第二章-燃料及燃料燃烧计算课件.ppt

1、1燃料燃料: :核燃料核燃料有机燃料有机燃料有机燃料有机燃料 : :固体燃料（煤、木料、油页岩等）固体燃料（煤、木料、油页岩等） 液体燃料（石油及其产品）液体燃料（石油及其产品） 气体燃料（天然气、高炉煤气、焦炉煤气等）气体燃料（天然气、高炉煤气、焦炉煤气等） 电厂锅炉以煤为主要燃料，并尽量利用电厂锅炉以煤为主要燃料，并尽量利用水分和灰分含水分和灰分含量高、发热量低的劣质煤。量高、发热量低的劣质煤。 2一、煤的成分及分析基准一、煤的成分及分析基准元素分析：元素分析： 碳（碳（C C）、氢（）、氢（H H）、氧（）、氧（O O）、氮（）、氮（N N）、）、 硫（硫（S S）工业分析：工业分析：

2、固定碳（固定碳（FCFC）、挥发分（）、挥发分（V V）、水分（）、水分（M M）、灰分）、灰分（A A）（一）煤的组成成分及其性质（一）煤的组成成分及其性质 由碳（由碳（C C）、氢（）、氢（H H）、氧（）、氧（O O）、氮（）、氮（N N）、硫（）、硫（S S）、水）、水分分 （M M）和灰分（）和灰分（A A）组成。）组成。3一、煤的成分及分析基准一、煤的成分及分析基准 1、碳（、碳（C） 约占约占2070（收到基），（收到基），1kg碳完全燃烧约放出碳完全燃烧约放出32866kJ热量。热量。存在型式：存在型式：与氢、氧、硫结合成有机物，受热时从煤中析出成为与氢、氧、硫结合成有机物，受

3、热时从煤中析出成为挥发分挥发分；以单质形式存在称为以单质形式存在称为固定碳固定碳。碳含量越多，着火及燃烧越困难。碳含量越多，着火及燃烧越困难。4一、煤的成分及分析基准一、煤的成分及分析基准2 2、氢（、氢（H H） 发热量最高的可燃元素，发热量最高的可燃元素，1kg1kg氢完全燃烧可放出氢完全燃烧可放出120370kJ120370kJ热量。热量。 约占约占2 26 6。 多以碳氢化合物的形式存在。多以碳氢化合物的形式存在。 3 3、氧（、氧（O O）和氮（）和氮（N N） 不可燃元素。不可燃元素。 氧含量变化很大，少的约占氧含量变化很大，少的约占1 12 2，多的占，多的占4040 氮的含量约

4、占氮的含量约占0.50.52.52.5。 5一、煤的成分及分析基准一、煤的成分及分析基准4 4、硫（、硫（S S） 有害成分，约占有害成分，约占2 2，个别高达，个别高达8 81010。存在形式：存在形式： 有机硫有机硫（与（与C C、H H、O O等结合成复杂的有机物）等结合成复杂的有机物） 黄铁矿黄铁矿（FeSFeS2 2） 硫酸盐硫硫酸盐硫（CaSOCaSO4 4、MgSOMgSO4 4、FeSOFeSO4 4等）。等）。 可燃硫或可燃硫或挥发硫挥发硫6一、煤的成分及分析基准一、煤的成分及分析基准5 5、灰分（、灰分（A A）危害：危害：（1 1）灰分增多，可燃物减少，发热量降低，着火困

5、难，灰渣）灰分增多，可燃物减少，发热量降低，着火困难，灰渣量增加，运行操作繁重；量增加，运行操作繁重；（2 2）灰分增加，炉内易结渣，传热恶化；）灰分增加，炉内易结渣，传热恶化；（3 3）灰分增加，烟速高，磨损受热面；烟速低，受热面易积）灰分增加，烟速高，磨损受热面；烟速低，受热面易积灰，影响传热效果。灰，影响传热效果。7一、煤的成分及分析基准一、煤的成分及分析基准6 6、水分（、水分（M M） 煤中的不可燃杂质，少的占煤中的不可燃杂质，少的占2 2，多的占，多的占50506060。危害：危害：（1 1）水分增加，可燃成分相对减少，煤的发热量降低，燃烧）水分增加，可燃成分相对减少，煤的发热量降

6、低，燃烧困难，容易燃烧不完全。困难，容易燃烧不完全。（2 2）水分吸热变成水蒸汽排出，增加烟气量，使引风机电耗）水分吸热变成水蒸汽排出，增加烟气量，使引风机电耗增加，排烟损失加大。增加，排烟损失加大。（3 3）易产生积灰、腐蚀。）易产生积灰、腐蚀。8一、煤的成分及分析基准一、煤的成分及分析基准( (二二) ) 煤的工业分析煤的工业分析煤的工业分析煤的工业分析水分、挥发分、固定碳和灰分水分、挥发分、固定碳和灰分1 1、水分（、水分（M M）l全水分：全水分：实际应用状态下煤中所含水分，由实际应用状态下煤中所含水分，由外在水分外在水分（M Mf f）和和内在水分内在水分（M Minhinh）组成。

7、）组成。测定方法：测定方法：原煤试样放置于原煤试样放置于1051051101100 0C C（褐煤的相应温度为（褐煤的相应温度为1451450 0C C）的烘箱内约）的烘箱内约2h2h，使之干燥至衡重，其失去的水分为全，使之干燥至衡重，其失去的水分为全水分。水分。9l外在水分（外在水分（M Mf f）：）：又称为表面水分，是附着于煤粒表面的外又称为表面水分，是附着于煤粒表面的外来水分，可以通过自然干燥方法除去。来水分，可以通过自然干燥方法除去。测定方法：测定方法：原煤试样在温度为原煤试样在温度为20201 10 0C C、相对湿度为（、相对湿度为（65651 1）的空气中自然风干后失去的水分。

8、的空气中自然风干后失去的水分。l内在水分（内在水分（M Minhinh）：）：又称固有水分，指原煤失去外在水分之又称固有水分，指原煤失去外在水分之后所剩余的水分。后所剩余的水分。一、煤的成分及分析基准一、煤的成分及分析基准10一、煤的成分及分析基准一、煤的成分及分析基准2 2、挥发分（、挥发分（V V） 将失去水分的煤样置于隔绝空气的环境中，加热至一定温度将失去水分的煤样置于隔绝空气的环境中，加热至一定温度时，煤中的有机质分解而析出的气体。时，煤中的有机质分解而析出的气体。成分：成分：碳氢化合物（碳氢化合物（C Cm mH Hn n）、氢（）、氢（H H2 2）、一氧化碳（）、一氧化碳（COC

9、O）、硫）、硫化氢（化氢（H H2 2S S）和氧（）和氧（O O2 2）、二氧化碳（）、二氧化碳（C C2 2O O）、氮（）、氮（N N）等。）等。 测定方法：测定方法：失去水分的煤样，在（失去水分的煤样，在（9009001010）0 0C C的温度下，隔绝的温度下，隔绝 空气加热空气加热7 7分钟，试样失去的质量占总质量的百分数。分钟，试样失去的质量占总质量的百分数。11一、煤的成分及分析基准一、煤的成分及分析基准3 3、固定碳（、固定碳（FCFC）和灰分（）和灰分（A A） 原煤试样除去水分、析出挥发分后，剩余部分称为原煤试样除去水分、析出挥发分后，剩余部分称为焦炭焦炭，由固定碳（由固

10、定碳（FCFC）和灰分（）和灰分（A A）组成。）组成。灰分测定：灰分测定：把焦炭放在箱行电炉内，在（把焦炭放在箱行电炉内，在（8508501010）0 0C C的温度的温度下灼烧下灼烧2h2h，固定碳基本燃尽，剩余的部分为灰分。，固定碳基本燃尽，剩余的部分为灰分。12一、煤的成分及分析基准一、煤的成分及分析基准(三三)煤的成分分析基准及其换算煤的成分分析基准及其换算 常用分析基准：常用分析基准：收到基收到基(as received)、空气干燥基、空气干燥基(air dry)、 干燥基干燥基(dry)、干燥无灰基、干燥无灰基(dry and ash free)。 收到基（收到基（ar） 以收到

11、煤为基准计算煤中的全部成分组成以收到煤为基准计算煤中的全部成分组成%100arararararararMASNOHC%100ararararMAVFC13一、煤的成分及分析基准一、煤的成分及分析基准 干燥基（干燥基（d d） 以假想无水状态的煤为基准以假想无水状态的煤为基准%100ddddddASNOHC%100dddAVFC空气干燥基（空气干燥基（ad） 以与空气温度达到平衡状态的煤为基准，即供分析化验以与空气温度达到平衡状态的煤为基准，即供分析化验的煤样在实验室一定温度条件下，自然干燥失去外在水分，的煤样在实验室一定温度条件下，自然干燥失去外在水分，其余的成分组合便是空气干燥基。其余的成分

12、组合便是空气干燥基。%100adadadadadadadMASNOHC%100adadadadMAVFC14一、煤的成分及分析基准一、煤的成分及分析基准干燥无灰基（干燥无灰基（dafdaf） 以假想无水、无灰状态的煤为基准以假想无水、无灰状态的煤为基准%100dafdafdafdafdafSNOHC%100dafdafVFCKXX0不同基准之间的换算公式不同基准之间的换算公式15一、煤的成分及分析基准一、煤的成分及分析基准 表表2-1 2-1 不同基准的换算系数不同基准的换算系数K KaradM100M100 arM100100 ararAM100100 adarM100M100 adM100

13、100 adadAM100100 100M100ad dA100100 100AM100arar 100AM100adad 100A100d 所求所求 已知已知收到基收到基空气干燥基空气干燥基干燥基干燥基干燥无灰基干燥无灰基收到基收到基1 1空气干空气干燥基燥基1 1干燥基干燥基1 1干燥无干燥无灰基灰基1 116 二、煤的主要特性二、煤的主要特性 主要特性包括主要特性包括煤的发热量煤的发热量、灰分熔融特性灰分熔融特性和和煤的可煤的可磨性磨性。 高位发热量高位发热量(Q(Qgrgr) ) 1kg1kg煤完全燃烧所放出的热量，包括燃烧煤完全燃烧所放出的热量，包括燃烧产物中的水蒸汽凝结成水所放出的

14、汽化潜热，用产物中的水蒸汽凝结成水所放出的汽化潜热，用Qar,gr表示。表示。 低位发热量低位发热量 烟气中的水蒸汽一般不会凝结，凝结热无法利烟气中的水蒸汽一般不会凝结，凝结热无法利用，使实际发热量降低。不包括燃烧产物中的水蒸汽凝结成水用，使实际发热量降低。不包括燃烧产物中的水蒸汽凝结成水所放出的汽化潜热，用所放出的汽化潜热，用Qar,net,p表示。表示。（一）煤的发热量（一）煤的发热量 单位质量的煤完全燃烧时所释放的热量单位质量的煤完全燃烧时所释放的热量17（一）煤的发热量（一）煤的发热量arargrarpnetarMHQQ91 .25,收到基收到基 高位发热量与低位发热量之间的换算：高位

15、发热量与低位发热量之间的换算：空气干燥基空气干燥基 高位发热量与低位发热量之间的换算：高位发热量与低位发热量之间的换算：adadgradpnetadMHQQ91 .25,干燥基干燥基 高位发热量与低位发热量之间的换算：高位发热量与低位发热量之间的换算：dgrdpnetdHQQ226,干燥无灰基干燥无灰基 高位发热量与低位发热量之间的换算：高位发热量与低位发热量之间的换算：dafgrdafpnetdafHQQ226,18（一）煤的发热量（一）煤的发热量 高位发热量高位发热量(Q(Qgrgr) ) 各基准间的换算采用各基准间的换算采用表表2-12-1换算系数换算系数低位发热量低位发热量(Q(Qne

16、tnet) )各基准间的换算分三步进行各基准间的换算分三步进行1.1. 已知基准的已知基准的 Q Qnet net 已知基准的已知基准的 Q Qgrgr2.2. 已知基准的已知基准的 Q Qgr gr 所求基准的所求基准的 Q Qgr gr ( (采用上述换算系数采用上述换算系数) )3.3. 所求基准的所求基准的 Q Qgr gr 所求基准的所求基准的 Q Qnetnet19（一）煤的发热量（一）煤的发热量 发热量的测定方法发热量的测定方法氧弹测热计的基本原理：氧弹测热计的基本原理：把空气干燥基煤样置于充满压把空气干燥基煤样置于充满压力氧的氧弹中并使其燃烧，氧力氧的氧弹中并使其燃烧，氧弹沉没

17、于水中，根据水温升计弹沉没于水中，根据水温升计算出煤的干燥基定容高位发热算出煤的干燥基定容高位发热量量Qar,gr。换算为低位发热量：换算为低位发热量： adadgradadgradpnetadMHQSQQ91 .250063. 02 .94,硫、氮氧化物的生成热硫、氮氧化物的生成热及溶于水的溶解热及溶于水的溶解热20（一）煤的发热量（一）煤的发热量标准煤标准煤 收到基低位发热量为收到基低位发热量为29310kJ/kg29310kJ/kg的燃料为标准煤的燃料为标准煤 标准煤耗量标准煤耗量 BQBpnetarb29310,折算成分折算成分 把相对于每把相对于每4190kJ/kg4190kJ/kg

18、收到基低位发热量的煤所收到基低位发热量的煤所含的收到基水分、灰分和硫分，分别称为折算水分、折算灰含的收到基水分、灰分和硫分，分别称为折算水分、折算灰分和折算硫分。分和折算硫分。 折算水分折算水分 % 4190,pnetararzsarQMM折算灰分折算灰分 % 4190,pnetararzsarQAA折算硫分折算硫分 % 4190,pnetararzsarQSSMar,zs8% 高水分燃料高水分燃料Aar,zs4% 高灰分燃料高灰分燃料Sar,zs0.2% 高硫分燃料高硫分燃料21（二）灰的熔融特性（二）灰的熔融特性灰熔点的影响因素灰熔点的影响因素 灰的成分灰的成分 各成分含量的比例各成分含量

19、的比例所处的环境介质的性质所处的环境介质的性质灰熔点灰熔点 煤灰再某一确定的温度下开始熔化，此温度定义为煤灰再某一确定的温度下开始熔化，此温度定义为煤灰的煤灰的熔化温度熔化温度，也称为，也称为灰熔点灰熔点22（二）灰的熔融特性（二）灰的熔融特性 灰的熔融特性灰的熔融特性 煤灰在一定的高温区间内逐渐熔化的性质煤灰在一定的高温区间内逐渐熔化的性质 角锥法确定角锥法确定 灰的变形温度灰的变形温度 DTDT 灰的软化温度灰的软化温度 STST 灰的流动温度灰的流动温度 FTFT23（二）灰的熔融特性（二）灰的熔融特性 灰熔点对锅炉工作的影响灰熔点对锅炉工作的影响 软化温度软化温度ST1200ST140

20、0ST14000 0C C 称为难熔灰，宜采用固态排渣；称为难熔灰，宜采用固态排渣；软化温度软化温度120012000 0CST1400CST14000 0C C 采用固态排渣；采用固态排渣；STSTDT100DT200DT2000 0C C 称为长渣，适于液态排渣炉。称为长渣，适于液态排渣炉。24（三）煤的可磨性指数与磨损指数（三）煤的可磨性指数与磨损指数 煤的可磨性指数煤的可磨性指数 用来表示磨煤机将煤磨成一定细度煤粉的难易程度用来表示磨煤机将煤磨成一定细度煤粉的难易程度前苏联法（前苏联法（Kkm）：）： 在风干状态下，将等量的标准样煤和被测试煤由相同在风干状态下，将等量的标准样煤和被测试

21、煤由相同的初始粒度磨制成同一规格的细煤粉时，所消耗的能量之的初始粒度磨制成同一规格的细煤粉时，所消耗的能量之比，即比，即sbkmEEK Eb磨制标准煤样消耗的能量；磨制标准煤样消耗的能量； Es磨制被测试煤消耗的能量。磨制被测试煤消耗的能量。 K Kkmkm1.21.51.5的煤称为的煤称为易磨煤易磨煤。 25（三）煤的可磨性指数与磨损指数（三）煤的可磨性指数与磨损指数哈得罗法（哈得罗法（HGIHGI）：）： 将规定粒度的将规定粒度的50g煤样置于实验用中速磨煤机内，磨制煤样置于实验用中速磨煤机内，磨制约约3min后取出筛分后取出筛分 7493. 613DHGIHGI哈氏可磨性指数；哈氏可磨性

22、指数；D7450g50g煤中通过孔径为煤中通过孔径为74m74m筛子煤粉质量。筛子煤粉质量。 HGI HGI648686的煤称为的煤称为易磨煤易磨煤。 26（三）煤的可磨性指数与磨损指数（三）煤的可磨性指数与磨损指数Kkm与与HGI的换算关系：的换算关系： 61. 0)(0034. 025. 1HGIKm 煤的磨损指数（煤的磨损指数（Ke） 煤在磨制过程中，对磨煤机金属碾磨部件磨损的轻重程度。煤在磨制过程中，对磨煤机金属碾磨部件磨损的轻重程度。 冲击式磨损试验装置：冲击式磨损试验装置：在一定的试验条件下，某种煤每分钟对纯铁的在一定的试验条件下，某种煤每分钟对纯铁的磨损量磨损量X X与相同条件下

23、标准煤每分钟对纯铁的磨损量的比值。标准煤每分钟与相同条件下标准煤每分钟对纯铁的磨损量的比值。标准煤每分钟能使纯铁磨损能使纯铁磨损10mg10mg。 10XKe5.0，极强。，极强。27三、发电用煤的分类三、发电用煤的分类（一）发电厂用煤的质量标准（一）发电厂用煤的质量标准分类分类 根据干燥无灰基中挥发分的含量：根据干燥无灰基中挥发分的含量： 无烟煤无烟煤（V Vdafdaf1010）、）、贫煤贫煤（10%10%V Vdafdaf20%20%）、）、烟煤烟煤（2020 V Vdafdaf 40 40）、）、褐煤褐煤（V Vdafdaf40%40%）。）。为反映煤的燃烧特性，为反映煤的燃烧特性，电

24、厂煤粉锅炉用煤还以电厂煤粉锅炉用煤还以VAMSTVAMST及及Q Q法分法分类类28( (二）各类煤质的燃烧特性二）各类煤质的燃烧特性无烟煤无烟煤碳化程度高，含碳量很高碳化程度高，含碳量很高 达达95%95%，发热量很高；，发热量很高；挥发份很少挥发份很少 小于小于10%10%，V Vdafdaf析出的温度较高，着火和燃尽均析出的温度较高，着火和燃尽均较困难较困难, ,储存时不易自燃。储存时不易自燃。 杂质很少，水分少杂质很少，水分少贫煤贫煤挥发分含量低挥发分含量低 V Vdafdaf在在10102020，碳含量高碳含量高 50507070，不容易着火，燃烧不易结焦，不容易着火，燃烧不易结焦2

25、9( (二）各类煤质的燃烧特性二）各类煤质的燃烧特性烟煤烟煤含碳量较无烟煤低含碳量较无烟煤低 40407070；挥发分含量较多挥发分含量较多 20204040，易点燃，燃烧快，火焰长；，易点燃，燃烧快，火焰长；氢含量较高氢含量较高 发热量较高。发热量较高。褐煤褐煤碳化程度低，含碳量低碳化程度低，含碳量低 约为约为404050%50%，水分及灰分很高水分及灰分很高 发热量低；发热量低；挥发分含量高挥发分含量高 约约404050%50%，甚至，甚至60%60%，挥发分的析出温度低，挥发分的析出温度低，着火及燃烧均较容易。着火及燃烧均较容易。30燃烧：燃烧： 完全燃烧完全燃烧不完全燃烧不完全燃烧基本

26、假设：基本假设： 1. 1. 空气、烟气均为理想气体，每空气、烟气均为理想气体，每kmolkmol体积等于体积等于22.4Nm22.4Nm3 3； 2. 2. 空气中只有空气中只有O O2 2和和N N2 2成分，其容积比为：成分，其容积比为： ； 3. 3. 每每kgkg燃料都是在完全燃烧的条件下计算。燃料都是在完全燃烧的条件下计算。 79. 021. 022NO31一、燃烧所需空气量及过量空气系数一、燃烧所需空气量及过量空气系数 理论空气量理论空气量 1kg1kg（或（或1Nm31Nm3）收到基燃料完全燃烧而又没有剩余氧存）收到基燃料完全燃烧而又没有剩余氧存在时所需要的空气量，称为在时所需

27、要的空气量，称为理论空气量理论空气量，用符号，用符号V V0 0表示，表示，单位单位NmNm3 3/kg/kg（或（或NmNm3 3/Nm/Nm3 3）。）。碳完全燃烧：碳完全燃烧： C + OC + O2 2 = CO = CO2 2 1 2 k g 2 2 . 4 N m 1 2 k g 2 2 . 4 N m3 3 22.4Nm22.4Nm3 3 1kg 1.866 Nm 1kg 1.866 Nm3 3 1.866 1.866 NmNm3 31kg1kg收到基燃料收到基燃料3arNm100C1.866kg100Car3arNm100C1.86632一、燃烧所需空气量及过量空气系数一、燃烧

28、所需空气量及过量空气系数氢完全燃烧：氢完全燃烧： 2H2H2 2 + O + O2 2 = 2H = 2H2 2O O 4.032kg 22.4Nm 4.032kg 22.4Nm3 3 44.8Nm 44.8Nm3 3 1kg 5.56Nm 1kg 5.56Nm3 3 11.1Nm 11.1Nm3 31kg1kg收到基燃料收到基燃料3arNm100H5 56.kg100Har3arNm100H1 1 . 133硫完全燃烧：硫完全燃烧： S + OS + O2 2 = SO = SO2 2 32kg 22.4Nm 32kg 22.4Nm3 3 22.4Nm 22.4Nm3 3 1kg 0.7Nm

29、 1kg 0.7Nm3 3 0.7Nm 0.7Nm3 3一、燃烧所需空气量及过量空气系数一、燃烧所需空气量及过量空气系数1kg1kg收到基燃料收到基燃料3arNm100S0.7kg100Sar3arNm100S0.734一、燃烧所需空气量及过量空气系数一、燃烧所需空气量及过量空气系数燃料含氧量：燃料含氧量： kg100Oar含氧量含氧量3ararNm100O0.7100O3222.4理论氧量理论氧量: : 1007 . 010056. 51007 . 0100866. 120ararararOOHSCV1kg燃料燃料35理论空气量理论空气量: :arararararararar00.0333O

30、0.265H)0.375S0.0889(C )100O0.7100H5.56100S0.7100C(1.8660.211V一、燃烧所需空气量及过量空气系数一、燃烧所需空气量及过量空气系数36一、燃烧所需空气量及过量空气系数一、燃烧所需空气量及过量空气系数 实际供给空气量及过量空气系数实际供给空气量及过量空气系数 实际供给空气量实际供给空气量 V Vk k 过量空气系数过量空气系数实际供给空气量与理论空气量之比，实际供给空气量与理论空气量之比， V Vk k/V/V0 0或或 式中式中 用于烟气量计算；用于烟气量计算； 用于空气量计算。用于空气量计算。测量位置：测量位置：炉内过量空气系数炉内过量

31、空气系数，一般是指炉膛出口处的过，一般是指炉膛出口处的过量空气系数量空气系数1 1。影响：影响：过量空气系数太大会增加过量空气系数太大会增加烟气容积使排烟热损失增加，太烟气容积使排烟热损失增加，太小则不能保证燃料完全燃烧。小则不能保证燃料完全燃烧。 37一、燃烧所需空气量及过量空气系数一、燃烧所需空气量及过量空气系数 锅炉漏风系数锅炉漏风系数 漏风系数漏风系数某一受热面的漏风量某一受热面的漏风量V V与理论空气量与理论空气量V V0 0之比，之比，即即V/ VV/ V0 0。烟道任意截面处的过量空气系数烟道任意截面处的过量空气系数： 炉膛出口的过量空气系数加各段烟道的漏风系数之和，炉膛出口的过

32、量空气系数加各段烟道的漏风系数之和， 即即1 1空气预热器进、出口空气侧的过量空气系数：空气预热器进、出口空气侧的过量空气系数： kykykykykyky38二、燃烧产生的烟气容积计算二、燃烧产生的烟气容积计算 理论烟气容积理论烟气容积理论烟气容积理论烟气容积当过量空气系数为当过量空气系数为1 1且完全燃烧生成的烟且完全燃烧生成的烟气容积，用符号气容积，用符号V Vy y0 0，单位，单位NmNm3 3/kg/kg。 1kg1kg燃料完全燃烧产生烟气的容积燃料完全燃烧产生烟气的容积： 二氧化碳容积二氧化碳容积V VCO2CO2 100866. 12arCOCV二氧化硫容积二氧化硫容积V VSO

33、2SO2 1007 . 02arSOSV 三原子氧化物三原子氧化物V VRO2RO2 100375. 0866. 1222ararSOCOROSCVVV C + O C + O2 2 = CO = CO2 212kg 22.4Nm12kg 22.4Nm3 3 22.4Nm 22.4Nm3 3 1kg 1.866Nm 1kg 1.866Nm3 3 1.866 Nm 1.866 Nm3 33arNm100C1.866kg100Car3arNm100C1.866S + OS + O2 2 = SO = SO2 232kg 22.4Nm32kg 22.4Nm3 3 22.4Nm 22.4Nm3 31k

34、g 0.7Nm1kg 0.7Nm3 3 0.7Nm 0.7Nm3 33arNm100S0.7kg100Sar3arNm100S0.739二、燃烧产生的烟气容积计算二、燃烧产生的烟气容积计算理论氮气容积理论氮气容积V0N2 包括理论空气量中所含的氮和燃烧时燃料本身释放包括理论空气量中所含的氮和燃烧时燃料本身释放出的氮：出的氮： 1008 . 079. 0100284 .2279. 00002ararNNVNVV40 2H 2H2 2 + O + O2 2 = 2H = 2H2 2O O4.032kg 22.4Nm4.032kg 22.4Nm3 3 44.8Nm 44.8Nm3 3 1kg 5.5

35、6Nm 1kg 5.56Nm3 3 11.1Nm 11.1Nm3 33arNm100H5 56.kg100Har3arNm100H1 1 . 1理论水蒸汽容积理论水蒸汽容积V V0 0H2OH2O l燃料中氢完全燃烧生成的水蒸汽燃料中氢完全燃烧生成的水蒸汽ararHH111. 01001 .11l燃料中水分蒸发形成的水蒸汽燃料中水分蒸发形成的水蒸汽ararMM0124. 0100184 .22l随同理论空气量随同理论空气量V V0 0带入的水蒸汽带入的水蒸汽 000161. 01000184 .22VdVkl蒸汽雾化燃油中的雾化蒸汽容积蒸汽雾化燃油中的雾化蒸汽容积whwhGG24. 1184

36、.22二、燃烧产生的烟气容积计算二、燃烧产生的烟气容积计算41二、燃烧产生的烟气容积计算二、燃烧产生的烟气容积计算理论水蒸汽的容积理论水蒸汽的容积V V0 0H2OH2O whararOHGVMHV24. 10161. 00124. 0111. 0002理论干烟气量理论干烟气量 0022NROgyVVV理论烟气量理论烟气量 wharararararyGVMHNVSCV24. 10161. 00124. 0111. 0 1008 . 079. 0100375. 0866. 10000002OHgyyVVV42二、燃烧产生的烟气容积计算二、燃烧产生的烟气容积计算 实际烟气容积（过量空气系数实际烟气

37、容积（过量空气系数11） 完全燃烧完全燃烧 实际烟气容积实际烟气容积V Vy y: : 包括理论烟气容积和过量空气包括理论烟气容积和过量空气(-1)V0以及随这部分过以及随这部分过量空气进来的水蒸汽。量空气进来的水蒸汽。 00010161. 01VVVVyy43实际干烟气容积：实际干烟气容积： 00000) 1( ) 1(21. 0) 1(79. 0( 2222222VVVVVVVVVVVNRONROONROgy实际烟气容积实际烟气容积: :OHgyyVVV2二、燃烧产生的烟气容积计算二、燃烧产生的烟气容积计算44二、燃烧产生的烟气容积计算二、燃烧产生的烟气容积计算不完全燃烧不完全燃烧 烟气中

38、的不完全燃烧产物只有烟气中的不完全燃烧产物只有COCO。 实际烟气容积：实际烟气容积：OHNOSOCOCOyVVVVVVV22222 由于生成由于生成COCO2 2和生成和生成COCO的总容积不变，所以不论燃烧的总容积不变，所以不论燃烧是否完全，烟气中碳的产物总容积不变，烟气的总容积是否完全，烟气中碳的产物总容积不变，烟气的总容积增加。增加。 45、烟气分析、烟气分析 烟气分析的原因烟气分析的原因 测量炉膛出口过量空气系数，可知炉膛的空气供给量；测量炉膛出口过量空气系数，可知炉膛的空气供给量；测量锅炉排烟的过量空气系数，可确定排烟热损失；测量锅炉排烟的过量空气系数，可确定排烟热损失；测量测量C

39、OCO、H H2 2和和CHCH4 4等可燃气体成分，可求得化学不完全燃烧损等可燃气体成分，可求得化学不完全燃烧损失。失。 46烟气分析方法烟气分析方法化学吸收法、电气测量法、红外吸收法及色化学吸收法、电气测量法、红外吸收法及色 谱分析法等。谱分析法等。奥氏烟气分析仪奥氏烟气分析仪 奥氏烟气分析仪的原理奥氏烟气分析仪的原理利用选择性吸收方法来确定烟气中利用选择性吸收方法来确定烟气中 各气体成分的含量。各气体成分的含量。 、烟气分析、烟气分析47一、烟气分析一、烟气分析1 1）利用氢氧化钾（）利用氢氧化钾（KOHKOH）溶液吸收）溶液吸收RORO2 2；2 2）利用焦性没食子酸）利用焦性没食子酸

40、CC6 6H H3 3（OHOH3 3） 的碱性溶液吸收的碱性溶液吸收O O2 2 （同时也吸收（同时也吸收RORO2 2）；）；3 3）利用氯化亚铜的氨溶液）利用氯化亚铜的氨溶液CuCu（NHNH3 3）ClCl吸收吸收COCO（同时也（同时也 吸收吸收O O2 2）。）。48一、烟气分析一、烟气分析%10022gyOVVO%10022gyNVVN干烟气的组成可由各组分在烟气中的容积百分数表示：干烟气的组成可由各组分在烟气中的容积百分数表示： %100222NCOORO%10022gyROVVRO%100gyCOVVCO49二、运行时烟气容积和一氧化碳含量的计算二、运行时烟气容积和一氧化碳含

41、量的计算 根据烟气分析结果计算烟气容积根据烟气分析结果计算烟气容积 干烟气容积：干烟气容积：COROSCVarargy2375. 0866. 1实际烟气容积：实际烟气容积：whararararOHgyyGVMHCOROSCVVV24. 10161. 00124. 0111. 0375. 0866. 1 022100375. 0866. 1%10022222ararCOSOCOgyCOSOCOSCVVVVVVVCORO50二、运行时烟气容积和一氧化碳含量的计算二、运行时烟气容积和一氧化碳含量的计算 烟气中一氧化碳含量的计算烟气中一氧化碳含量的计算 燃料特性系数燃料特性系数arararararSC

42、NOH375. 0038. 0126. 035. 2arararCOH126. 035. 2不完全燃烧方程式不完全燃烧方程式 21605. 0222COROOCOOR51二、运行时烟气容积和一氧化碳含量的计算二、运行时烟气容积和一氧化碳含量的计算一氧化碳含量一氧化碳含量 % 605. 012122ROOCO 完全燃烧方程式及完全燃烧方程式及RORO2 2最大值最大值 11时，时，COCO0 0： 22121ROO% 12122ORO当当1 1时，时，O O2 20 0，COCO0 0% 121max2RO52二、运行时烟气容积和一氧化碳含量的计算二、运行时烟气容积和一氧化碳含量的计算 运行时过

43、量空气系数和漏风系数的计算运行时过量空气系数和漏风系数的计算 过量空气系数计算过量空气系数计算 过量空气系数可根据烟气分析结果加以确定。过量空气系数可根据烟气分析结果加以确定。 kkkkVVVVVVV110不完全燃烧时不完全燃烧时79. 079. 01008 . 022NarNkVNVV过量空气中的氧容积过量空气中的氧容积 COOVVV5 . 021. 02)(100222COORON%10022gyNVVNgygyVNVN7910079. 0122%10022gyOVVO%100gyCOVVCO53二、运行时烟气容积和一氧化碳含量的计算二、运行时烟气容积和一氧化碳含量的计算不完全燃烧时的过量

44、空气系数：不完全燃烧时的过量空气系数： COOROCOOVNVCOOgygy222221005 . 079212179215 . 011完全燃烧时的过量空气系数：完全燃烧时的过量空气系数： 222100792121OROO2max222222121121212121100792121ROROOOOOO 12122ORO54空气和烟气焓的计算空气和烟气焓的计算 以以1kg1kg（气体燃料以（气体燃料以1Nm1Nm3 3）燃料为计算基础，并规定）燃料为计算基础，并规定0 00 0C C时的焓值等于零。时的焓值等于零。 一、空气焓的计算一、空气焓的计算 理论空气焓的计算理论空气焓的计算 理论空气焓理

45、论空气焓1kg1kg燃料燃烧所需理论空气量在定压下从燃料燃烧所需理论空气量在定压下从 0 00 0C C加热到加热到t tk k0 0C C所需要的热量。所需要的热量。 kJ/kg kkctVh00c ck k1Nm1Nm3 3干空气连同水蒸汽（干空气连同水蒸汽（d dk k10g/kg10g/kg干空气）的平干空气）的平 均定压比热容。均定压比热容。 55一、空气焓的计算一、空气焓的计算实际空气焓的计算实际空气焓的计算 实际空气焓实际空气焓1kg1kg燃料燃烧所需实际空气量在定压下从燃料燃烧所需实际空气量在定压下从 0 00 0C C加热到加热到t tk k0 0C C所需要的热量。所需要的

46、热量。 kJ/kg kkkktcVhh00二、燃烧产物焓的计算二、燃烧产物焓的计算燃烧产物焓燃烧产物焓1kg1kg燃料燃烧生成的燃烧产物在定压（通常燃料燃烧生成的燃烧产物在定压（通常 为大气压力）下从为大气压力）下从0 00 0C C加热到加热到0 0C C所需要的所需要的 热量。热量。 包括烟气焓和飞灰焓两部分，其中飞灰焓的数值较小可包括烟气焓和飞灰焓两部分，其中飞灰焓的数值较小可忽略，燃烧产物焓也称为忽略，燃烧产物焓也称为烟气焓烟气焓。56二、燃烧产物焓的计算二、燃烧产物焓的计算设计锅炉时烟气焓的计算设计锅炉时烟气焓的计算 设计时，烟气焓等于理论烟气焓设计时，烟气焓等于理论烟气焓h hk

47、k0 0、过量空气焓（、过量空气焓（1 1）h hk k0 0和飞灰焓和飞灰焓h hfhfh三部分之和。三部分之和。 fhkyyhhhh001理论烟气焓为各组成成分焓之和，即理论烟气焓为各组成成分焓之和，即 yOHOHNNROROycVcVcVh)(222222000飞灰焓飞灰焓 yharfhfhcAh100 6netararfhQA,419057二、燃烧产物焓的计算二、燃烧产物焓的计算锅炉运行时烟气焓的计算锅炉运行时烟气焓的计算 锅炉运行时，可根据烟气分析结果，烟气焓为干烟气锅炉运行时，可根据烟气分析结果，烟气焓为干烟气焓、水蒸汽焓和飞灰焓三部分之和焓、水蒸汽焓和飞灰焓三部分之和fhyOHO

48、HgygyfhOHgyyhcVcVhhhh222100222222COONROgyCOccOcNcROc58 思思 考考 题题1.1. 煤的元素分析与工业分析成分煤的元素分析与工业分析成分2.2. 煤的成分基准及换算煤的成分基准及换算3.3. 煤发热量的类型及换算煤发热量的类型及换算4.4. V V、M M、A A、C C、S S、STST对锅炉工作的影响对锅炉工作的影响5.5. 无烟煤的特性及对锅炉运行的影响无烟煤的特性及对锅炉运行的影响59书书 面面 作作 业业1.某某400t/h煤粉炉燃用煤的收到基成分为：煤粉炉燃用煤的收到基成分为：Car=47.9%，Har=3.04%，Oar=5.1

49、5%，Nar=0.86%，Sar=0.45%，Aar=34.74%，Mar=7.86%，试计算煤的干燥无，试计算煤的干燥无灰基元素成分及灰的干燥基含量。灰基元素成分及灰的干燥基含量。2. 在某低温级省煤器烟气入口处测得在某低温级省煤器烟气入口处测得RO2=15，而在其烟气，而在其烟气出口处测得出口处测得RO2=15.5，若该炉是负压燃烧系统，试分析该，若该炉是负压燃烧系统，试分析该结果是否正确，为什么？结果是否正确，为什么？60精品课件精品课件！61精品课件精品课件！62书书 面面 作作 业业3.已知某台锅炉，运行中用奥氏烟气分析仪测得炉膛出口已知某台锅炉，运行中用奥氏烟气分析仪测得炉膛出口处的处的O2=6，省煤器出口处的，省煤器出口处的O2=10，试求算这一段烟，试求算这一段烟道的漏风系数。道的漏风系数。 4.如果相同质量的同种燃料不完全燃烧时仅产生如果相同质量的同种燃料不完全燃烧时仅产生CO，在，在相同的过量空气系数下不完全燃烧生成的烟气与完全燃烧相同的过量空气系数下不完全燃烧生成的烟气与完全燃烧生成的烟气相比，总烟气容积和烟气中氧气的容积如何变生成的烟气相比，总烟气容积和烟气中氧气的容积如何变化，为什么？化，为什么？