注汽锅炉燃烧

《注汽锅炉燃烧》由会员分享，可在线阅读，更多相关《注汽锅炉燃烧（116页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、注汽锅炉燃烧注汽锅炉燃烧讲课提纲1 锅炉燃烧基本常识与基本理论2 注汽锅炉燃烧运行现状分析3 提高注汽锅炉燃烧效率的方法探讨4 注汽锅炉最佳燃烧控制技术5 锅炉热效率测定计算的简易方法6 锅炉燃烧天然气理论基础7 锅炉燃烧天然气操作1 锅炉燃烧基本常识与基本理论 燃烧基本常识 燃烧本质的揭示燃烧本质的揭示 燃烧科学体系的建立燃烧科学体系的建立 锅炉燃烧基本常识与基本理论4（1）燃烧基本常识Combustion 1/95（1）燃烧基本常识 火是神的贡献，是普鲁米修斯为了拯救人类的灭亡，从天上偷来的。 在我国，燧人氏钻木取火。 十七世纪末叶斯嗒尔(G.E.Stahl)提出燃素论做为燃烧理论。（2）

2、燃烧本质的揭示燃烧本质的揭示一切物质之所以能够燃烧，都是由于其中含有着被称为燃素的物质。燃素逸至空气中时就引起了燃烧现象，逸出的程度愈强，就愈容易产生高热、强光和火焰。物质易燃和不易燃的区别，就在于其中含有燃素量的多寡不同。7（2）燃烧本质的揭示燃烧本质的揭示 可燃物质由二部分组成：燃素与灰。 当燃烧时，燃素释放到大气中，灰留下来。 燃素化的 空气不能再支持燃烧。8 1772年11月1日法国科学家拉瓦锡发表了关于燃烧的第一篇论文，其要点是由燃烧而引起的重量增加。 这种“重量的增加”是由于可燃物同空气中的一部分物质化合的结果。燃烧是一种化合现象 拉瓦锡尚未完全弄清楚这空气的一部分是什么物质。（2

3、 2）燃烧本质的揭示）燃烧本质的揭示9 1774年，普利斯特列发现了氧。 拉瓦锡很快在实验中证明，这种物质在空气中的比例为1/5，并命名这一物质为“氧”(原义为酸 之源)。 拉瓦锡正确的燃烧学说得到确立，并因此而引起了化学界的一大革新。 这仅仅是揭开了燃烧的本质。（2 2）燃烧本质的揭示）燃烧本质的揭示10 19世纪，由于热力学和热化学的发展，燃烧 过程开始被作为热力学平衡体系来研究，阐明 了燃烧过程中一些最重要的平衡热力学特性， 如燃烧反应的热效应， 燃烧产物平衡组成， 绝热燃烧温度、着火温度等 20世纪的30年代，美国化学家刘易斯 (B.Lewis)和俄国化学家谢苗诺夫等人将化学 动力学的

4、机理引入燃烧的研究，并确认燃烧的 化学反应动力学是影响燃烧速率的重要因素， 且发现燃烧反应具有链锁反应的特点:燃烧理 论的基础（3 3）燃烧科学体系的建立）燃烧科学体系的建立 在30年代和50年代之间，人们开始认识到影响和控制燃烧过程的因素不仅仅是化学反应动力学因素，还有气体流动，传热，传质等物理因素，燃烧则是这些因素的综合作用的结果，从而建立了着火，火焰传播，湍流燃烧的规律。 上世纪五十年代到六十年代，美国力学家冯卡门(Vol. Karman)和我国力学家钱学森首先倡议用连续介质力学来研究燃烧基本过程，并逐渐建立了所谓的“反应流体力学”。 （3 3）燃烧科学体系的建立）燃烧科学体系的建立12

5、 斯波尔丁(D.B. Spalding)在六十年代后期首先得到了 层流边界层燃烧过程控制微分方程的数值解，并成功地 接受了实验的检验。 遇到了湍流问题的困难，斯波尔丁和哈洛:继承普朗特 ，雷诺和周培源的工作， 将“湍流模型方法”引入了 燃烧学的研究，提出了湍流燃烧模型。 80年代，英、美、俄、日、德、中、法:“计算燃烧学 ” 燃烧过程测试手段：先进的激光技术，现代质谱、色谱 等光学，化学分析仪器，改进了燃烧实验的方法，提高 了测试精度，研究燃烧过程的各种机理。（3 3）燃烧科学体系的建立）燃烧科学体系的建立（4）锅炉燃烧基本常识与基本理论 什么是燃烧?燃烧是一种同时伴有放热和发光效应的激烈的化

6、学反应。放热、发光、生成新物质是燃烧现象的三个特征。燃烧是一种氧化反应，其中氧气是最常见的氧化剂，但氧化剂并不限于氧气，氧化并不限于同氧的化合。 是一个释热的化学过程； 燃烧的一个副产物是碳烟。（4）锅炉燃烧基本常识与基本理论发生燃烧必须具备三个基本条件： （1）要有可燃物;如木材、天然气、石油等； （2）要有助燃物质，如氧气、氯酸钾等氧化剂； （3）要有一定温度，即能引起可燃物质燃烧的热能（点火源）。可燃物、氧化剂和点火源，称为燃烧三要素，当这三个要素同时具备并相互作用时就会产生燃烧。 （4）锅炉燃烧基本常识与基本理论什么是完全燃烧与不完全燃烧？燃烧，是指燃料中的可燃物与空气中的氧发生强 烈

7、放热的化学反应过程。实质上燃烧是可燃物与氧 的氧化反应，只是这种氧化反应应强烈到光放热的 程度。燃烧后的燃烧产物中不再含有可燃物质，即灰 渣中没有剩余的固体可燃物，烟气中没有可燃气体 存在时，称完全燃烧。燃烧后的燃烧产物中还有剩余的可燃物存在时 ，称为不完全燃烧。 16燃烧的例子锅炉 烧煤 森林火灾 内燃机 烧柴 煤矿爆炸 燃气轮机 烧气 自然火锅炉燃料锅炉燃料 1.1.液体燃料液体燃料液体燃料作为锅炉燃料的石油通常是指重油或渣油。液体燃料作为锅炉燃料的石油通常是指重油或渣油。 在燃油中碳和氢的含量很高，水分较低，灰分极少，发在燃油中碳和氢的含量很高，水分较低，灰分极少，发热量大约是煤的两倍。

8、热量大约是煤的两倍。燃油的燃烧性能指标包括燃油的粘度、闪点、燃点燃油的燃烧性能指标包括燃油的粘度、闪点、燃点、凝固点、发热量等。、凝固点、发热量等。（4）锅炉燃烧基本常识与基本理论（4）锅炉燃烧基本常识与基本理论 粘度粘度 它表示了流体流动性能的好坏，粘度越大，流它表示了流体流动性能的好坏，粘度越大，流体流动性越差。燃油的粘度直接影响着燃油的燃体流动性越差。燃油的粘度直接影响着燃油的燃烧和运输。燃油的粘度越大，他在管道内输送阻烧和运输。燃油的粘度越大，他在管道内输送阻力越大，其雾化就越困难。燃油的粘度与温度有力越大，其雾化就越困难。燃油的粘度与温度有关，随温度的增高而降低。粘度可以用动力粘度关

9、，随温度的增高而降低。粘度可以用动力粘度来描述，其符号为来描述，其符号为（）；也可用运动粘度来）；也可用运动粘度来描述，其符号为描述，其符号为。（4）锅炉燃烧基本常识与基本理论 闪点和燃点闪点和燃点 闪点闪点: :当燃油温度升高时，液面上析出的油蒸当燃油温度升高时，液面上析出的油蒸 汽增加，如用火焰接近油液表面，可能会出现短汽增加，如用火焰接近油液表面，可能会出现短 暂的闪火，燃油的这个可能出现闪火的最低温度暂的闪火，燃油的这个可能出现闪火的最低温度 就称为闪点。就称为闪点。 “燃点”也称着火点。如果继续加热燃油，如果继续加热燃油， 使其进一步升温，以使燃油闪火后能持续燃烧，使其进一步升温，以

10、使燃油闪火后能持续燃烧， 这个能持续燃烧的最低温度就是燃油的燃点或着这个能持续燃烧的最低温度就是燃油的燃点或着 火点。我国重油的闪点大约为火点。我国重油的闪点大约为8080300300凝固点凝固点燃油丧失其流动性的最高温度称为燃油的凝固点。燃油丧失其流动性的最高温度称为燃油的凝固点。 燃油凝固点的高低与燃油所含石蜡成份的多少有关。石燃油凝固点的高低与燃油所含石蜡成份的多少有关。石 蜡含量多，凝固点就高。蜡含量多，凝固点就高。发热量发热量单位质量的燃料完全燃烧时放出的热量，称为燃料单位质量的燃料完全燃烧时放出的热量，称为燃料 的发热量或燃料的热值，用的发热量或燃料的热值，用Q Q表示，其单位是表

11、示，其单位是J/kgJ/kg。燃。燃 料有不同的分析基准，因而也有不同基质的发热量。通料有不同的分析基准，因而也有不同基质的发热量。通 常采用的是应用基质发热量，用常采用的是应用基质发热量，用Q Qy y表示。燃料的各种基表示。燃料的各种基 质的发热量之间可以通过公式来进行换算质的发热量之间可以通过公式来进行换算。（4）锅炉燃烧基本常识与基本理论（4）锅炉燃烧基本常识与基本理论高位发热量和低位发热量高位发热量和低位发热量当当1kg1kg燃料完全燃烧所生成的水蒸气都凝结成燃料完全燃烧所生成的水蒸气都凝结成 水时，燃料放出的全部热量，成为燃料的高位发水时，燃料放出的全部热量，成为燃料的高位发 热量

12、。当热量。当1kg1kg燃料完全燃烧，生成的水蒸气未凝结燃料完全燃烧，生成的水蒸气未凝结 成水时燃料放出的热量，成为燃料的低位发热量成水时燃料放出的热量，成为燃料的低位发热量 。故高、低位发热量之间的差别，在于是否包括。故高、低位发热量之间的差别，在于是否包括 燃料燃烧时所生成的水蒸气所含的那部分汽化潜燃料燃烧时所生成的水蒸气所含的那部分汽化潜 热。在锅炉运行中，由于引起温度高于热。在锅炉运行中，由于引起温度高于100100一般一般 都不会凝结，因此水蒸气中所包含的汽化潜热并都不会凝结，因此水蒸气中所包含的汽化潜热并 不能释放出来，故实际能被锅炉利用的只是燃料不能释放出来，故实际能被锅炉利用的

13、只是燃料 的低位发热量。在我国的锅炉燃烧技术中，通常的低位发热量。在我国的锅炉燃烧技术中，通常 采用低位发热量。采用低位发热量。气体燃料锅炉用的气体燃料是天然气。天然气是碳氢化合物、硫化氢和某些惰性气体的混合物。天然气又分为气田天然气和油田天然气两类。气田天然气，其主要成分是甲烷（CH4）,还有乙烷（C2H6)等其他碳氢化合物。密度约为0.50.7kg/m3。油田天然气是一种很好的锅炉燃料。发热量较高，（80009000kcal/m3）。（4）锅炉燃烧基本常识与基本理论燃料燃烧需要的空气量1 理论空气的需要量燃料燃烧所需要的氧，一般都取自空气。单位数量的燃料（固体及液体燃料用1kg，气体燃料用

14、1m）完全燃烧时所需要的空气量，成为理论空气需要量，简称理论空气量。在此情况下，空气中的氧全部与燃料中的可燃成分化合，烟气中没有自由氧存在。24理论空气量与过剩空气系数按化学反应的需氧量而供给的空气量。 液体燃料完全燃烧时所需的理论空气量C+O2CO 燃烧1kg碳需用氧=2.67 kgH2+O2H2O 燃烧1kg氢需用氧=8 kgS+O2SO2 燃烧1kg硫需用氧=1 kg 燃烧1kg燃料由空气供给的理论用氧量为：燃烧1kg液体燃料需要的理论空气量为：气体燃料所需的理论空气用量：理 论 空 气 量25 3.66.0 褐煤 一般煤的理论空气量 7.58.5 无烟煤 910 烟煤 液体燃料（燃料油）的 煤炉：4.55.5 煤气 液化气：2.97 高炉： 0.7 干: 8.849.01 天然气 湿：11.412.126燃料燃烧的理论空气量 空气过剩系数实际空气量与理论空气量之比。以表示，通常127燃料燃烧的理论空气量 空燃比单位质量燃料燃烧所需要的空气质量如：汽油（C8H18）的完全燃烧：汽油的质量：128+1.00818 = 114.14 空气的质量：3212.5+283.7812.5 = 17