2-燃料及燃烧计算解析课件

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,11/7/2009,#,锅炉及锅炉房设备.,ppt,05/2003 Page,1,topic,2.1,燃料的化学成分及其性质,2.2,燃料的燃烧计算,返 回,第二章 燃料及燃烧计算,2.3,锅炉运行时烟气分析及其应用,2.1,燃料的化学成分及其性质,第二章,一、燃料的化学成分及其性质,燃料（,g,、,y,、,q,）,可燃成分：高分子化合物，成分,C,、,H,、,O,、,N,、,S,不可,燃,成分：多种矿物质,灰分,水分.,(,杂质）,1,碳,(,C),：,主要的燃烧成分，约占,5095%,，,kJ/kg,。,纯碳燃点高，燃烧缓慢。燃料中的碳多以化合物形式存在,2,氢,(,H),：,重要的燃烧成分，煤中约占,28%,，,kJ/kg,。,十分容易着火，燃烧迅速，易爆。液体和气体燃料氢含量较高约占从百分之几到几十不等。,3,硫(,S)：,是燃料中的有害成分，约占可燃成分的 08%，10900,kJ/kg，,燃烧后的产物是,2.1,燃料的化学成分及其性质,SO,2,、,SO,3,，,与水蒸汽相遇会生成亚硫酸和硫酸。,1,）,SO,2,、,SO,3,排放造成大气污染,2,）锅炉尾部受热面造成低温腐蚀,4,氧和氮,氧和氮是可燃成分中的内部杂质。氧约占,40%,，含氧量随煤化程度增高而明显减少。,氮主要以有机氮形态存在，约占,0.52%,。高温,高压条件下,燃烧生成,NO,x,，,有害。,第二章,2.1,燃料的化学成分及其性质,5,水分,(,Water,、,Moisture),：,燃料中的主要杂质，约占,560%,。,1）,水分进入炉内吸热汽化成水蒸汽，对燃烧不利；,2）,在烟气露点时，水蒸气与,SO,2,、,SO,3,生成亚硫酸和硫酸，造成低温腐蚀；,3）,6,灰分,(,Ash),燃料中主要不可燃的矿物杂质成分，与成煤条件、开采方式、运输条件,1,）可燃物减少，着火困难，灰渣量增加，运行操作繁重；,2,），炉内易结渣，使受热面传热恶化，,3,）,第二章,2.1,燃料的化学成分及其性质,二、燃料成分分析数据的基准及换算,1,燃料成分表示方法,C+H+S+O+N+W+A=100%,1,）应用基,(y),以进入锅炉房准备燃烧的煤为分析基准,.,燃料的应用基成分是锅炉燃用燃料的实际应用成分，用于锅炉的燃烧、传热、通风和热工试验的计算。,2,）分析基,(f),在实验室条件下（室温,20,，相对湿度,60%,），风干后的煤样作为分析基准,.,3,）干燥基,(g),除去全部水分后的煤作为分析基准,4,）可燃基,(r),将变化较大，对燃烧不利的杂质灰分和水分除去后的煤作为分析基准,C+H+S+O+N=100%,第二章,2.1,燃料的化学成分及其性质,4,）可燃基,将变化较大，对燃烧不利的杂质灰分和水分除去后的煤作为分析基准,燃料的可燃基成分不再受水分和灰分变化的影响，是种稳定的组成成分，常用于判断煤的燃烧特性和进行煤的分类的依据，如可燃基挥发分,V,r,。,煤矿提供的煤质成分，通常也是可燃基各组成成分。上述基准的换算关系如图2-1,2,燃料成分各种表示方法之间的换算,1,）换算方法,2,）换算系数,k,：,见平衡,4,表,2-1,3,全水分计算方法,全水分是分析基水分和应用基风干水分之和，由于其基准不同，需换算：%或%,第二章,2.2 燃料的燃烧计算,基本假设：,1.,空气、烟气均为理想气体，每,kmol,体积等于,22.4,Nm,3,；,2.,空气中只有,O2,和,N2,成分，其容积比为：；,3.,每,kg,燃料都是在完全燃烧的条件下计算。,一、理论空气量及过量空气系数,1.,理论空气量 的计算,第二章,2.2 燃料的燃烧计算,理论空气量的经验计算公式：,pp26,2,过量空气系数、实际空气量和漏风系数,1,）过量空气系数,燃烧时实际供给空气量与理论空气量之比 。,炉膛出口处过量空气系数 为平均值，与燃烧设备、燃料种类、燃烧方式等有关。层燃炉 ；室燃炉,2,）实际空气量,：,Nm,3,/kg,3,）漏风系数,锅炉运行时，炉中处于负压工作状态，炉外冷空气从炉墙、门孔几个受热面贯穿墙处漏入炉内，使炉内过量空气系数烟烟气流程逐,第二章,2.2 燃料的燃烧计算,渐增大，其值为：,各受热面漏风量：,Nm,3,/kg,二、燃烧生成烟气量,完全燃烧时烟气成分是：,CO,2,、,SO,2,、,H,2,O,、,O,2,、,N,2,1,理论烟气量的计算,(,=1),不含有,O,2,Nm,3,/kg,Nm,3,/kg,（,四个来源,）,Nm,3,/kg,第二章,2.2 燃料的燃烧计算,理论烟气量的经验计算公式：,pp.2728,2,实际烟气量的计算,(,1),含有过量,O,2,1,）过量空气中氧容积：,Nm,3,/kg,2,）过量空气中氮容积：,Nm,3,/kg,3,）过量空气中水蒸汽容积：,Nm,3,/kg,4,）实际烟气量,理论烟气量与过量空气之和,Nm,3,/kg,三、空气和烟气的焓,第二章,2.2 燃料的燃烧计算,1,理论空气的焓,每,kg,固体,(,液体,)，每,Nm3,气体,燃料燃烧时所需理论空气量，在等压下，从,0,加热到,所需要的热量，单位,kJ/kg,kJ/kg,（,查表,2,10,）,2,理论烟气的焓,每,kg,固体,(,液体,)，每,Nm3,气体,燃料燃烧后所生成理论烟气量，在等压下，从,0,加热到 所需要的热量，单位,kJ/kg,kJ/kg,式中,等由表,2-10,查取（,pp.29,）,3,实际烟气焓,1,）烟气中过量空气的焓：,kJ/kg,2,）实际烟气的焓：,kJ/kg,第二章,2.2 燃料的燃烧计算,a,fh,入炉燃料灰分随烟气带出的灰分重量比，称飞灰份额，层燃炉,a,fh,0.20.3,，,煤粉炉,a,fh,0.850.9,。,只有当燃料中灰分很大时，才需加以考虑，即：,：,第二章,2.3 锅炉运行时烟气分析及其应用,一、烟气分析的目的,在锅炉运行时，通过烟气取样分析，计算出,CO,、，,从而了解和掌握锅炉实际燃烧情况，便于制定合理的燃烧调整及燃烧设备的改进方案，从而提高燃烧效率和锅炉热效率。,炉膛出口过量空气系数 有一最佳值：,q,min,=,q,2,+,q,3,+,q,4,二、理论上烟气分析成分,1,:,每,kg(,Nm3),燃料完全燃烧时产生的烟气成分：,RO,2,、,N*,2,、,H,2,O*,；,第二章,2.3 锅炉运行时烟气分析及其应用,2,:,燃料完全燃烧时产生的烟气成分：,RO,2,、,N,2,、,H,2,O,、,O,2,3,:,燃料不完全燃烧时产生的烟气成分：,RO,2,、,N,2,、,H,2,O,、,O,2,、,CO,；,三、烟气分析仪器及测定,1,烟气分析仪,1,）奥氏分析仪,KOH,或,NaOH,溶液吸收,RO,2,，(%),焦性没食子酸的苛性钾溶液吸收,O,2,及,RO,2,，（%）,氯化亚铜氨溶液吸收,CO,及,O,2,，（%）,第二章,2.3 锅炉运行时烟气分析及其应用,2,）色谱层析仪,3,）红外线烟气分析仪,2,测定：（由锅炉实验完成）,四、烟气成分测定的计算,1.,；,2.,3.,；,4.,五、烟气分析结果的应用,1,烟气量的计算,第二章,2.3 锅炉运行时烟气分析及其应用,Nm,3,/kg,2,烟气中,CO,含量的计算,1,）燃料特性系数,只与燃料的可燃成分有关，与燃料的水分、灰分无关，也不随应用基、分析基、干燥基即可燃基等而变化。,2,）不完全燃烧方程式,3,）,CO,含量的计算,%,第二章,2.3 锅炉运行时烟气分析及其应用,4,）不完全燃烧,RO,2,的计算,%,5,）完全燃烧方程式,6,）在理论空气下完全燃烧时，则,%,3,过量空气系数的计算,1,）不完全燃烧时,的计算,第二章,2.3 锅炉运行时烟气分析及其应用,2,）完全燃烧时,的计算,3,）完全燃烧时,的近似计算,在锅炉实际运行时，,CO,的含量一般都不高，可是为完全燃烧，而干烟气中的氮气接近,79%,，即,N,2,=79%,，,则：,在锅炉实际运行中，常采用,O,2,和,RO,2,表监控,第二章,2.3 锅炉运行时烟气分析及其应用,第二章,