锅炉和锅炉房设备第二章

1、锅炉及锅炉房设备 2.1 锅炉的燃料锅炉的燃料 2.2 燃料的成分与分析燃料的成分与分析 2.3 燃料的发热量燃料的发热量 2.4 燃料的燃烧计算燃料的燃烧计算 第二章第二章 燃料及燃烧计算燃料及燃烧计算 返返 回回 2.1锅炉的燃料锅炉的燃料 第二章 锅炉的燃料锅炉的燃料 1 固体 燃料 2 液体 燃料 3 气体 燃料 2.1 燃料的化学成分及其性质燃料的化学成分及其性质 一、一、 固体燃料固体燃料（煤、油页岩、木柴、垃圾、煤矸石煤、油页岩、木柴、垃圾、煤矸石） 第二章 1.1. 无烟煤又称白煤无烟煤又称白煤：挥发分含量很少、含碳量很高，着火困难、挥发分含量很少、含碳量很高，着火困难、 不易

2、燃尽烧透，燃烧无烟不易燃尽烧透，燃烧无烟。 2. 2. 烟煤烟煤：含碳量高、挥发分也高，易于着火和燃烧，燃烧时多烟含碳量高、挥发分也高，易于着火和燃烧，燃烧时多烟。 3. 3. 褐煤褐煤：挥发分很高，容易着火，含水量高，燃烧时多烟。挥发分很高，容易着火，含水量高，燃烧时多烟。 4. 4. 劣质煤：劣质煤： 泥煤：棕褐色不均匀可燃屋子，含碳量低，水分高泥煤：棕褐色不均匀可燃屋子，含碳量低，水分高 煤矸石：夹于煤层中的石之煤，灰分高，发热量低煤矸石：夹于煤层中的石之煤，灰分高，发热量低 油页石：灰分含量高，易粉碎，易风化油页石：灰分含量高，易粉碎，易风化 火力发电站 2.1 燃料的化学成分及其性质

3、燃料的化学成分及其性质 二、二、 液体燃料液体燃料（燃油、轻柴油、重油） 1.1. 黏度：黏度：反映燃油流动性的高低，影响燃油的运输和雾化质 量。我国衡量油的黏度采用恩氏黏度恩氏黏度（即在一定温度下， 200ml重油从恩氏黏度计中流出的时间与20 时同体积蒸馏 水流出的时间的比值，用。e表示）油的黏度在8030。e时， 才能保证油在管中顺利输送。 燃油按其黏度分为20、60、100、200号四种牌号。小型锅 炉一般使用20号燃油。 燃油的黏度随着温度的升高而降低，随着温度的降低而升 高。所以100号以上的燃油需要预热。 第二章 火力发电站 2.1 燃料的化学成分及其性质燃料的化学成分及其性质

4、2. 2. 密度密度：油的密度与其温度有关，以20时的密度作为标准密 度，它一般在0.80.98t/m 3之间，常用轻柴油的密度约为 0.8t/m3 3. 3. 凝固点凝固点：指燃油丧失流动性开始凝固时的温度。 0号轻柴油凝固点：0 100号轻柴油凝固点：25 200号轻柴油凝固点：36 4. 4. 闪电和燃点闪电和燃点：将燃油加热，油面上油蒸气与空气的混合物与明火 接触时发生短暂的闪光，一闪即灭，这时燃油的温度称为闪点闪点。当 油面上的油气与空气的混合物遇明火能着火，连续燃烧时的最低温 度称为油的燃点油的燃点。一般油的燃点比它的闪点高20-30 ，燃油的闪 点为80130 ，油的加热温度必须

5、低于油的闪点。 第二章 火力发电站 2.1 燃料的化学成分及其性质燃料的化学成分及其性质 5. 5. 燃油的含硫量燃油的含硫量：燃油的含硫量(质量分数)。 6. 6. 浑浊点：浑浊点：燃油刚开始产生浑浊时的温度。轻柴油浑浊点一般 在3左右，在-9时油泵就不能泵吸了，在-12时就达到不可 过滤的界限。 重油：重油：密度大、粘度大、燃点和闪点较高 柴油：柴油：粘度小，含硫量小，轻柴油易挥发 第二章 火力发电站 三、 气体燃料气体燃料 2.1 燃料的化学成分及其性质燃料的化学成分及其性质 来自地壳中的石油。主要成分甲烷 由甲烷、丁烷组成，产生于石油的冶炼 对煤进行焦化时产生的 由水蒸气和炽热的焦炭产

6、生 70%人工煤气+30%水煤气 第二章 火力发电站 2.2 燃料成分与分析燃料成分与分析 第二章 2.2 燃料成分与分析燃料成分与分析 第二章 一、煤的元素分析一、煤的元素分析 煤是一种成分极为复杂的混合化合物，它含有c、h、o、s、n、水分 (m)和灰分(a)。 1 1碳碳( (c)c)：主要的燃烧成分，约占5095%，随煤龄的增长而增加。含 碳量越多的煤，其发热量也越高。着火点高。放热量32866kj/kg。 2 2氢氢( (h)h)：重要的燃烧成分，煤中约占28%，不仅发热量高而且容易 着火燃烧。放热量120370kj/kg 3硫硫( (s)s)：可燃有害成分，约占可燃成分的8%，分为

7、可燃硫（有机硫 和无机硫，燃烧后产物so2、so3）和不可燃硫（硫酸盐） 煤经过洗煤后，可以把硫的质量分数控制在1%以下。 火力发电站 精煤是为了炼焦用的一种煤，它要经过 水洗去硫，去杂质等工业过程，以达到 炼焦用的标准 洗煤 精煤 原煤 矿上直接开采煤炭，一般做燃料用的能源 2.2 燃料成分与分析燃料成分与分析 第二章 4 4氧和氮（氧和氮（o b实际煤的消耗量（kg/h）； qnet,v,ar实际煤的接收基低位发热量(kj/kg)。 29308 ,arvnet b bq b 2.3 燃料的发热量燃料的发热量 火力发电站 1千卡=1000卡 1千焦=1000焦耳 1千卡&1大卡1000卡 1

8、千卡&1大卡=4.187千焦（kj） 1卡4.187焦耳 2.3 燃料的发热量燃料的发热量 蒸汽锅炉容量单位一般用th(按蒸汽容积流量或质量流量 算),热水锅炉一般用热量单位焦耳或卡算.工业锅炉中1t/h 基本等同于0.7mw的热量(因为同样是1t/h但压力不同热量 也不同)。 0.7mw=1t/h=60*104大卡/h.也就是60万大卡。换句话说，每 产出60万大卡的热量/小时，就可以说该锅炉的容量是1t/h。 所以有500万大卡就得：500/60=8.3吨/h。 火力发电站 2.3 燃料的发热量燃料的发热量 二、气体燃料发热量与华白指数 l 气体发热量也分为低位发热量和高位发热量 l 华白

9、指数：表示燃气可置换性的参数。华白指数相同，则在相 同状态下和相同燃气喷嘴时，燃气用具的热功率是相同的。它可 有高位发热量或低位发热量及相对密度计算 火力发电站 2.3 燃料的发热量燃料的发热量 火力发电站 2.3 燃料的发热量燃料的发热量 火力发电站 2.4 锅炉中燃料的燃烧计算锅炉中燃料的燃烧计算 有充足的氧 气 达到燃料的 燃点 燃烧条件 理想燃烧状况（即完全燃烧）：其 主要成分完全转化成二氧化碳和水 蒸气，其中的硫转化成二氧化硫。 火力发电站 燃料种类燃料种类 燃点燃点()() 燃料种类燃料种类 燃点燃点()() 无烟煤 470550 天然气 600670 褐煤饼 焦炭 200一250

10、 550650 城市煤气 远程煤气 550570 550570 木材 200300 丁烷 460 2.4 锅炉中燃料的燃烧计算锅炉中燃料的燃烧计算 火力发电站 2.4 锅炉中燃料的燃烧计算锅炉中燃料的燃烧计算 燃烧生成的 烟气量 燃烧 所需空气量 燃烧计算 内容 燃料的燃烧计算目的：选择送、引 风机、确定风、烟道截面积和烟囱 的依据 火力发电站 2.4 锅炉中燃料的燃烧计算锅炉中燃料的燃烧计算 一、煤及燃料油燃料所需空气量的计算 （一）空气量的计算 1、理论空气量的计算 定义：指1kg燃料中接收基的各种可燃成分完全燃烧时所需的空气量 ，用符号表示，单位为m3/kg。 理论空气量=各元素完全燃烧

11、所需空气量总和-自身所含氧量的折算 量 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。 79.0 21.0 2 2 n o 火力发电站 2.4 锅炉中燃料的燃烧计算锅炉中燃料的燃烧计算 12kg 22.4nm3 22.4nm3 1kg 1.866nm3 1.866nm3 c + o2 = co2 2h2 + o2 = 2h2o 2*2.016kg 22.4nm3 2* 22.4nm3 1kg 5.55nm3 11.1nm3 s + o2 = so2 32kg 22.

12、4nm3 22.4nm3 1kg 0.7nm3 0.7nm3 火力发电站 2.4 锅炉中燃料的燃烧计算锅炉中燃料的燃烧计算 1kg收到基燃料中的可燃元素分别为碳 kg、 氢 kg、硫 kg，而1kg燃料中已含有氧 kg， 相当于 nm3/kg。这样lkg收到基燃料 完全燃烧时所需的供应的理论氧气量为： 100 ar c 100 ar h 100 ar s 100 ar o 100 o 0.7 32 22.4 100 o arar kgnm ohsc v arararar / 100 7 . 0 100 55. 5 100 7 . 0 100 866. 1 30 02 火力发电站 2.4 锅炉中

13、燃料的燃烧计算锅炉中燃料的燃烧计算 kgnmoh）sc ohsc v arararar arararar k /0333.0265.0375.0(0889.0 100 7 .0 100 55.5 100 7 .0 100 866.1 21.0 1 3 0 1kg收到基完全燃耗所需理论空气量为： 当缺乏燃料的元素分析资料时，理论空气量也可 以根据燃料的发热量进行近似计算。其简化计算 公式见书p45(2-35)(2-36)(2-37)(2-38) 火力发电站 2.4 锅炉中燃料的燃烧计算锅炉中燃料的燃烧计算 不能达到完 全燃烧。容 易产生可燃 的，剧毒的 气体产物co 和炭黑烟灰 实际实际 烟气量

14、烟气量 vk 比理论空气比理论空气 量消耗量大量消耗量大 。一般空气。一般空气 要过量要过量10%-10%- 40%40% ）一般在 理论空气消耗量 实际空气消耗量 过量空气系数3 . 1( / / 03 3 k k v v kgm kgm 火力发电站 2.4 锅炉中燃料的燃烧计算锅炉中燃料的燃烧计算 一般锅炉运行时，炉膛和烟道内处于负压状态，通过炉 墙不严密处会漏入一部分空气。 漏风系数 =漏风量/理论空气量 炉膛送风的过量空气系数=炉膛出口处过量空气系数-炉膛漏风系数 =“- 火力发电站 2.4 锅炉中燃料的燃烧计算锅炉中燃料的燃烧计算 烟道名称漏风系数a 室燃炉炉膛 煤粉炉 o1 层燃炉

15、炉膛 机械化及半机械化炉 01 人工加煤炉 03 沸腾炉炉膛悬浮层 01 过热器 005 第一锅炉管束 o1 第二锅炉管束0 005 对流烟道 省煤器 钢管式 01 铸铁式 o15 空气预热器 01 电除尘器：每级 015 除尘器 水膜除尘器 带文邱里 01 不带文邱里 005 干式旋风除尘器 005 锅炉后的烟道 钢制烟道(每10m长) 001 砖砌烟道(每10m长) 0005 额 定 负 荷 下 锅 炉 各 段 烟 道 中 的 漏 风 系 数 a 火力发电站 2.4 锅炉中燃料的燃烧计算锅炉中燃料的燃烧计算 二、燃料燃烧产生的烟气量二、燃料燃烧产生的烟气量 1、烟气的成分与危害 不完全燃烧

16、产生co和炭黑烟灰 氮氧化物与水结合生产硝酸 碳氢化合物与烟气进入大气 产生二氧化硫，生成亚硫酸 二氧化碳 火力发电站 2.4 锅炉中燃料的燃烧计算锅炉中燃料的燃烧计算 2、理论烟气量 1kg1kg接收基燃料在接收基燃料在理论空气量的条件下完全燃烧理论空气量的条件下完全燃烧，其生成的烟气量，其生成的烟气量 称为理论烟气量，用符号表示称为理论烟气量，用符号表示v v0 0y y 单位： 单位：nmnm3 3/kg /kg 其经验公式：其经验公式： 77. 0 1000 248. 0 ,0 netar y q v 54.0 1000 248.0 ,0 netar y q v 1000 256.0

17、,0netar y q v 烟煤、无烟煤及贫煤劣质煤劣质煤q qnet,ar net,ar12560kj/kg 12560kj/kg 液体燃料 燃气燃料qnet,ar14654kj/kg 25.0 1000 272.0 ,0 netar y q v 火力发电站 2.4 锅炉中燃料的燃烧计算锅炉中燃料的燃烧计算 3、实际烟气量 1kg接收基燃料在实际空气量的条件下完全燃烧，其生成的烟气 量称为实际烟气量，用符号vy表示。 1）过量空气中氧气的体积 2）过量空气中氮气的体积 3）过量空气中水蒸气的体积 00 121.0 22 koo vvv 00 179.0 22 knn vvv 00 10161

18、.0 22 koo vvv 实际烟气量=理论空气量+过量空气量 )/()1(0161.1 300 kgmvvv kyy 对于燃气锅炉的实际烟气量 )/)(/0037.01()(1 33 mmktvv ky 燃气 vy实际烟气体积 vk实际空气消耗量 t燃烧前的初始温度和排烟温度的差 火力发电站 2.4 锅炉中燃料的燃烧计算锅炉中燃料的燃烧计算 如果手头没有煤的发热量资料，无法用经验公式计算烟气量，也可 用锅炉的排烟温度和蒸发量按下表估算燃料生成的烟气量(m3h)。 火力发电站 2.4 锅炉中燃料的燃烧计算锅炉中燃料的燃烧计算 火力发电站 2.4 锅炉中燃料的燃烧计算锅炉中燃料的燃烧计算 三、露

19、点温度 露点的温度与燃料的种类和空气的过量情况有关。 露点的温度与燃料的种类和空气的过量情况有关。它一般在它一般在40-40- 6565。 这种伤害主要发生在这种伤害主要发生在燃烟煤炉、燃油炉和燃木柴炉中燃烟煤炉、燃油炉和燃木柴炉中。因为在。因为在烟烟 煤、燃油和木柴燃烧时会产生水蒸气和二氧化硫，天然气基本不含硫煤、燃油和木柴燃烧时会产生水蒸气和二氧化硫，天然气基本不含硫 ，无烟煤只产生很少量的水。，无烟煤只产生很少量的水。 防止结露的方法：防止结露的方法： 1 1、烟气温度不能低于露点。、烟气温度不能低于露点。 2 2、在热水锅炉的回水入口处常会形成冷凝水，所以回水温度不能太、在热水锅炉的回

20、水入口处常会形成冷凝水，所以回水温度不能太 低低 3 3、锅炉受热面必须采用抗酸腐蚀的材料。、锅炉受热面必须采用抗酸腐蚀的材料。 火力发电站 2.4 锅炉中燃料的燃烧计算锅炉中燃料的燃烧计算 四、烟气的测量与分析 1 1一烟气入口；一烟气入口； 2 2一三通旋塞；一三通旋塞； 3 3一梳形管；一梳形管； 4-4-吸收剂瓶吸收剂瓶(i(i、)； 5 5一量简；一量简； 6 6一水准瓶；一水准瓶； 吸收荆瓶吸收荆瓶i i：kohkoh或或naohnaoh溶液，测定溶液，测定r0r02 2； 吸收剂瓶吸收剂瓶：焦性没食子酸的碱溶液，测定：焦性没食子酸的碱溶液，测定0 02 2； 吸收剂瓶吸收剂瓶：cuclcucl溶液，测定溶液，测定coco；经过三个瓶子后；经过三个瓶子后 剩余为剩余为n n2 2 火力发电站 2