第二章_燃料及燃烧产物.ppt

,第二章燃料及燃料燃烧计算,燃料能用来燃烧以取得热量的物质，是锅炉的基本能源,,表3－1燃料的分类,气体燃料天然气，液化石油气，沼气，焦炉煤气，高炉煤气及发生炉煤气等。,2－1气体燃料和液体燃料,优点点火容易，易与空气混合达到完全燃烧，调节方便,用途制取合成氨、炭黑、乙炔等化工产品的原料气，优质的燃料气,高炉煤气炼铁时的副产品，主要成分CO，其余为惰性气体CO2和N2，热值为3360～4200kJ/Nm3,沼气60CH4，35CO2，还有少量的H2和CO，热值为14630kJ/Nm3,液化石油气开采和炼制石油过程中而获得的一部分炭氢化合物，主要成分为C3H8，C3H6，C4H10，C4H8，习惯上称C3,C4，热值为91960～121220kJ/Nm3,炼焦炉煤气冶金工业炼焦炉的副产品，是煤受热所析出的挥发分，主要成分50～60％H2，20CH4，其余为少量CO2和N2，热值为15000～20000kJ/Nm3,空气煤气煤在空气不足的条件下燃烧，所生成的CO，主要成分30CO，56N2，10H2，热值小于6000kJ/Nm3,发生炉煤气,水煤气用水蒸汽与炽热的煤反应，可生成水煤气，主要成分40～50CO，45～55H2，其余为少量的CO2和N2，热值为8300～10500kJ/Nm3,,锅炉燃用的油主要是重油和柴油,重油由不同成分的炭氢化合物组成的复杂混合物，由碳、氢、氧、氮、硫、灰份、水分等组成，Car＝81～87％，Har＝11～14％，Sar，Oar，Nar总量约为1～3％，Mar1～3，Aar1，Qar,net,p37.6～42MJ/kg,粘度温度对粘度的影响最大，影响流动和雾化,主要性质,燃点和闪点鉴别油着火、燃烧性能的重要指标凝固点凝固点的高低与石蜡的含量有关，含石蜡多的凝固点高硫分和杂质硫将引起锅炉受热面的腐蚀和积灰，机械杂质可能堵塞磨损喷嘴,,液体燃料,煤是远古植物在地质变化中形成的，因此，它含有一般植物所含的形成有机物的炭、氢、氧、氮、硫等元素，以及灰份和水份等惰性物质。,2－2煤的成分及性质,煤的分类,过去煤分类多沿用煤的气化、炼焦、煤化工等分类方法分类（包括褐煤、长焰煤、气煤、肥煤、焦煤、瘦煤、贫煤、不粘煤、无烟煤），根据锅炉设计、运行的经验，发现该法不适于动力用煤的分类，于是按干燥无灰基挥发份的含量分类为无烟煤、贫煤、烟煤、褐煤等种类,动力燃料用煤的分类方法,CHONSAM100,,可燃质,,惰性质,用百分比表示煤的成份,炭C是燃料的主要成分，以煤中可燃性成分重量为100％，炭占煤成分的50～98％，则植物纤维含炭44～55％，泥煤含炭50～60％，褐煤含炭60～77％，无烟煤含炭90～98％，1kg炭完全燃烧约可放出热量32700kJ/kg，不完全燃烧（生成CO）可放出热量9270kJ/kg。氢H是燃料中仅次于炭的可燃成分，发热量120370kJ/kg，煤中可燃质含氢2～8％，重油含氢12～13％，炭氢化合物多的燃料易着火。氮N主要由成煤植物中蛋白质转化而来，含量1～3％，在煤燃烧时氮常呈游离状态逸出，不产生热量。,氧O不能产生热量，形式上为有机成分，实为燃料内部杂质，地质年代高的煤含氧量低，相反则高。,硫S是煤中可燃成分之一，但也是有害的成分。发热量9100kJ/kg，燃烧产物为SO2、SO3气体。煤中硫可以分为有机硫和无机硫，我国煤中大约60～70％的硫为无机硫，30～40％为有机硫,还有磷P（含量不超过1％）和其它稀有元素，如汞（Hg）、砷（As）、硒（Se）、锗Ge、镓Ga、铍Be、锂Li、钒V及放射性元素铀U等，一般含量甚微。,炭、氢、氧、氮四种元素在不同煤中的含量（％）,水分M,外部水分内部水分,煤样置于105～110℃的烘箱中使干燥至恒重，失去的水分,,化合结晶水分石膏CaSO42H2O，高岭土Al2O32SiO22H2O,,煤中的不可燃成分，降低煤的发热量推迟着火，在燃烧过程中汽化吸热，降低炉膛温度，使着火困难降低锅炉效率易引起低温受热面处发生腐蚀,水分对锅炉运行的影响,,煤中的水分含量,煤中所含的矿物杂质燃烧后的固体残留物,灰分A,煤中的不可燃成分，降低煤的发热量，灰份每增加1％，燃料消耗即增加1％使受热面受污染影响传热，导致排烟温度升高，降低热效率使受热面磨损易产生炉内结渣，并会腐蚀金属管壁除灰渣系统任务重,灰分对锅炉运行的影响,注同一煤质，在还原性气氛中要比在非还原性气氛中的熔化温度低，是由于Fe2O3被还原为FeO，形成了低熔点的2FeOSiO2物质,易熔灰ST1400C，适于固态排渣炉,煤的成分通常用质量百分数表示，由于灰份和水份因外界条件而变化，为了实际应用的需要通常采用如下四种基准,干燥无灰基dryandashfree即可燃基，以可燃质的成份作为100,干燥基dry以除去水分之外的可燃质和灰份为100,收到基（asreceived）即应用基，以包含水分、灰分和可燃质为100,空干基（airdry）即分析基，煤样在试验室中放置，在室温20℃相对湿度60％（颗粒0，一部分氧与自由氢化合生成水蒸汽，则,RO2O2N2100[],若计入与自由氢结合的氧，则,假如燃料中没有自由氢，只有当量炭，则,RO2O221[],RO2O221[],在过量空气系数大于1时，燃料完全燃烧，其干烟气成分应为,自由氢燃料中的氢假定已与燃料中的氧化合，余下的未与氧化合的氢Har’，,Har’Har–Oar/8Har–0.125Oar[],五、干烟气的成分与燃料元素成分的关系,，称燃料特性系数,如果燃料完全燃烧而无过量空气时，此时RO2可达最大值，即,RO2,max21–βRO2,max[],,理论空气的焓,一、空气焓的计算,实际空气的焓,二、烟气焓的计算,实际烟气焓包括理论烟气焓、过量空气焓和飞灰焓三部分,2－7空气和烟气焓的计算,而理论烟气量中含有三种成分,理论烟气焓,烟气中的飞灰焓,烟气中的飞灰焓只有当,才计入,,作业一,1、已知电厂某炉在额定负荷下运行时的煤耗量为60t/h，该炉燃煤元素分析成分如下Car74,Har3,Oar3,Nar1,Sar1,Aar15％，Mar3当该炉在α＝1.2的情况下完全燃烧时，试确定该炉每小时实际所需的风量（Nm3/h），并求出该燃料干燥基的成分2、某煤元素分析成分为Car66.5,Har4.10,Oar4.5,Nar1.2,Sar3.7,Aar14,Mar6,锅炉排烟处（即低温空气预热器出口处）烟气分析结果为RO214.05,O25.2,试求该处的过量空气系数及燃烧产物的体积。,一个大气压（0.101325MPa）、0℃标准情况下,返回,标准条件,返回,烟气质量,