第一章燃料及燃烧计算概论.ppt

2011.2.28 沈阳工程学院 王树群 动本091-2 第一篇 燃料与燃烧 本篇主要内容： 锅炉燃煤的特性、燃料的基本燃烧计算； 锅炉热平衡：要求学生建立热平衡的概念，掌握锅炉热效率的计算方法； 通过讲授锅炉制粉系统、烟风及燃烧系统，使学生掌握各个系统的工作过程、工作特点和设备及系统的工作原理。 第一章　燃料及燃烧计算 燃料部分（1-5节）主要内容： 锅炉用燃料有哪些？ 煤的成分分析方法；煤的成分组成及各成分特点； 煤的分析基准及换算； 煤的主要特性：发热量、标准煤、折算成分、灰的熔融性； 煤的分类。 §1.1　锅炉用燃料 1.燃料：燃烧时能发热的物质。 2.分类： 物态：固体、液体、气体 获得方式：人工：木炭、煤粉、汽油等 3.选择燃料的原则： 不占用其它行业所必须的优质燃料； 尽可能采用当地燃料； 提高燃料使用的经济性； 尽可能减少污染； 劣质煤：两种含义. 一是指水分、灰分或硫分含量较多、发热量较低，（三高一低）在其它方面没有多大经济价值的煤。 二是指发热量虽然很高,但是难于着火燃烧的煤。 §1.2　煤的成分 一、元素分析和工业分析 煤是由有机化合物和无机矿物质等组成的一种复杂物质。 两种分析方法：元素分析法、工业分析法。 （一）元素分析成分及表示符号 碳Ｃ、氢Ｈ、氧Ｏ、氮Ｎ、硫Ｓ、灰分Ａ、水分M （二）煤的工业分析及表示符号 水分M、挥发分V、固定碳FC、灰分A 二、元素分析成分 １、碳：主要可燃元素，含量最高，5０～９０％。 C+02=CO2+32700 　　存在形式：?Ｃ与氢、氮、硫等结合生成挥发性物质； 　　　　　 ?单质状态，称固定碳（FC). 固定碳越多，煤不易着火，燃烧缓慢，火苗短。 ２、氢：发热量最高，3～６％, H含量越高，越容易着火、燃烧。 2H2+O2=2H2O+120000 3、氧、氮：含量很少　 高温下生成氮氧化物(NOx)，污染大气。 4、硫：可燃、有害气体，?1.５％需脱硫 S+O2=SO2+9040 　　有机硫（S0）—--与C、 H、 O等结合成复杂的化合物。 黄铁矿硫（FeS2)—煤种S元素80%以黄铁矿形式存在。 硫酸盐硫—CaSO4、MgSO4、FeSO4等，不能燃烧，归入灰分中。 ５、水分：主要不可燃成分，２～６０％。 ? 全水分 Mt ①表面水分（外在水分）Mf—通过自然干燥可除去的水分。 ②固有水分（内在水分）Minh—原煤失去外在水分后剩余的水分。 需要在较高温度下（105-110℃，加热1.5-2小时）才能从煤样中除去。 ６、灰分： 将煤样在空气中加热到800±25℃，灼烧2h后的剩余物就是灰分。 煤中不可燃物质统称灰分。10～50%。 三、工业分析成分 水分（M）、挥发分(V)、固定碳(FC)、灰分(A) 1、全水分 Mt ①表面水分（外在水分）Mf—通过自然干燥可除去的水分。 ②固有水分（内在水分）Minh—原煤失去外在水分后剩余的水分。 需要在较高温度下（105-110℃，加热1.5-2小时）才能从煤样中除去。 2、挥发分：失去水分的煤在隔绝空气条件下加热到900±10℃温度时，有机物质会分解成各种气体，这些气体成分称挥发分。 　　　１）组成：可燃气体(CmHn、H2、 CO H2S等)、不可燃气体(CO2等)。 　　　２）特点：自身容易着火燃烧；且能促进焦炭的燃烧。 　　　３）作用：燃烧的重要特性、煤分类的依据。 3、固定碳（FC）和灰分（A) 挥发分析出后剩下的物质称焦炭。 焦炭＝固定碳＋灰分 将煤样在空气中加热到815±10℃，灼烧2h后的剩余物就是灰分。 四、煤中成分对锅炉工作的影响 1、硫分 危害：１）　Ｓ＋Ｏ２＝ＳＯ２→ＳＯ3+Ｈ２Ｏ生成硫酸，造成低温腐蚀； 　　 2）　污染大气； 　　 3）　硫化铁导致磨煤机磨损。 　 　　 2、灰分 危害：１）可燃元素减少，发热量降低； 　　　２）阻碍可燃质与氧接触，影响燃烧、燃尽； 　　　３）受热面积灰、结渣，影响传热； 　　 ４）烟气中飞灰引起设备磨损、腐蚀，降低使用寿命； 　　　５）增加灰渣物理热损失； 　　　６）污染环境； 　　　７）增加除尘、除灰设备；增加开采、运输费用，制粉系统电耗。 3、水分 危害：１）发热量降低； 　　　２）增加不完全燃烧损失； 　　　３）烟气体积增大，排烟损失和引风电耗增加； 　　　４）影响磨煤，堵塞煤粉管道； 　　　５）低温受热面堵灰、腐蚀。 4、挥发分 　1）特点：自身容易着火燃烧；且能促进焦炭的燃烧。 　2）作