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1、锅炉及锅炉房设备锅炉及锅炉房设备. .ppt, 05/2003 Page ppt, 05/2003 Page 1 12.1 燃料的化学成分及其性燃料的化学成分及其性质 2.2 燃料的燃燃料的燃烧计算算返返 回回第二章第二章 燃料及燃烧计算燃料及燃烧计算 2.3 锅炉运行炉运行时烟气分析及其烟气分析及其应用用锅炉及锅炉房设备锅炉及锅炉房设备. .ppt, 05/2003 Page ppt, 05/2003 Page 2 22.1 燃料的化学成分及其性质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一、燃料的化学成分及其性质燃料（燃料（s、l、g） 可燃成分可燃成分 ： 高分子化合物，成分
2、高分子化合物，成分C、H、S 、O、N 杂质杂质成分成分 ： 多种矿物质灰分多种矿物质灰分, ,水分水分 1碳碳(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，燃烧室易析出碳黑而冒黑烟。3硫硫( (S)S)：是燃料中的有害成分，约占可燃成分的 08%，10900kJ/kg，燃烧后的产物是 锅炉及锅炉房设备锅炉及锅炉房设备. .ppt, 05/2003 Page ppt, 05/2003 Page 3
3、32.1 燃料的化学成分及其性质燃料的化学成分及其性质SO2、SO3，与水蒸汽相遇会生成亚硫酸和硫酸。1）SO2、SO3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不可燃部分。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%。高温高压燃烧生成NOx，有害。第二章锅炉及锅炉房设备锅炉及锅炉房设备. .ppt, 05/2003 Page ppt, 05/2003 Page 4 42.1 燃料的化学成分及其性质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
4、，对燃烧不利；2）在烟气露点时，水蒸气与SO2、SO3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）第二章锅炉及锅炉房设备锅炉及锅炉房设备. .ppt, 05/2003 Page ppt, 05/2003 Page 5 52.1 燃料的化学成分及其性质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二、燃料成分分析数据的基准及换算1燃料成分表示方法燃料成分表示方法1）应应用用基基以进入锅炉房准备燃烧的煤为分析基准，以次为1
5、00% 燃燃料料的的应应用用基基成成分分是是锅锅炉炉燃燃用用燃燃料料的的实实际际应应用用成成分分，用用于于锅锅炉炉的的燃烧、传热、通风和热工试验的计算。燃烧、传热、通风和热工试验的计算。2）分分析析基基在实验室条件下（室温20，相对湿度60%）， 风干后的煤样作为分析基准3）干燥基）干燥基除去全部水分后的煤作为分析基准4）可可燃燃基基将变化较大，对燃烧不利的杂质灰分和水分除去后的煤作为分析基准 aaa第二章锅炉及锅炉房设备锅炉及锅炉房设备. .ppt, 05/2003 Page ppt, 05/2003 Page 6 62.1 燃料的化学成分及其性质燃料的化学成分及其性质4）可可燃燃基基将变化
6、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Vr。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2-12燃料成分各种表示方法之燃料成分各种表示方法之间的的换算算1）换算方法2）换算系数k：见平衡4表2-13全水分全水分计算方法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%第二章锅炉及锅炉房设备锅炉及锅炉房设备. .ppt, 05/2003 Page ppt, 05/2003 Page 7 72.2 2.2 燃料的
7、燃烧计算燃料的燃烧计算基本假设：基本假设：1.空气、烟气均为理想气体，每kmol体积等于22.4Nm3；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。 一一 、理论空气量及过量空气系数、理论空气量及过量空气系数 1. 理论空气量理论空气量 的计算的计算第二章锅炉及锅炉房设备锅炉及锅炉房设备. .ppt, 05/2003 Page ppt, 05/2003 Page 8 82.2 2.2 燃料的燃烧计算燃料的燃烧计算 理论空气量的经验计算公式：pp262过量空气系数、实际空气量和漏风系数过量空气系数、实际空气量和漏风系数1） 过 量量 空空 气气 系系
8、数数 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）实际空气量空气量：Nm3/kg3）漏）漏风系数系数锅炉运行时，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锅炉及锅炉房设备锅炉及锅炉房设备. .ppt, 05/2003 Page ppt, 05/2003 Page 9 92.2 2.2 燃料的燃烧计算燃料的燃烧计算 渐增大，其值为：各受热面漏风量：Nm3/kg二、燃烧生成烟气量二、燃烧生成烟气量完全燃烧时烟气成
9、分是：CO2、SO2、H2O、O2、N21理理论烟气量的烟气量的计算算(=1)不含有不含有O2Nm3/kgNm3/kg（四个来源四个来源）Nm3/kg第二章锅炉及锅炉房设备锅炉及锅炉房设备. .ppt, 05/2003 Page ppt, 05/2003 Page 10102.2 2.2 燃料的燃烧计算燃料的燃烧计算 理论烟气量的经验计算公式：pp.27282实际烟气量的烟气量的计算算(1)含有含有过量量O21）过量空气中氧容积： Nm3/kg2）过量空气中氮容积：Nm3/kg3）过量空气中水蒸汽容积：Nm3/kg4）实际烟气量理论烟气量与过量空气之和Nm3/kg三、空气和烟气的焓三、空气和烟
10、气的焓第二章锅炉及锅炉房设备锅炉及锅炉房设备. .ppt, 05/2003 Page ppt, 05/2003 Page 11112.2 2.2 燃料的燃烧计算燃料的燃烧计算1理理论空气的空气的焓每kg固体(液体，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/kgkJ/kg（查表210）2理理论烟气的烟气的焓每kg固体(液体，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/kgkJ/kg式中等由表2-10查取（pp.29）3实际烟气烟气焓1）烟气中过量空气的焓：kJ/kg2）实际烟气的焓：kJ/kg 第二章锅炉及锅炉房设备锅炉及锅炉
11、房设备. .ppt, 05/2003 Page ppt, 05/2003 Page 12122.2 2.2 燃料的燃烧计算燃料的燃烧计算afh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afh0.20.3，煤粉炉afh0.850.9。只有当燃料中灰分很大时，才需加以考虑，即：第二章锅炉及锅炉房设备锅炉及锅炉房设备. .ppt, 05/2003 Page ppt, 05/2003 Page 13132.3 2.3 锅炉运行时烟气分析及其应锅炉运行时烟气分析及其应用用 一、烟气分析的目的一、烟气分析的目的 在锅炉运行时，通过烟气取样分析，计算出实际烟气量实际烟气量, , CO从而了解和掌
12、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：qmin=q2+q3+q4二、理论上烟气分析成分二、理论上烟气分析成分1 每kg燃料完全燃烧时产生的烟气成分：RO2、N2、H2O；第二章锅炉及锅炉房设备锅炉及锅炉房设备. .ppt, 05/2003 Page ppt, 05/2003 Page 14142.3 2.3 锅炉运行时烟气分析及其应锅炉运行时烟气分析及其应用用 2 燃料完全燃烧时产生的烟气成分：RO2、N2、H2O、O2；3 燃料不完全燃烧时产生的烟气成分：RO2、N2、H2O、O2、CO；三、烟气分析
13、仪器及测定三、烟气分析仪器及测定1烟气分析仪烟气分析仪1）奥氏分析）奥氏分析仪KOH或NaOH溶液吸收RO2，(%)焦性没食子酸的苛性钾溶液吸收O2及RO2，（%）氯化亚铜氨溶液吸收CO及O2，（%）第二章锅炉及锅炉房设备锅炉及锅炉房设备. .ppt, 05/2003 Page ppt, 05/2003 Page 15152.3 2.3 锅炉运行时烟气分析及其应锅炉运行时烟气分析及其应用用 2）色）色谱层析析仪3）红外外线烟气分析烟气分析仪2测定：（由定：（由锅炉炉实验完成）完成）四、烟气成分测定的计算四、烟气成分测定的计算1.；2.3.；4.五、烟气分析结果的应用五、烟气分析结果的应用1烟气
14、量的计算烟气量的计算第二章锅炉及锅炉房设备锅炉及锅炉房设备. .ppt, 05/2003 Page ppt, 05/2003 Page 16162.3 2.3 锅炉运行时烟气分析及其应锅炉运行时烟气分析及其应用用 Nm3/kg2烟气中烟气中CO含量的含量的计算算1）燃料特性系数）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）不完全燃烧方程式方程式3）CO含量的含量的计算算%第二章锅炉及锅炉房设备锅炉及锅炉房设备. .ppt, 05/2003 Page ppt, 05/2003 Page 17172.3 2.3 锅炉运行时
15、烟气分析及其应锅炉运行时烟气分析及其应用用 4）不完全燃）不完全燃烧RO2的的计算算%5）完全燃）完全燃烧方程式方程式6）在理）在理论空气下完全燃空气下完全燃烧时， ， ，则%3过量空气系数的量空气系数的计算算1）不完全燃烧时的计算第二章锅炉及锅炉房设备锅炉及锅炉房设备. .ppt, 05/2003 Page ppt, 05/2003 Page 18182.3 2.3 锅炉运行时烟气分析及其应锅炉运行时烟气分析及其应用用 2）完全燃）完全燃烧时的的计算算3）完全燃）完全燃烧时的近似的近似计算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N2=79%，则：在锅炉实际运行中，常采用O2和RO2表监控第二章锅炉及锅炉房设备锅炉及锅炉房设备. .ppt, 05/2003 Page ppt, 05/2003 Page 19192.3 2.3 锅炉运行时烟气分析及其应锅炉运行时烟气分析及其应用用 第二章
