2-燃料及燃烧计算解析课件

§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50~95%，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2~8%，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0～8%，10900kJ/kg，燃烧后的产物是§2.1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0.5~2%。高温高压条件下燃烧生成NOx，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5~60%。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§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间的换算1）换算方法

2）换算系数k：见平衡4表2-13．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22.4Nm3；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、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：pp262．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：

Nm3/kg3）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：

Nm3/kg二、燃烧生成烟气量完全燃烧时烟气成分是：CO2、SO2、H2O、O2、N21．理论烟气量的计算(α=1)——不含有O2

Nm3/kgNm3/kg（四个来源）

Nm3/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.27~28

2．实际烟气量的计算(α>1)——含有过量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

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/kgkJ/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/kg2）实际烟气的焓：

kJ/kg

第二章§2.2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afh＝0.2~0.3，煤粉炉afh＝0.85~0.9。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：

qmin=q2+q3+q4二、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：RO2、N*2、H2O*；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：RO2、N2、H2O、O23．:燃料不完全燃烧时产生的烟气成分：RO2、N2、H2O、O2、CO；三、烟气分析仪器及测定1．烟气分析仪

1）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§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Nm3/kg2．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RO2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