[工学]锅炉原理第二章.ppt

第二章 燃料及其燃烧特性 2-1 燃料的成分及其主要特性 2-2 燃料燃烧计算 2-3 烟气分析方法 2-4 空气和烟气焓的计算 第一节 燃料的成分及其主要特性 一、燃料的定义与重要性 通过燃烧释放热能的可燃物质为燃料。燃料的种类和特性对锅炉的安全运行、锅炉设计和燃烧器形式等有重要影响。 二、燃料分类 ● 核燃料 固体燃料（以煤炭为主） ● 有机燃料 液体燃料（以原油、重油和渣油为主） 气体燃料（以煤气和天然气为主） 1、煤的成分 ● 煤是由多种有机物质和无机物质混合组成的复杂的固体碳氢燃料。 ● 由于埋入地下的深度和时间不同，就会形成不同的煤种。 碳:是煤中主要发热成分，发热量32866KJ/Kg，一部分为挥发分碳、一部分为固定碳。含碳量高的煤，发热量较高，但不易着火。 氢：是煤中最有利元素，发热量120370KJ/Kg，发热量大约是碳的4倍，燃点低，易着火，无污染。 氧和氮：不可燃物质，为有害元素。一部分N会与氧化合而生成NOx，造成大气污染 硫：可燃的有害物质；三种存在形式，有机硫、黄铁矿（FeS2)和硫酸盐硫。燃烧产物SO2，SO3污染大气，腐蚀设备，磨损磨煤部件。 灰分：降低发热量，着火推迟；熔融灰吸热，排渣热损失和机械未完全燃烧热损失增加；积灰、结渣，磨损的根源；增加制粉系统能耗；污染环境。 水分：降低发热量，着火推迟；燃烧温度降低，锅炉效率降低；加剧受热面腐蚀和堵灰； 各元素成分百分数表示： C+H+O+N+S+A+M=100% 4、工业分析 （二）、工业分析过程 四 煤的成分分析基准及其换算 ●定义：根据煤存在的条件和根据需要而规定的“成分组合”称为分析基准。 ●基准 1、收到基（原应用基） 以收到状态的煤为基准计算煤中全部成分的组合称为收到基，其中包括全部水分，收到基以下角标ar表示。 Car+Har+Oar+Nar+Sar+Aar+Mar=100% FCar+Var+Aar+Mar=100% 2、空气干燥基（原分析基） 煤样在实验室规定的温度下自然干燥失去外部水分后，其余的成分组合便是空气干燥基，并以下角称ad表示。 Cad+Had+Oad+Nad+Sad+Aad+Mad=100% FCad+Vad+Aad+Mad=100% 3、干燥基 以假想无水状态煤为基准，以下角称d表示。由于已不受水分的影响，灰分含量百分数相比较稳定，可用于比较两种煤的含灰量。 Cd+Hd+Od+Nd+Sd+Ad=100% FCd+Vd+Ad=100% 4、干燥无灰基（原可燃基） 以假想无水、无灰状态的煤为基准，以下角称daf表示。由于不受水分、灰分影响，常用于比较两种煤中的碳、氢、氧、氮、硫成分含量的多少。 Cdaf+Hdaf+Odaf+Ndaf+Sdaf=100% FCdaf+Vdaf=100% 煤的成分及各种分析基准之间的关系 ●收到基（ar） 以入炉煤（包括煤的全部成分） 为基准 ●空气干燥基（ad ） 以风干状态煤（除外部水分） 为基准 ●干燥基（d） 以去掉全部水分煤为基准 ●干燥无灰基（daf） 以去掉全部水分及灰分煤为基准 煤成分基准间的换算 ● 五 煤的发热量及相关概念 1、煤的发热量： 煤的发热量是指单位质量的煤在完全燃烧时放出的全部热量。 2、发热量的测量： ●测量设备：氧弹式量热仪 ●测量原理：取1g左右的煤样放在 氧弹5中，氧弹中充满氧气后点火燃 烧，当燃烧产物冷却至原始温度后， 测得的单位质量的煤放出的热量即 弹筒发热量。由于过剩氧的作用生 成和并溶解在氧弹中的水中形成硫 酸和硝酸，而酸的反应会放出热量。 ●计算公式： Qad，gr= Qad，b-（94.2Sad，b+αQad，b） 式中：Qad，gr——空气干燥基高位发热量，（KJ/kg）； Qad，b——空气干燥基弹筒发热量，（KJ/kg）； Sad，b——弹筒洗液中测得的含硫量，%； α——硝酸生成热的比例系数。 4、 标准煤的定义： ●为了对燃用不同煤种的锅炉机组或电厂进行燃料消耗分析 ●规定，收到基发热量为29310KJ/kg（7000Kcal/kg）的煤为标准煤。 六、煤灰的