【文章內(nèi)容簡介】 于無煙煤，含碳量較高，一般為40～ 60%,雜質(zhì)少，發(fā)熱量較高 , 約為 20220～30000 kJ/kg； 揮發(fā)分含量較高，約 10～ 45%，著火及燃燒均較容易 煤的分類 發(fā)電廠煤的分類及燃燒特性 ? 貧煤 揮發(fā)分含量 10～ 20%的煙煤 揮發(fā)份較少，性質(zhì)介于無煙煤與煙煤之間，燃燒性能方面比較接近無煙煤； ? 劣質(zhì)煙煤 揮發(fā)份 20～ 30%；但水分高，灰分更高的煙煤 發(fā)熱量低，為 11000～ 12500 kJ/kg 這兩種煙煤著火及燃燒均較困難 煤的分類 發(fā)電廠煤的分類及燃燒特性 ? 重油：根據(jù) 80℃ 時不同的運動粘度而分成 60、 100、200四種牌號，其質(zhì)量指標如表 29所示。 ? 渣油：石油煉制過程中排出的殘余物不經(jīng)處理，直接作為燃料油時稱為渣油。 燃油和燃氣的特性 燃料油 以輕柴油為主，重油和輕柴油常作為鍋爐點火和穩(wěn)燃用油。 燃料油成分和煤一樣，也是由碳、氫、氧、氮、硫以及水分、灰分等組成。但主要成分是碳和氫，一般碳含量在 84％一 87％，氫含量為 11％一 14％．發(fā)熱量常在 37700— 44000kJ／ kg，且變化不大。 58 燃料油的物理特性 ? 凝固點：燃料油是各種烴的復雜混合物，沒有固定的凝固點。 ? 粘度：恩氏粘度 176。 E。 ? 閃點：油氣和空氣的混合物與明火接觸而發(fā)生短促閃光時的油溫稱為燃油的閃點。 ? 燃點：燃點是油面上的油氣和空氣的混合物遇到明火能著火燃燒并持續(xù) 5s以上的最低油溫。 燃油和燃氣的特性 59 ? 含硫量：石油中的硫以硫化氫、單質(zhì)硫和各種硫化物的形式存在。按含硫量的多少，分為低硫油 (Sar＜ %)、中硫油 (Sar＝ %)和高硫油(Sar＞ 2％ )三種，當含硫量高于 ％時，就應(yīng)注意低溫腐蝕問題。 ? 灰分：重油的灰分很少，但含有釩、鈉、鉀、鈣等元素的化合物。釩酸鈉的熔點約為 600℃ ，對壁溫高于 610℃ 的受熱面會產(chǎn)生高溫腐蝕。 燃油和燃氣的特性 ? 天然氣：氣田煤氣和油田伴生煤氣。主要成分都是甲烷 (CH4)，氣田煤氣的甲烷含量高達 75％ 98％，油田伴生煤氣的甲烷含量為 30％一 70％，而 CO含量達 5%。兩者的發(fā)熱量均很高，可達3500054400kJ／ m3。 ? 人工氣體燃料：高爐煤氣、焦爐煤氣、發(fā)生爐煤氣和液化石油氣。 燃油和燃氣的特性 氣體燃料 通常以各種氣體的容積百分數(shù)來表示其成分 61 1. 某鍋爐燃用煤種的空氣干燥基成分為： Cad=%； Had=%； Sad=%； Aad=%； Mad=%；和風干水分 Mf=%；試計算上述各種成分的收到基含量。 Mf和空氣干燥基水分 Mad，試推導收到基水分 Mar的計算式： 3. 某種煤收到基含碳量為 41％。由于受外界條件的影響，其收到基水分由 15％減少到 10％，收到基灰分由 25％增加到 35％，試求其水分和灰分變化后的收到基含碳量（要求先推導換算公式，后計算）。 作業(yè) M M M Mar f ad f? ? ?100 100復習思考題 1. 煤的元素分析與工業(yè)分析成分是什么？ 揮發(fā)分、水分及灰分對鍋爐工作有什么影響？ 2. 煤的高、低位發(fā)熱量的定義及其關(guān)系。 第三章 燃料燃燒計算和 鍋爐機組熱平衡 ? 燃料的燃燒計算 ? 煙氣分析 ? 空氣和煙氣的焓 ? 鍋爐機組的熱平衡 ? 習題 64 理論工況 燃料在沒有過?？諝獾那闆r下完全燃燒 燃燒產(chǎn)物 （ 煙氣 ） 組成成分 CO SO N2和 H2O 理論煙氣量 0yV 設(shè)計工況 實際送入的空氣量大于理論空氣量，以保證燃料完全燃燒 燃燒產(chǎn)物（煙氣）組成成分 CO SO N H2O和剩余 O2 實際煙氣量 Vy 燃料的燃燒計算 燃料的燃燒工況 實際工況 實際送入的空氣量大于理論空氣量，但為不完全燃燒 燃燒產(chǎn)物（煙氣）組成成分 CO SO N2 、 H2O、剩余 O2 和 未完全燃燒氣體 CO 實際煙氣量 Vy 燃料的燃燒計算 燃料的燃燒工況 燃燒計算的物理模型 ? 以 1kg燃料為計算基礎(chǔ) ? 所有氣體均視為理想氣體 （ ） ? 假定完全燃燒 ? 略去空氣中的稀有成分 ， 認為空氣只由 N2和 O2組成 ， 且二者容積比為 79： 21 燃料的燃燒計算 燃燒過程的化學反應(yīng) 三種可燃元素 （ C、 H、 S） 完全燃燒反應(yīng)方程式 C + O2 → CO2 2H2+ O2 → 2H2O S + O2 → SO2 燃料的燃燒計算 煤中可燃元素的燃燒反應(yīng) 是燃燒計算的基礎(chǔ)，1kg收到基燃料包括 Kg的碳、 kg的氫、 kg的硫 100Car100Har100Sar燃燒過程的化學反應(yīng) 三種可燃元素 （ C、 H、 S） 完全燃燒反應(yīng)方程式 12 kg C + Nm3 O2 → Nm3 CO2 4 kg H2+ Nm3 O2 → 2 Nm3 H2O 32 kg S + Nm3 O2 → Nm3 SO2 1kg C + Nm3 O2 → Nm3 CO2 1kg H + Nm3 O2 → Nm3 H2O 1kg S + Nm3 O2 → Nm3 SO2 燃料的燃燒計算 理論空氣量 V0 1kg 燃料完全燃燒時所需要的最少空氣量 (無剩余氧 )。 實際空氣量 Vk 式中 α 、 β — 分別為煙氣側(cè)和空氣側(cè)的過量空氣系數(shù) 0)( VV k ?? ?? 0)( VV k???燃料的燃燒計算 燃燒所需要的空氣量 )100 100 S 100 ( 1 r ar ar ar a 0 ???Varararar OHSC )( ????) 8 / ( 265 . 0 0889 . 0 ar ar ar O H R ? ? ? 70 ? ????? ??? ?0VV???????? ????燃料的燃燒計算 過量空氣系數(shù) α與漏風系數(shù)△ α 為爐膛出口處過量空氣系數(shù)，表征爐內(nèi)燃燒狀況的重要物理量，在推薦值范圍內(nèi)選取。 ????71 zfky ??????? ???? ?? ?? kykyky ???? ??? ??燃料的燃燒計算 過量空氣系數(shù) β與漏風系數(shù)△ α 理論煙氣量 α =完全燃燒： O2 = 0； CO = 0 0yV 00000022222222 OHgyO OHNROOHNSOCOy VVVVVVVVVV ????????? kgNmWVMHwharar /,30 ???? )( VNSC ararar ????燃料的燃燒計算 燃燒產(chǎn)生的煙氣量 1kg C + Nm3 O2 → Nm3 CO2 1kg H + Nm3 O2 → Nm3 H2O 1kg S + Nm3 O2 → Nm3 SO2 理論空氣帶入的水蒸氣 : = = 實際煙氣量 α 完全燃燒： O2 ≠0 ； CO=0 yV22222 OOHNSOCOy VVVVVV ????? ? ? ? ? 000y V101 ??????? kgNmVV y /,)1( 300 ??? ?燃料的燃燒計算 燃燒產(chǎn)生的煙氣量 實際煙氣量 α 不完全燃燒： O2 ≠0 ； CO ≠ 0 yV OHONSOCOCOy VVVVVVV22222 ??????OHgy VV 2??燃料的燃燒計算 燃燒產(chǎn)生的煙氣量 1kg C + Nm3 O2 → Nm3 CO2 1kg C + Nm3 O2 → Nm3 CO 1002arCOCOCVV ??75 燃料的燃燒計算 不完全燃燒時煙氣中氧的體積 ? ?? ?? ? ? ?? ?)( , , ,100100 22222222222222000000,0COONOCOROgyNOCOROgyCOONNNNCOOcoarCOcoarOVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVCVCVV?????????????????????????得將上式帶入得，帶入從上式中解出則上式可寫成?????76 三原子氣體、水蒸氣的容積份額與分壓力 1)容積份額 2)分壓力 rVVrVVROROgyH OH Ogy2222??p r pp r pRO ROH O H O2 22 2??飛灰濃度：每千克煙氣中的飛灰質(zhì)量。 －煙氣攜帶出爐膛的飛灰占總灰分的質(zhì)量份額。 yfharmaA ??100?fha煙氣的質(zhì)量 : my=1Aar/100+(1+dk)ραV0 =1Aar/100+(1+) V0 =1Aar/100+ V0 燃料 灰渣 爐膛空氣 燃料的燃燒計算 影響鍋爐輻射換熱的幾個參數(shù) ,%100222 ???? NCOORO ,%10022 ??gyOVVO,%100??gyCOVVCO ,%10022 ?gyNN ,%10022 ??gyROVVRO 煙氣分析 是以 1kg燃料燃燒生成的干煙氣容積為基礎(chǔ)，采用奧氏煙氣分析儀進行的。 煙氣分析 可得到 在干煙氣 Vgy中所占的容積百分比 222 NCOORO 、煙氣分析 煙氣分析成分 78 ? 工作原理 :利用不同的吸收劑吸收不同的氣體成分 1瓶：氫氧化鉀溶液 KOH— RO2 2瓶：焦性沒食子酸溶液C6H3(OH)3— O RO2 3瓶：氯化亞銅氨溶液Cu(NH3)2Cl— CO、 O2 ? 分析步驟 :依次吸收 ? 為什么分析成分是干煙氣成分？ 在實驗壓力下水蒸氣處于飽和狀態(tài) ,成比例的被吸收 煙氣分析 奧氏煙氣分析儀 奧氏煙氣分析儀示意圖 1， 2， 3— 吸收瓶； 4— 疏形瓶； 5， 6， 7—旋塞； 8— 過濾器； 9— 三通旋塞； 10— 量管； 11— 平衡瓶（水準瓶）； 12— 水套管；13， 14， 15— 緩沖瓶； 16— 抽氣 OHgyy 2VVV ?? 煙氣容積 kgNmCORO SCV arargy /,)( 32 ??? 干煙氣容積 %100222 ?????gycosocoVVVVCORO煙氣分析 干煙氣容積的計算 21)( 222 ????? COROOCORO ? 不完全燃燒方程式 arararararSCNOH?????式中 β 為燃料特性系數(shù)，其物理意義：燃料中的自由氫 ()與 C的比值。 ???????)(21 222 OROROCO煙氣分析 燃燒方程式 推導過程 81 ,%1 21m ax2 ???RO? α =且完全燃燒： CO=0， O2=0 完全燃燒方程式： ? α ＞ l、且完全燃燒： CO=0 ,%121 22 ???? ORO煙氣分析 燃燒方程式 82 2max2RORO??22121O??? 過量空氣系數(shù) 完全燃燒且不計 β 煙氣分析 運行中過量空氣系數(shù)的確定 ? ?COOROCOO???????222100217911?