动力设备4燃料及燃烧(1).doc

导言： 前几节课，我们学习了发电厂的概况，了解了发电厂的生产过程、锅炉设备的组成；做了灰熔融点实验。那么，能量是收支平衡的，发电厂输出电能，必然就需要有燃料的消耗。为了更好的了解锅炉设备的组成、工作原理，本节课程我们开始学习燃料及其燃烧。第二章 锅炉的燃烧系统及其设备2.1 燃料及燃烧（1）一燃料分类1自然界状态固体燃料：煤、木材、油页岩等液体：原油、重油、渣油等气体：煤气、天然气等2获得燃料的方法 天然燃料（未经工艺加工）：原煤、原油、天然气等 人工燃料（经过工艺加工）：木炭、焦炭、石油制品等3用途 工艺燃料：将适用于炼焦、锻造和化工的焦结性好、含杂质少的燃料称工艺燃料 动力燃料：对不适用于做工艺燃料的锅炉燃用燃料称为动力燃料*我国燃料政策规定：石油、天然气和某些优质煤应优先作为冶金及化学工业的原料；电厂用煤以煤为主，并尽量利用水分和灰分含量高、发热量低的劣质煤。（上世纪，将优质煤出口，自己使用劣质煤，导致发电厂相关设备寿命减少，经济效益低）（一）煤的成分及性质1元素分析 全面测定煤中所含全部化学成分的分析叫元素分析。 各化学元素成分用质量百分数表示，即：C+H+O+N+S+A+M=100%*旧的分析基准，水分W；新分析基准，水分M1） 碳（C）主要可燃元素，收到基含量20%-70%C+OCO2+32866kJ/kgC+OCO+9270kJ/kg*碳分两部分：挥发份中碳、固定碳。地质年代越久，固定碳含量越高。固定碳着火热高，所以含固定碳量越高（书中说法含碳量越高不准确），着火及燃烧越困难。发热量，各教材不尽相同，相差无几，无须深究。2）氢（H）发热量最高的元素。收到基含量2%6%2H2+O22H2O（液体）+143110kJ/kg2H2+O22H2O（汽体）+120520kJ/kg*碳氢化合物形式存在，煤的地下年代越久，其含氢量越低。3）氧（O）不可燃元素。年代深1%-2%，年代浅可达40%4）氮（N）不可燃元素。0.5%2.5%* NOx的生成，温度型（1500）、燃料型。降NOx的方法：SCR、SNCR、复合分级燃烧。5）硫（S）可燃元素，但属于有害成分。一般0.5%2% 有的高达3%5%甚至更高。煤中硫的组成：有机硫、黄铁矿硫、硫酸盐硫。S+ O2SO2+9050kJ/kg当超过1.5%时，规定必须采取措施进行脱硫。 *思考煤中硫的危害？低温受热面硫酸蒸汽凝结腐蚀；过热器、再热器高温腐蚀；酸雨；另外，黄铁矿质地坚硬，造成磨煤部件磨损；高温下造成炉内结渣（FeO造成灰熔融点降低）。6）灰分（A）主要成分粘土SiO2 ，煤在完全燃烧后形成的固态残余物即为灰分。一般1050%，常见20%*思考煤中灰分的作用？缺点：高灰分增加磨煤机出力（灰分比重高，重量相同的煤粉研磨时间长）；影响可燃质的燃尽（包裹可燃质）；还会造成受热面的磨损、积灰（吹灰解决）、结渣（严格控制炉膛出口烟温）和腐蚀（控制炉内气氛、喷涂）；粉尘污染。优点：链条炉保护炉排7）水分（M）不可燃成分，害处多。少的2%，多的50%-60%外部水分：可通过风吹日晒自然干燥掉。内部水分：必须将煤加热到一定的温度后才能除掉。*思考水分的影响？缺点：煤粉输送管道容易堵塞（原煤斗落煤管易堵塞）；磨煤机干燥出力增加；增加着火热，降低炉温（水分的汽化、过热还会带走一部分可燃质燃烧放出的热量）；低温受热面的积灰和腐蚀等。优点：增加炉内辐射换热（气体辐射各有各的波段，水蒸气增加烟气黑度）；对燃烧起催化作用；对链条炉，降低煤层比重，利通风，利燃烧（想象家里的炉子，煤掺水）。*元素分析方法：色谱分析仪、质谱仪、红外分析仪等2工业分析 在一定实验室条件下的煤样，通过分析得出水分、挥发分、固定碳、和灰分这四种成分的质量百分数称为工业分析。 工业分析成分组成百分数：FC+V+A+M=100%1） 水分（M）全水分测定方法：将原煤试样置于105-110的烘箱内约2h，使之干燥至恒重，其所失去的水分为全水分。2） 挥发分（V）挥发分测定方法：把失去水分的煤样置于隔绝空气的环境中，加热至920持续7min，煤中有机物质分解而析出的气体称为挥发分。成分：碳氢化合物、氢气、一氧化碳、甲烷、硫化氢等可燃气体及少量的氧气、二氧化碳、氮气等不可燃气体。*思考挥发分的作用？煤中挥发分高，煤着火热低，易于着火；挥发分多，析出后形成空隙多，易于燃尽（氧化剂及时补充、比表面积大）。3） 固定碳（FC）及灰分（A） 固定碳及灰分测定方法：将焦炭，在81510的温度下灼烧2h，失去的重量为固定碳，剩余的部分为灰分。*思考元素分析与工业分析的区别？元素分析，实验设备贵重，实验过程复杂，多用于实验室。而工业分析方法简单、适用，在厂矿企业应用广泛。小结：本节课讲述了燃料的分类、煤的元素分析成分、煤