第二章( 锅炉).ppt

,,,DepartmentofPowerandMechanicalEngineering,JiangxiVocationalTechnicalcollegeofelectricity,电厂锅炉,,,江西电力职业技术学院动力机械系,第二章锅炉燃料,教学目的了解煤的成分、特性及分类掌握标准煤的概念掌握元素分析和工业分析间的换算,重点和难点1、煤的元素分析成分与工业分析及成分换算2、煤的发热量和灰的熔融性3、标准煤的概念4、挥发分的特性5、动力煤分类,第一节燃料介绍,固体燃料,液体燃料,气体燃料,第二章锅炉燃料,燃料分类,第二章锅炉燃料,电力燃料的选用,,从能源利用的政策上,（1）弃优用劣燃烧取其热量属于低级行为（2）就地取才运输成本和交通运力等（3）充分利用提高经济性（4）保护环境社会效益，国家强制,第一节燃料介绍,第二章锅炉燃料,第二节煤的组成成分及性质,即化学分析碳（C）、氢（H）、氧（O）、氮（N）、硫（S）五种元素和水分（M）、灰分（A）两种成分。,可燃成分与不可燃成分,一、煤的元素成分分析,（1）碳主要的可燃成分，其含量一般为4090碳的燃烧反应固定碳的定义及固定碳的燃烧特性,第二章锅炉燃料,（2）氢氢的发热量比较高但含量较少（36）氢燃烧后生成H2O,其物态影响反应的发热量2H2O22H2Ol143112KJ/Kg2H2O22H2Og120522KJ/Kg氢的燃烧特点及其对煤着火的影响,（3）硫煤中硫的组成可燃硫（有机硫硫化铁中的硫）和硫酸盐中的硫硫燃烧后生成SOx低温腐蚀、大气污染煤中的硫化铁对磨煤部件的磨损,第二章锅炉燃料,（4）氧和氮实际上不可燃，氧的含量与煤的炭化程度有关，最多可达40；氮的含量比较少，只有0.52。氧的影响使可燃元素相对减少，煤的发热量降低。氮的影响在一定条件下生成NOx，对环境有害。,（5）水分不可燃成分、有害成分，含量差别大（260）水分的相关定义表面水分（外在水分）、固有水分（内在水分）和全水分水分对锅炉工作的危害（1）降低发热量（2）阻碍着火及燃烧（3）影响煤的磨制及煤粉的输送（4）烟气流过低温受热面产生堵灰及低温腐蚀,第二章锅炉燃料,,,􀂾★着火热增大，着火推迟􀂾★降低炉内温度，着火、燃尽均不利􀂾★烟气量增大，排烟损失增加，ηgl下降􀀢􀂾★引风机电耗增大􀀠􀂾★使低温受热面易于积灰、腐蚀􀂾★烟气量增大，烟气流速增大，对流式过热汽温增大􀂾★制粉系统，易阻塞，磨出力下降,水分的影响,（6）灰分灰分的定义燃烧前后灰分中的矿物质是不同的内在灰分与外在灰分不可燃成分、有害成分，含量差别大（1050）,灰分对锅炉工作的危害（1）降低发热量（2）阻碍着火及燃烧（3）烟气携带飞灰流过受热面产生结渣、积灰、磨损、腐蚀等有害现象飞灰对大气的污染,第二章锅炉燃料,,,★发热量↓􀀢★灰渣物理热损失↑，q4↑,ηgl↓􀀢★不利于着火、燃尽，使燃烧不稳★妨碍挥发分的析出★尾部受热面磨损、积灰★炉内结渣、腐蚀★增加磨煤机无效的电耗★着火推迟，火焰中心上移，辐射式过热汽温↑􀀠,灰分的影响,第二章锅炉燃料,二、煤的工业成分分析,成分水分（M）、挥发分（V）、固定碳（FC）、灰分（A）,作用指导燃烧调整、改善燃烧工况；煤分类的主要依据；锅炉设计时的重要参数。,方法通过加热、灼烧得到水分、挥发分和固定碳、灰分,第二章锅炉燃料,（1）挥发分定义组成可燃气体（H2、CO、CH化合物等）和少量不可燃气体（O2、N2、CO2等）组成,特点容易着火、燃烧速度快、火焰长。其加热过程是一个热分解过程挥发分析出后焦碳变得疏松呈多孔性，参与燃烧的表面积增大，有利于焦碳的燃烧。,煤中挥发分的含量决定了煤的着火和燃烧性能,第二章锅炉燃料,,煤的工业分析实验设备及过程,,,,,,,,,,,,,,,,第二章锅炉燃料,三、煤的成分分析基准及其换算,1.煤的成分分析基准,水分和灰分的含量受开采、运输、储存和天气的影响而变化，从而使其他成分的质量百分含量发生变化。,成分分析基准用来表达成分含量所处状态和条件，可确切地反映煤的特性，使各种分析结果具有可比性。,CHONSMA100,FCVMA100,第二章锅炉燃料,（1）收到基用下标“ar”表示，用于设计与运行,为计算基准（2）空气干燥基用下标“ad”表示，用于确定内在水分（3）干燥基用下标“d”表示，用于确定灰分（4）干燥无灰基用下标“daf”表示，用于煤的分类,常用的分析基准,第二章锅炉燃料,煤的成分及其与分析基准间的关系,第二章锅炉燃料,换算依据1、同种煤，任意两基准下同类成分的比值相等。2、同种煤在不同基准下，绝对质量不变的成分其含量成比例变化。,2.各种成分分析基准的换算,例题1已知干燥基各成分含量及Mar，求收到基各成分含量。干燥基CdHdOdNdSdAd100收到基CarHarOarNarSarMarAar100,,,,第二章锅炉燃料,同理可得HarOarNarSarAar,,推出,,令,记作,第二章锅炉燃料,例题2已知山西阳泉无烟煤，Mar5.00，Ad20.00，Cdaf90.80，Hdaf3.80，Odaf3.10，Ndaf1.30，Sdaf1.00求收到基成分。,解由干燥基----收到基K1（100-Mar/1000.95Aar0.95*Ad19.00由干燥无灰基到收到基K2（100-Mar-Aar/1000.76推出Car0.76*90.8069.01Har2.89Oar2.36Nar0.99Sar0.76,验算CarHarOarNarSarMarAar100.01,课堂练习已知Cdaf80，Mar10，Aar10，求Car。,第二章锅炉燃料,第三节煤的特性及分类,煤的特性,煤的发热量,煤灰的熔融性,煤的可磨性和磨损性,第二章锅炉燃料,（一）发热量的定义单位质量的煤完全燃烧时所放出的热量QkJ/kg,（二）高位发热量、低位发热量及其关系高位发热量单位质量的煤最大可能发热量。包括完全燃烧所生成的水蒸汽全部凝结成水时放出汽化潜热-----Qgr低位发热量从高位发热量中扣除汽化潜热后的发热量-----Qnet,第二章锅炉燃料,一、发热量,,,高位与低位之分的由来锅炉的排烟温度一般在120160℃之间，烟气中水分以蒸汽存在。Qgr－Qnet＝水分质量汽化潜热我国在锅炉计算中采用低位发热量,（三）各种基准的发热量之间的换算各种基准的高位发热量之间可以用换算系数换算各种基准的低位发热量之间不能用换算系数换算低位发热量的确定1、实验室氧弹测热器2、门捷列夫经验公式,,第二章锅炉燃料,（四）折算成分用来衡量水分、灰分和硫分对锅炉工作的有害程度，用发热量（4187KJ）作为折算标准。称作折算水分、折算灰分和折算硫分。折算水分4187折算灰分4187折算硫分4187Mar,ZS8，高水分煤Aar,ZS4，高灰分煤Sar,ZS0.2，高硫分煤,,,,（五）标准煤概念煤的发热量差别很大，8000KJ/Kg29000KJ/Kg不同容量的锅炉或同一锅炉燃烧不同发热量的煤，其耗煤量之间无法进行对比。定义收到基低位发热量为29310KJ/Kg的煤为标准煤。定义“标准煤耗量”。标准煤耗量BbBQ,第二章锅炉燃料,,灰的熔融性的测定用角锥法测定,定义（1）变形温度DT（2）软化温度ST（3）熔化温度FT一般用软化温度ST作为灰熔融性的指标（或称灰熔点）一般ST1100--1600℃ST反映灰的结渣性能。,二、煤灰的熔融特性,第二章锅炉燃料,,,对于煤粉炉，为了防止炉膛出口以后的高温对流受热面结渣，要求炉膛出口烟温应比灰的软化温度ST低50100℃,长渣（FT-DT200400℃）容易结渣；短渣（FT-DT100200℃）不容易结渣。,灰的成分及熔点,影响灰熔融性的因素,1.灰的成分一般灰中高熔点成分（SiO2、Al2O3、MgO等）越多时，灰的熔点也越高；相反，含熔点低的成分（FeO、Na2O、K2O）越多时，灰的熔点也越低。一般，碱性氧化物增多时，使灰熔点降低，容易发生结渣。,第二章锅炉燃料,,2.灰所处环境介质的性质灰所处环境介质的性质发生改变时，会使灰的熔点发生变化。例如，介质中存在CO、H2等还原性气体时，会使灰中的高价氧化铁（熔点1500℃左右）还原成低熔点的氧化亚铁，后者又与氧化硅结合成共晶体并进一步形成共晶体混合物（熔点1000℃左右），使灰熔点大大降低。,3.煤中灰分含量一般，燃烧含灰多的煤时容易结渣，但不如前两个因素的影响明显。按煤的灰熔点大小，可以对其结渣的可能性进行预报。一般，ST1400℃时不易结渣；ST1200℃1400℃时有可能结渣；ST40）,第二章锅炉燃料,第二章锅炉燃料,,,,第四节液体和气体燃料,一、液体燃料,二、气体燃料天然气高炉煤气焦炉煤气,燃油及化学成分物理特性黏度凝结性闪点和燃点密度,第二章锅炉燃料,第二章作业1、煤的元素分析成分有哪些工业分析成分有哪些2、什么是挥发分他的主要成分是哪些挥发分对锅炉工作有什么影响3、说出焦炭、固定碳、煤的含碳量三者之间的区别。4、动力煤分为哪几类分类的依据是什么各类煤有哪些特性5、下雨前煤的收到基成分为Car34.2,Har3.40,Sar0.50,Oar5.70,Nar0.80,Aar46.80,Mar8.60，下雨后煤的收到基成分Mar变为14.30，求雨后煤的收到基各成分的含量。,第二章锅炉燃料,,1、我国应用最广泛的发电燃料是A.煤B.石油C.天然气D.核燃料2、我国电力用煤中站比重最大的煤种是A.烟煤B.无烟煤C.褐煤D.原煤3、空气干燥基灰分的表示符号A.AdB.VdafC.VdafD.Aad4、干燥无灰基挥发分的表示符号为A.VadB.VdafC.VdD.Var5、收到基灰分的表示符号为A.VadB.VdafC.AdD.Aar,,6、干燥基挥发分的表示符号为A.VadB.VdafC.VdD.Var7、外在水分的表示符号为A.MtB.MwzC.MfD.Mad8、干燥无灰基固定碳的表示符号A.CadB.CdafC.FCdafD.FCad9、不属于现行国标中动力燃料常用基准的是A.收到基B.干燥基C.空气干燥基D.无硫基10、空气干燥基换算成干燥基的换算比例系数为A.100/100-MadB.100-Mad/100C.100-Mt/100-MadD.100-Mad/100-Mt,,11、煤的工业分析指标中对煤的着火特性影响最大的是（）A.水分B.灰份C.挥发份D.固定碳12、最易氧化变质的煤种是（）A.贫煤B.褐煤C.无烟煤D.贫瘦煤13、煤种硫化铁硫和硫酸盐硫是（）硫A.可燃B.无机C.不可燃D.有机15、某煤种的干燥无灰基挥发分为19，属于（）A.无烟煤B.贫煤C.烟煤D.褐煤,,16、一般锅炉技术中用（）作为灰的熔点A.变形温度B.软化温度C.熔化温度D.1100度17、煤的元素分析成分中发热量最高的元素为（）A.CB.HC.SD.N18、煤中的三种可燃元素为（）A.C.H.O.B.C.H.NC.C.H.SD.C.O.S19、某煤种的干燥无灰基挥发分为28，属于（）A.无烟煤B.贫煤C.烟煤D.褐煤20、标准煤的发热量为（）A.20943KJB.25120.8KJC.29310KJD.12560.4kJ,本章结束,第二章锅炉燃料,