《锅炉原理》教案

锅炉原理教案 电站锅炉原理（容銮恩等主编）教案第1页共94页锅炉原理教案备注第一章绪论11锅炉机组的工作过程锅炉是广泛应用于现代工业中重要的热力设备。 锅（汽水管道）水冷壁、省煤器、过热器、再热器、汽包本体联箱、锅炉管束? 一、锅炉机组炉（燃烧设备）炉膛、炉排、燃烧器、炉墙、冷、热风道?辅机送风机、引风机、破碎机、磨煤机、上煤除灰设备、除尘器? 二、锅炉机组的工作过程:以煤粉炉为例画图说明（烟风系统、汽水系统）12锅炉的容量和参数蒸汽锅炉单位时间的产汽量t/h或kg/s 一、锅炉容量热水锅炉单位时间的产热量百万大卡/时或MW近似换算（低压下）1t/h60万kcal/h0.7MW 二、蒸汽参数1.蒸汽温度（饱和或过热蒸汽出口）饱和、 250、 350、 400、 450、 540、5552.蒸汽压力（表压） 5、 8、 13、 25、 39、 54、 100、 140、重点 1、锅炉机组基本概念。 2、我国锅炉工业发展现状与未来。 方法图示说明 3、教学手段火电厂生产过程、锅炉原理教学光盘。 电站锅炉原理（容銮恩等主编）教案第2页共94页 170、225大气压（工程单位）1. 27、2. 45、3. 82、5. 2、99. 9、13. 8、电站锅炉原理（容銮恩等主编）教案第3页共94页锅炉原理教案备注16. 8、17.5MPa（国际单位）3.我国电站锅炉蒸汽参数系列P4表1113锅炉分类1.按用途分类电站锅炉、工业锅炉、热水锅炉2.按压力分类低压、次中压、中压、次高压、高压、超高压、压临界、临界3.按容量分类大、中、小4.按燃料品种分类燃煤锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉5.按燃烧方式分类火床炉（层燃炉）火室炉（室燃炉）旋风炉鼓泡床锅炉（BFBB）流化床锅炉循环床锅炉（CFBB）增压流化床（PFBC）【注】重要分类方式，画图讲授6.按水循环方式分类自然循环锅炉、强制循环锅炉、直流锅炉、复合循环锅炉7.按排渣方式分类固态排渣锅炉、液态排渣锅炉8.按炉膛压力分类负压锅炉、正压（微正压锅炉、增压锅炉9.按其他方式分类如机车锅炉、船舶锅炉等（略）新技术介绍联合发电循环；1整体煤气化联合循环（Intergrated GasificationCombined Cycle即IGCC）2常压流化床燃烧联合循环（AFBC-CC）3增压流化床燃烧联合循环（PFBC-CC）电站锅炉原理（容銮恩等主编）教案第4页共94页锅炉原理教案备注14锅炉的安全和经济指标 一、经济性指标1.锅炉热效率式132.锅炉净效率式143.锅炉燃烧效率gl=100-q3-q4% 二、安全性指标1.锅炉连续运行小时数开机后，无事故一次性运行小时数2.锅炉的可用率式153.锅炉事故率式1615电站锅炉型号的表示方法（补充）实例HG67013.8540/540HG67013.8/540HG-670/540锅炉厂简介A（高压）、B（中压）、C（次中压）、D（低压）、E（热水）电站锅炉型号命名全权HG、SG、BG、WG、DG、升级CG-A级哈锅杭锅武锅无锅梧锅、B级鞍山、济南、无锡、四川等十几家C级江西、杭州、梧州、长锅等几十家D级哈二锅、哈工锅、哈龙江、长文教、长工业、长三锅、吉锅、沈阳、四平、辽原、通辽、延吉等204家。 生产工业锅炉，目前全国240万台。 E级分布于全国各市、县、乡镇大约2000多家。 电站锅炉原理（容銮恩等主编）教案第5页共94页锅炉原理教案备注第二章锅炉受热面辐射受热面水冷壁、辐射过热器、锅炉受热面半辐射受热面半辐射式过热器（屏式过热器）、对流受热面过、再热器、锅炉管束、省煤器、空气预热器、防渣管黑板左侧画锅炉结构图，TS图21水冷壁?从锅炉发展史口述水冷壁的由来 一、水冷壁的工作特点辐射换热 二、水冷壁的作用（P22）主蒸发受热面1.强化传热、节省钢材?？比较对象不明确！2.保护炉墙3.防止结渣？?说法不严密4.悬吊敷管炉墙5.主蒸发受热面 三、水冷壁的结构与布置（P2226）1.规格 45、 51、 57、 60、63. 5、76，壁厚352.材质无缝钢管10g、15g、20g3.布置方式单炉室（沿炉内墙四周垂直布置）；双炉室（中间设有双面曝光水冷壁）。 4.结构参数s/d e/d对热力特性的影响（第十四章介绍）电站锅炉原理（容銮恩等主编）教案第6页共94页锅炉原理教案备注光管水冷壁制造简单、加工方便、膨胀均匀。 5.类型膜式水冷壁气密性好、受热面积大、便于吊装、可采用轻型敷管炉墙。 （图22）内螺纹管水冷壁管内扰动强烈、防止膜态沸腾、（常用于强制流动锅炉）（图23）6.应用实例P25图26，P26图27。 22过热器与再热器 一、过热器与再热器的作用与特点 二、过热器与再热器的结构 三、热偏差 四、汽温调节23省煤器与空气预热器电站锅炉原理（容銮恩等主编）教案第7页共94页锅炉原理教案备注第三章锅炉燃料分类探明储量使用年限我国地位常固体燃料（煤炭）32000亿吨200第一规矿物质能液体燃料（石油）32亿吨50第十一能气体燃料（天然气）3800m332第十四源木质能可再生能源:木材、木炭、沼气、玉米芯、牛粪等新能源核能、地热能、太阳能、潮汐能、风能等注】:煤炭探明保有储量32000亿吨,保有储量7691亿吨,可开采储量40005000亿吨。 3-1煤的常规特性 一、煤的元素分析成分1.碳C:主要可燃成分,完全燃烧放热量32700kj/kg,在煤中含量变化较大3090,地质年龄越长,含碳越多,放热量越高,但不易着火与燃烬。 2.氢H:可燃成分,放热量120000kj/kg,是碳的3倍,含量低16,有利元素,。 3.氧O:可助燃,但含量低,杯水车薪,视为杂质。 4.氮N:不可燃,含量低,燃烧反应可生成NO X,有害成分。 5.硫S:可燃,放热量低904kj/kg,可生成SO x,有害成分。 可燃硫S r有机硫（与C、H、O组成的有机化合物）硫黄铁矿硫（FeS2）硫酸盐硫S ly（CaSO 4、MgSO 4、FeSO4等）属于灰分1993年我国成为石油的净进口国；1999年超过进口依存境界线20%；2000年进口石油7000万吨，占30%；电站锅炉原理（容銮恩等主编）教案第8页共94页锅炉原理教案备注电站锅炉原理（容銮恩等主编）教案第9页共94页6.水分M外部水分（收到基水分、应用基水分、表面水分、风干水分）内部水分（空气干燥基水分、分析基水分、固有水分、内在水分）7.灰分A:杂质,污染环境,磨损受热面,含量变化10%-50。 二、煤的分析基准1.收到基:C ar+H ar+O ar+N ar+S ar+A ar+M ar=1002.空气干燥基:C ad+H ad+O ad+N ad+S ad+A ad+M ad=1003.干燥基:C d+H d+O d+N d+S d+A d=1004.干燥无灰基:C daf+H daf+O daf+N daf+S daf=100 三、煤的工业分析成分及实验1.煤的工业分析成分:水分、挥发分、灰分、固定碳2.工业分析与元素分析的关系:见下表收到基C ar+H ar+O ar+N ar+S ar+A ar+M ar=100空气干燥基C ad+H ad+O ad+N ad+S ad+A ad+M ad=100干燥基C d+H d+O d+N d+S d+A d=100干燥无灰基C daf+H daf+O daf+N daf+S daf=100C M f M ad Sr NO HS lyA Chf Cgd水分挥发分固定碳灰分焦炭锅炉原理教案备注电站锅炉原理（容銮恩等主编）教案第10页共94页3.工业分析实验:见实验指导书。 四、各种基准的换算:例题:已知M ar、M ad,试将空气干燥基的各种成分换算成收到基。 证明:即推导换算系数K ad-ar同种燃料去出全部水分其干燥基成分不变可以分别用收到基和空气干燥基表示干燥基,也就是说用干燥基将收到基和空气干燥基联系起来。 CCC H O NS ACMdarar ar ararar ararar?100100100CCC HO NS ACMdadad ad adadadadadad?100100100?CMCMararadad100100故:CMMCararadad?100100令:100100?MMKaradad ar式中:k ad-ar空气干燥基换算为收到基的换算系数所以:C ar=k ad-ar C ad同理:H ar=k ad-ar Had;O ar=k ad-ar Oad;N ar=k ad-ar Nad;S ar=k ad-ar S ad;A ar=k ad-ar A ad。 ?不同基准的换算系数:表31(55页)?换算系数的适用条件:1)除水分、低位发热量之外的各种成分的换算。 2)适用高位发热量和挥发分的换算。 电站锅炉原理（容銮恩等主编）教案第11页共94页锅炉原理教案备注3)对于水分:M MMMar fadf?100100式中:Mf外部水分;M ad内部水分即空气干燥基水分。 作业1:推导换算系数K adf-ar作业2:某种煤收到基含碳量为41。 由于受外界条件的影响，其收到基水分由15减少到10，收到基灰分由25增加到35，试求其水分和灰分变化后的收到基含碳量（要求先推导换算公式，后计算）。 五、煤的发热量及其测定（实验）发热量:单位质量的燃料完全燃烧所放出的量,kj/kg。 1.弹筒发热量:用氧弹量热计所测得的燃料发热量,Q ad.b。 2.高位发热量:若燃料完全燃烧,产生的水未放出气化潜热(以液态的形式存在）,则所得到的发热量称为高位发热量,Q gr。 3.低位发热量:若燃料完全燃烧,产生的水释放出气化潜热(以汽态的形式存在）,则所得到的发热量称为低位发热量,Q 。 4.发热量的测定:实验指导书。 5.三者关系及换算:1)Q bQ grQ 2)Q ad.gr=Q ad.b-(95S ad.b+Q ad.b)(3-8)式中:Q ad.gr空气干燥基高位发热量;Q ad.b空气干燥基弹筒发热量;Sad.b弹筒清洗液测得的含硫量;硝酸生成热的比例系数;P573)Q QMMargr adgrarad.?1001004)Q Q rH Mar argrar ar.()?9100100r水的汽化潜热,2300kj/kg。 Q ar.gr-206H ar-23M ar(3-9)电站锅炉原理（容銮恩等主编）教案第12页共94页锅炉原理教案备注 六、几个重要概念1.标准煤:Q ar.=7000kcal/kg=29270kj/kg2.劣质煤:Q ar.=3000kcal/kg=12500kj/kg3.煤的折算成分折算水分:4182/. ararzsarQMM?=MMQar zsarar.?4182（3-11）折算灰分:AAQar zsarar.?4182（3-12）折算硫分:SSQar zsarar.?4182（3-13） 七、灰分特性1.灰分的特性温度及实验方法:将高20mm,底边长为7mm的等边三角形直角灰锥,放入电炉中加热,观察变化?。 试样变形温度DT软化温度ST流动温度FT2.影响灰的熔融性的主要因素:1.灰分成分的影响:碱性氧化物Fe2O 3、CaO、M gO、Na2O、K2O等。 酸性氧化物SiO 2、Al2O 3、TiO3等。 对灰熔点的影响碱性氧化物灰熔点酸性氧化物灰熔点2.周围介质的影响:a)氧化性介质中铁呈FeO3状态,灰熔点高。 b)还原性介质中铁呈金属Fe状态,灰熔点也高。 c)弱还原性介质中铁呈FeO状态,易与灰中的SiO2形成2FeOSiO2,灰熔点很低。 八、焦炭特性（焦炭的八种状态略见60页）1.粉状5.不膨胀熔融粘结电站锅炉原理（容銮恩等主编）教案第13页共94页2.粘着状6.微膨胀熔融粘结3.弱粘结7.膨胀熔融粘结4.不熔融粘结8.强膨胀熔融粘结3-2煤的常规特性对锅炉工作的影响1.挥发分的影响:地质年龄V adf易着火易燃烬硬度但Q ar.2.水分的影响:M arQ ar.着火燃烬”lQ4积灰腐蚀3.灰分的影响:A arQ ar.Q6Q4Q4积灰磨损结渣4.灰熔点的影响:灰熔点（DT、ST、FT）结渣5.硫分的影响:S art ld低温腐蚀污染环境煤粉仓自燃作业3:试说明V daf。 M ar、A ar、S ar及灰熔点对锅炉的工作有哪些影响.3-3煤的燃烧特性及其影响3-4煤的结渣和沾污特性指标 一、煤的结渣特性指标1.结渣率:在一定的空气流速下燃料燃烧并燃烬时,大于6mm的渣块占灰渣总质量的百分数。 由图39（64页）实验曲线可知:结渣率与气流速度有关,一般情况下,结渣率随气流速度提高而增加。 结论:结渣率越大的煤越容易发生结渣。 2.碱酸比B/A:灰中碱性成分与酸性成分含量之比,见式（314）。 结论:B/A易结渣3.硅铝比:即2SiO2/Al2O3的比值。 结论:硅铝比易结渣 二、灰的沾污指标:表示沾污性强弱的物理量。 电站锅炉原理（容銮恩等主编）教案第14页共94页R F=BANa2O式中Na2O干燥基质量百分比,。 结论:R F沾污严重电站锅炉原理（容銮恩等主编）教案第15页共94页锅炉原理教案备注3-5煤的分类 一、我国动力煤的分类依据:V adf 二、我国动力煤的分类V adf10%无烟煤V adf1020贫煤V adf2040烟煤V adf37褐煤3-6液体及气体燃料（不讲）电站锅炉原理（容銮恩等主编）教案第16页共94页锅炉原理教案备注第四章燃烧过程的物质平衡和锅炉热平衡41燃烧过程的物质平衡 一、燃烧计算的物理模型1.以1kg燃料为计算基础;2.所有气体均视为理想气体（22.4Nm3/kg）;3.假定完全燃烧;4.略去空气中的稀有成分,认为空气只由N2和O2组成,且N2和O2的容积比为79:21。 二、理论空气量:概念1kg燃料完全燃烧所需要的最低空气量Nm3/kg。 ?解释1不多不少、正正好好、可丁可卯、要多少给多少。 ?解释2多一点也不要、少一点也不行、多一点就多了、少一点就少了。 ?推导煤的成分:C arS arH arO arN arA arM ar理论耗氧量:V O20=1.866C ar100+0.7S ar100+5.55H ar100-0.7O ar100理论空气量:V0=V O20/0.21=0.0889(C ar+0.375S ar)+0.265H ar-0.0333Oar=0.0889K ar+0.265(H arO ar/8)【注】黑板右侧用化学反应方程式说明。 三、实际空气量1.过量空气系数:与实际空气量理论空气量的比值。 电站锅炉原理（容銮恩等主编）教案第17页共94页锅炉原理教案备注对于炉膛及各部烟道:V/VO（外界向烟道内漏风）对于空气预热器:=V/VO（空气侧向烟气侧漏风）2.实际空气量:V=V03.漏风系数:=【注】:黑板右侧画锅炉简图说明=l+42燃烧产物计算和测定 一、完全燃烧时燃烧产物的计算(1，或烟气中无剩余氧存在)1.理论烟气量:供应燃料理论空气量,燃料完全燃烧,所产生的烟气容积称为理论烟量。 ?理论烟气量推导燃料空气AaC arS arN arO arH arMaH2O N2O2灰V CO2V SO20V HO200V RO2V N200gyV理论烟气量:V y0=V CO2V SO2V N20V HO20V RO2+V N20+V HO20gy0+V HO20电站锅炉原理（容銮恩等主编）教案第18页共94页锅炉原理教案备注 (1)V RO2容积计算:V RO2=V CO2V SO21.866C ar1000.7S ar1001.866C Sarar?0375100.1.866k ar100（411） (2)理论氮气容积:由燃料中的氮和理论空气中的氮组成。 V N20=22428.N y100+0.79V0=0.8N y100+0.79V0（412） (3)理论水蒸气:四个氢燃烧、燃料中水、V0中的水、雾化蒸汽1)氢燃烧产生的水蒸气:44841008.?H ar10011.1H ar1002)燃料中的水形成的水蒸气:22418.M ar1001.24M ar1003)理论空气带入的水蒸气:?dV0=1.241.2930.01V0=0.0161V04)雾化重油带入的水蒸汽:1.24M whV0H2O=11.1H ar1001.24M ar100+0.0161V0+1.24M ar100Nm3/kg式（4-14）燃煤锅炉:V0H2O=11.1H ar1001.24M ar100+0.0161V0Nm3/kg式（4-14）2.实际烟气量的几种表达式V y=V0yV kV y=V0y0.79(1)V0+0.0161(1)V0+0.21(1)V0V y=V0y1.0161(1)V0V y=V RO2+V0N2V0H2OV N2+V H2O+V O2V y=V RO2+V N2+V H2O+V O2电站锅炉原理（容銮恩等主编）教案第19页共94页锅炉原理教案备注V y=V gyV HO2作业3已知V y=V gyV HO2,试推导V y=V0y1.0161(1)V0。 完全燃烧时各气体容积之关系(自学指导书P12) 二、不完全燃烧时燃烧产物的计算(1时)不完全燃烧:烟气中含有CO、H 2、H2S、C mH n等可燃气体。 判断是否完全燃烧的条件:烟气中是否含有CO。 1.干烟气容积的计算:VC SROCOgyar ar?186603752.式(432)推导（见P77）:燃烧时CO2和CO的容积相同。 2.三原子气体、水蒸气的容积份额于分压力1)容积份额rVVrVVROROgyH OHOgy2222?2)分压力p rpp rpRO ROHO HO2222?3.烟气的质量:烟气m y=1-A ar/100+(1+d/1000)V0燃料=1-A ar/100+(1+0.01)1.29V0炉膛=1-A ar/100+1.306V0空气灰渣电站锅炉原理（容銮恩等主编）教案第20页共94页锅炉原理教案备注 三、烟气分析及其应用(锅炉运行监督、测试)1.烟气分析的目的:测锅炉反平衡效率、测量过量空气系数、监督RO 2、O2的含量、检查锅炉漏风情况等。 2.干烟气成分:?374%100100100100100100222222222?N CO O ROVVVVVVVVVVV VVV VgyNgyCOgyOgyROgygyNCO O RO gy3.奥氏烟气分析仪的工作原理:1)装置:(图41)2)原理:利用不同的吸收剂吸收不同的气体成分。 氢氧化钾溶液(KOH)RO2焦性没食子酸溶液C6H3(OH)3O 2、RO2氯氯化亚铜氨溶液Cu(NH3)2ClCO、O23)分析步骤:依次吸收。 4)为什么分析成分是干烟气成分？在实验压力下水蒸气处于饱和状态,成比例的被吸。 四、不完全燃烧方程式及烟气中CO含量的计算1.不完全燃烧方程:式(438)忽略K q4的影响,可得不完全燃烧方程式:21=RO2+O2+0.605CO+(RO2+CO)式(442)2.烟气中CO含量的计算(适用条件:忽略K q4的影响,实用公式):补充公式:?605.021222ORO ROCO电站锅炉原理（容銮恩等主编）教案第21页共94页锅炉原理教案备注 五、燃料特性系数:数值见表41?235012603080375.HONC Sararararar燃料中的Nar、Sar很少,可忽略,则得简化公式:?2350126.H OCararar或?2358.HOCararar式(441)燃料特性系数的物理意义:燃料中的自由氢(H-0.126O)与C的比值,自由氢越多,值越大。 是燃料的固有属性,与各种计算基准、燃烧方式、燃烧条件无关。 六、RO2和RO2max的计算:由不完全燃烧方程式:21=RO2+O2+0.605CO+(RO2+CO)当完全燃烧时,CO=0,则得,完全燃烧方程式:21=O2+(1)RO2因此,ROO22211?式(444)若在1的情况下完全燃烧,则得RO2max,即:RO2211?式(445) 七、根据烟气分析结果计算过量空气系数1.不完全燃烧时由于烟气中H 2、CH4含量很少,对于计算结果无太大影响,可忽略之,则式（447）可改写为:补充公式,条件:烟气中只含CO2.完全燃烧时因为CO=0,则上式变为?222100792121O ROO?式(446)电站锅炉原理（容銮恩等主编）教案第22页共94页锅炉原理教案备注若完全燃烧,且忽略时,则得简化公式:?RORO O2222121max式(448,449)RO2max与燃料品种有关,见表41。 八漏风系数?VVV VVlf00即,?对于空气预热器:kykyky考虑大炉膛及制粉系统的漏风,则:kyllzf式中l、zf分别为炉膛及制粉系统的漏风系数。 注:锅炉设计时,各部烟道的及zf由表4 3、表44查取。 43焓温表引导:在锅炉技术中焓的实际意义热力学定义:I=U+PV或i=u+pv热力学第一定律微分方程式:dq=du+dw=du+d(pv)=du+pdv+vdp在锅炉中是定压过程,即:p=常数,则:dp=0dq=du+pdv定积分:?212121dv pdu dqq=(u2-u1)+p(v2-v1)得:q(u2+pv2)-(u1+pv1)qi2-i10时,焓i1=0,所以可理解为q=i电站锅炉原理（容銮恩等主编）教案第23页共94页锅炉原理教案备注因此:在锅炉中焓与热量在数值上相等,单位相同,即可以利用计算热量的方法来计算热焓,例如,气体的焓:I=VC vt Cv平均定压容积比热。 固体的焓:I=mC mt Cm平均定压质量比热。 一、空气的焓1.理论空气的焓:I0k=V0(ct)k,kj/kg式(4-53)2.实际空气的焓:Ik=I0k=V0(ct)k,kj/kg式(4-54)注:a.教材P54页改为b.为计算方便表44给出了1m3空气、烟气和kg灰的焓。 二、烟气的焓1.锅炉设计时烟气焓的计算:I y=I0y+(-1)I0k+I fhkj/kg式(4-55)式中,理论烟气的焓:?O HO HN NROROyc V c Vc VI222222000?式(4-56)飞灰的焓:?100arh fhfhAc aI?式(4-56)当64187.? ararfhQA a时,才计入I fh。 2.锅炉运行时烟气焓的计算（不讲）3.有烟气再循环时烟气焓的计算:解释烟气再循环:?画图?。 电站锅炉原理（容銮恩等主编）教案第24页共94页锅炉原理教案备注自学:86页。 I yz=I y+rI c式(4-62)式中,r=V z/Vc再循环率。 ?yzyzyzVcI?混合后的烟气温度,。 44锅炉热平衡 一、概述:锅炉热平衡的组成(画图,层燃炉热平衡示意图)1.锅炉热平衡方程式:Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6=Q r,kj/kg式(464)式中,Q r锅炉的输入热量,kj/kg Q1锅炉有效利用热,kj/kg Q2排烟热损失,kj/kg Q3气体不完全燃烧热损失(机械未完全燃烧热损失),kj/kg Q4固体不完全燃烧热损失(化学未完全燃烧热损失),kj/kg Q5散热损失,kj/kg Q6灰渣不完全燃烧热损失(燃煤锅炉),kj/kg式(464)两端同时除以Q r,乘以100,得:(Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6)/Q r100=Q r/Q r100令:QQqQQqr r1122100100?,.,则得:q1+q2+q3+q4+q5+q6=100式(465)2.正平衡效率:正Q1/Q r100式(484)电站锅炉原理（容銮恩等主编）教案第25页共94页锅炉原理教案备注3.反平衡效率:反100(q2+q3+q4+q5+q6)式(485)4.燃烧效率:r=100-(q3+q4)式(488) 二、锅炉输入热量Q rQ r=Q ar.+i r+Q wr+Q zq式(466)式中,Q ar.收到基低位发热量,kj/kg;i r燃料的物理显热,kj/kg;见式(467)、(468)Q wr外来热源加热空气时,kj/kg;见式(470)Q zq蒸汽雾化重油带入的热量kj/kg;见式(471)近似计算（燃煤锅炉）:QrQ ar. 三、锅炉有效利用热Q1?gs pwgs zyzy zr zrzrgs grgri i D i iD iiDii DBQ?11式中,B燃料消耗量,kg/s Dgr过热蒸汽的流量,kg/s;D zr再热蒸汽的流量,kg/s;D zy自用蒸汽的流量,kg/s;D pw连续排污量,kg/s;i”gr过热蒸汽出口焓,kj/kg igs给水的焓,kj/kg;izr再热蒸汽出口焓,kj/kg izr再热蒸汽人口焓,kj/kg;i zy自用蒸汽的焓,kj/kg空气预热器出口热风带入锅炉的热量,属于热量内循环,不计入Q1 四、各项热损失1.固体不完全燃烧热损失 (1)q4的计算(运行、测试)利用灰平衡法测试、计算q4电站锅炉原理（容銮恩等主编）教案第26页共94页锅炉原理教案备注1)火床炉:aa aalz lmyh fh?12)流化床锅炉:aa aayl lhyh fh?1rarfhfhfhyhyhyhlhlhlhylylylQAaaaa q327001001001001004?,3)煤粉炉:aa alzyh fh?1rarfhfhfhyhyhyhlzlzlzQAaaa q327001001001004?,式(4-77) (2)q4的选取(锅炉设计时):按标准选取。 (3)影响q4主要因素(补充内容)2.气体不完全燃烧热损失 (1)q3的计算(运行、测试)qC SQCOROCOqar arar3240375236100100100?.,式(4-79) (2)q3的选取(锅炉设计时):按标准选取。 (3)影响q3主要因素(补充内容)3.排烟热损失4.散热损失5.其他热损失（灰渣物理热损失）6.影响各项热损失的)7.最佳过量空气系数的确定(补充内容)电站锅炉原理（容銮恩等主编）教案第27页共94页锅炉原理教案备注 五、燃料消耗量与计算燃料消耗量注补充保热系数 六、国外热损失计算的其他方法(不讲) 七、锅炉热效率实验(见实验指导书)电站锅炉原理（容銮恩等主编）教案第28页共94页锅炉原理教案备注第五章煤粉制备51煤粉的特性 一、煤粉的一般特性 1、形状不规则，d0,R90一定时，n,则R200，即大于200的颗粒少。 R200一定时，n,则R90，即小于90的颗粒少。 R90,则b，煤粉粗；R90,则b，煤粉细；电站锅炉原理（容銮恩等主编）教案第29页共94页锅炉原理教案备注 四、煤粉经济细度 1、概念使锅炉不完全燃烧损失、磨煤电耗及金属磨损的总和最小的煤粉细度，称为经济细度。 经济细度由锅炉燃烧试验确定； 2、影响煤粉经济细度的因素挥发分高，煤粉可以粗些；均匀性指数大，煤粉可以粗些；炉膛燃烧强度大，煤粉可以粗些；52煤的可磨性与磨损性 一、煤的可磨性系数国际标准哈德格罗夫法（Hardgrove法），测定哈氏可磨性指数HGI将经过空气干燥、粒度为0.631.25mm的煤样50g，放入哈氏可磨性试验仪。 施加在钢球上的总作用力为284N，驱动电动机进行研磨，旋转60转。 将磨得的煤粉用孔径为0.71mm的筛子在震筛机上筛分，并称量筛上与筛下的煤粉量。 用下式计算哈氏可磨性指数HGI=13+6.93G式中G为孔径0.71mm筛子筛下煤样质量，g。 由所有总煤样重量减去筛上筛余量求得。 全苏热工所将质量相等的标准煤和试验煤由相同的初始粒度磨制成细度相同的煤粉时，所消耗能量的比值。 K km=0.0034(HGI)1.25+0.61 二、煤的磨损性指数表示磨损的轻重程度；旋转磨损试验仪；冲刷式磨损试验仪?AEK e?电站锅炉原理（容銮恩等主编）教案第30页共94页锅炉原理教案备注53中速磨煤机及制粉系统 一、中速磨煤机低速磨煤机、中速磨煤机、高速磨煤机；结构分四部分驱动装置、碾磨部件、干燥分离空间以及煤粉分离和分配装置。 RP型碗式磨煤机浅碗形磨盘；MPS型磨煤机E型磨煤机电耗RP型磨MPS型磨RP型磨8000h比较E型磨适用K e3.5；MPS型磨适用K e2.0；RP型磨适用K e3.5的煤； （3）对杂质不敏感； （4）能磨制高水分煤； （5）结构简单，故障少； 二、双进双出钢球磨煤机 三、钢球磨煤机的制粉系统 1、双进双出钢球磨煤机直吹式系统 2、双进双出钢球磨煤机半直吹式系统 3、球磨煤机中储式制粉系统缺点 （1）系统复杂庞大，初投资大； （2）易产生煤粉沉积，增加爆炸危险性； （3）漏风大，输粉电耗大，锅炉效率降低。 优点 （1）输粉均匀，响应快； （2）存粉量大，出力不受锅炉限制，经济运行； （3）煤粉可调配，提高了可靠性。 【A】钢球磨煤机热风送粉中间储仓式制粉系统电站锅炉原理（容銮恩等主编）教案第33页共94页锅炉原理教案备注【B】钢球磨煤机乏汽送粉中间储仓式制粉系统55风扇磨煤机及制粉系统 一、风扇磨结构特点用于燃用褐煤机组，n400r/m，高速磨煤机，采用直吹式系统；特点 （1）干燥能力强； （2）结构简单，尺寸小，金属消耗量少； （3）磨损大；【A】风扇磨煤机单介质（热风）干燥直吹式制粉系统电站锅炉原理（容銮恩等主编）教案第34页共94页锅炉原理教案备注【B】风扇磨煤机双介质（热风、炉烟）干燥直吹式制粉系统【C】风扇磨煤机三介质（热风、高温炉烟、低温炉烟）干燥直吹式制粉系统电站锅炉原理（容銮恩等主编）教案第35页共94页锅炉原理教案备注第六章燃烧过程的基本理论61化学反应速度及影响因素 一、化学反应速度燃烧反应是一种发光发热的高速化学反应； 1、均相反应和多相反应 2、反应速度可以用某一反应物浓度减少的速度表示，也可以用生成物浓度增加的速度表示。 3、影响因素 （1）反应物性质； （2）反应物的浓度； （3）温度； （4）压力； （5）是否有催化剂或连锁反应。 二、质量作用定律 1、意义反映浓度对化学反应速度影响的； 2、概念在温度不变时，化学反应速度与该瞬间各反应物浓度幂的乘积成正比。 各反应物浓度的幂指数等于其相应的化学计量系数。 hHgGbBaAc c k wkw2211?逆反应速度正反应速度k 1、k2为正、逆反应速度常数，对于一定的化学反应，只与温度有关，与浓度无关；21kkk c?平衡常数 3、应用条件按其化学反应计量方程式一步完成；理想气体在均相反应。 三、阿累尼乌斯定律 1、意义反映温度对化学反应影响RTEe kk?0电站锅炉原理（容銮恩等主编）教案第36页共94页锅炉原理教案备注k0频率因子；E活化能；R通用气体常数；T热力学温度；活化能E、频率因子k0都与温度无关；T k?常数0活化能E使分子接近和破坏反应分子化学键所必须消耗的能量，也就是发生反应所需要的能量。 四、压力对化学反应速度的影响P，反应速度加快； 五、催化作用 六、连锁反应62煤、焦碳和煤粉的燃烧 一、煤燃烧过程的四个阶段 （1）预热干燥阶段； （2）挥发分析出并着火阶段； （3）燃烧阶段； （4）燃尽阶段；最重要的是着火和燃尽；着火是前提，燃尽是目的。 二、碳的燃烧反应 （1）一次反应CO OCCO OC?22221 （2）二次反应222212COOCOCO COC?电站锅炉原理（容銮恩等主编）教案第37页共94页锅炉原理教案备注 三、碳的多相燃烧特点特征物质在相的分界表面上发生反应；燃料与氧化剂的相态不同。 （1）参与燃烧反应的气体分子（氧）向碳粒表面的转移与扩散； （2）气体分子（氧）被吸附在碳粒表面； （3）被吸附的气体分子（氧）在碳表面发生化学反应，生成燃烧产物； （4）燃烧产物从碳表面上解吸附； （5）燃烧产物离开碳表面，扩散到周围环境中； 四、多相燃烧反应的燃烧区域多相燃烧反应分为动力燃烧区、扩散燃烧区和过渡燃烧区。 )()/(0221ffC Cws mkg kCw?氧的扩散速度，化学反应速度当k时，动力燃烧区，t1000，提升温度是强化燃烧的手段；当1400，要强化燃烧，加强碳粒与氧的扰动混合；动力燃烧区与扩散燃烧区之间有一个过渡燃烧区，化学反应速度与氧的扩散速度比较接近，两者都不能忽略，要强化燃烧，既提升温度，又要加强碳粒与氧的扰动混合。 电站锅炉原理（容銮恩等主编）教案第38页共94页锅炉原理教案备注64影响煤粉气流着火的因素 一、煤粉气流着火的特点【A】煤粉气流通过湍流扩散和回流，卷吸周围高温烟气；同时受到炉膛四壁及高温火焰辐射，被迅速加热至着火。 【B】着火过早，烧坏喷口，也易结渣；着火太迟，增大机械不完全燃烧损失，火焰中心上移，对流受热面结渣。 二、着火热及其影响因素 1、着火热将煤粉气流加热到着火温度所需的热量称为-。 它包括加热煤粉及一次风，并使煤粉中水分蒸发、过热所需要的热量。 2、影响着火的因素 （1）燃料的性质挥发分，着火温度；水分，着火温度；灰分，着火温度；细度，着火温度。 （2）炉内的散热条件燃烧带 （3）煤粉气流的初温 （4）一次风量和风速 （5）燃烧器的结构特性尺寸、 一、二次风混合点； （6）锅炉负荷65燃烧的完全条件 一、燃烧效率),%(10043q qr? 二、完全燃烧条件 1、供应充足而又合适的空气量； 2、适当高的炉温； 3、空气和煤粉的良好扰动和混合； 4、在炉内要有足够的停留时间；电站锅炉原理（容銮恩等主编）教案第39页共94页锅炉原理教案备注第七章煤粉炉及燃烧设备7-1煤粉炉的炉膛及燃烧器 一、煤粉炉的炉膛作用保证燃料的完全燃烧，又要合理组织炉内热交换、布置合适的受热面满足锅炉容量的要求。 （1）合理布置燃烧器，使燃料能迅速着火，并有良好的炉内空气动力场，使各壁面热负荷均匀；充满度好，无死滞区和旋流区，避免火焰冲墙和结渣； （2）炉膛要有足够的容积和高度，保证燃料完全燃烧； （3）能够布置合适的蒸发受热面，以满足容量的需要；同时保证合适的炉膛出口烟温，保证炉膛出口后的对流受热面不结渣和安全工作； （4）炉膛的辐射受热面应具有可靠的水动力特性，保证其工作的安全； （5）炉膛结构紧凑，金属及其他材料用量少；便于制造、安装