計算。計算。OHdg

38、gVVV22022-7-2沈陽工程學院 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2022-7-2沈陽工程學院 王樹群 動本091-246煙氣分析煙氣分析 (1 1)計算實際的煙氣容積;)計算實際的煙氣容積; (2 2)確定實際的過量空氣系數(shù)、)確定實際的過量空氣系數(shù)、“漏風系數(shù)漏風系數(shù)”、燃燒的不完全程度(燃燒的不完全程度(COCO含量);含量); (3 3)指導燃燒調(diào)整、燃燒設備的改

39、進。)指導燃燒調(diào)整、燃燒設備的改進。2022-7-2沈陽工程學院 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數(shù)各氣體成分占干煙氣容積的百分數(shù)%100%100%100%100%10022222222dgNdgCOdgOdgSOdgCOVVNVVCOVVOVVSOVVCO2022-7-2沈陽工程學院 王樹群 動本091-248 %100 RO 100%N CO 22222222222NCOOCOOSOVVVVVVNCOOSOCOdg或?qū)懗伤砸驗?022-7-2沈陽工程學院 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)

40、)結(jié)構(gòu) 2022-7-2沈陽工程學院 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吸收劑吸收煙氣中的一種化學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其化學反應式如下:溶液,吸收氫氧化鉀(2022-7-2沈陽工程學院 王樹群 動本091-2513223223232626323362336336223362NHClCu(CO)2COCl)Cu(NH )O (CO Cl)Cu(NH 3. 2 )()(2(OK)H4C OH(OK)HCKOH3(OH)HC , ) 2.

41、,其化學反應式如下:同時也能吸收溶液,吸收氯化亞銅氨其化學反應式如下:(同時也能吸收的堿溶液,吸收)(焦性沒食子酸OHOKHCHCOKOROOOHHC2022-7-2沈陽工程學院 王樹群 動本091-252不完全燃燒方程式(不完全燃燒方程式( COCO含量計算)含量計算)因傳統(tǒng)煙氣分析實驗中因傳統(tǒng)煙氣分析實驗中COCO測量不準,故可以使用測量不準,故可以使用COCO計計算方法進行計算,使用計算的算方法進行計算,使用計算的COCO含量數(shù)據(jù)進行計算。含量數(shù)據(jù)進行計算。 在不完全燃燒的條件下,且認為僅存在在不完全燃燒的條件下,且認為僅存在CO.CO. 不完全燃燒方程不完全燃燒方程 干煙氣中干煙氣中C

42、OCO的含量的含量21)(605. 0222COROCOORO605. 0)()21(222OROROCO2022-7-2沈陽工程學院 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,可按下式計算關,可按下式計算 S375. 0C0.038N0.126O-H35. 2 ararararar2022-7-2沈陽工程學院 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 222022-7-2沈陽工程學院 王樹群 動本091-255 由完全燃燒方程得:由完全燃燒方程得: 在鍋爐運行中,如果

43、在鍋爐運行中,如果RORO2 2值過小,供應的空氣量值過小,供應的空氣量過大。當送入理論空氣量,且過大。當送入理論空氣量,且完全燃燒完全燃燒時,煙時,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。故可使用其驗證煙氣分析實驗數(shù)值一定。故可使用其驗證煙氣分析實驗RORO2 2數(shù)值數(shù)值。2022-7-2沈陽工程學院 王樹群 動本091-256三、空氣和煙氣焓的計算三、空氣和煙氣焓的計算 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

44、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時時需要的熱量。需要的熱量。 計算基礎:計算基礎:1kg1kg燃料,規(guī)定燃料,規(guī)定00時的焓值等于零。時的焓值等于零。 1.1.理論空氣焓理論空氣焓 kJ/kg )( aooacVI2022-7-2沈陽工程學院 王樹群 動本091-257 實際空氣焓實際空氣焓 式中式中 在空氣量計算時表示過量空氣系數(shù)在空氣量計算時表示過量空氣系數(shù) 的符號。的符號。 kJ/kg )(V oaoaacII2022-7-2沈陽工程學院 王樹群 動本091-258 2. 2.煙氣焓的計算煙氣焓的計算 kJ/kg ) 1- (faoaoggIIII溫度。應為煙氣時,注意:計算飛灰焓為 kJ/kg )(100 kJ/kg )()()( 222222oaasha

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