新燃料燃烧计算和锅炉机组热平衡　蓝白

1、新燃料燃烧计算和锅炉机组热平衡 蓝白 第三章第三章 燃料燃烧计算和燃料燃烧计算和 锅炉机组热平衡锅炉机组热平衡 新燃料燃烧计算和锅炉机组热平衡 蓝白 单位质量1kg燃料燃烧 需要的空气量 生成的烟气量 第一节第一节 燃烧过程的化学反应燃烧过程的化学反应 锅炉设计中的重要部分 热力计算课程课程 设计设计 新燃料燃烧计算和锅炉机组热平衡 蓝白 燃料(C、H、O、N、S)完全燃烧过程： C + O2 CO2 2H2 + O2 2H2O S + O2 SO2 不完全燃烧： 2C + O2 2CO Nm3 标准状态下的立方米，俗称“标米” 新燃料燃烧计算和锅炉机组热平衡 蓝白 理论空气量理论空气量 q理

2、论空气量V0：1kg燃料完全燃烧时 所需的最少空气量称为理论空气量。 qV0 =燃料中各元素完全燃烧所需空气 量之和减去燃料自带的含氧折算量 第二节第二节 燃烧所需空气量燃烧所需空气量 新燃料燃烧计算和锅炉机组热平衡 蓝白 3 , 100 866. 1 10012 4 .22 Nm CC arar 3 , 100 7 . 0 100 7 . 0 100 55. 5 100 866. 1Nm OSHC arararar 30 ), 100 7 . 0 100 7 . 0 100 55. 5 100 866. 1 ( 21. 0 1 Nm OSHC V arararar C + O2 CO2燃烧所

3、需氧量： 1kg燃料完全燃烧所需氧量： 1kg燃料完全燃烧所需理论空气量V0： 新燃料燃烧计算和锅炉机组热平衡 蓝白 理论空气量 V0 实际空气量 Vk 0 k V V 或 过量空气系数 (用于烟气量计算) 或 (用于空气量计算) 新燃料燃烧计算和锅炉机组热平衡 蓝白 l 炉膛出口过量空气系数炉膛出口过量空气系数 1.2 l 煤粉炉：煤粉炉： 新燃料燃烧计算和锅炉机组热平衡 蓝白 漏风系数漏风系数 及空气平衡及空气平衡 0 l f V V l 定义：定义： 炉膛后任一烟道截面处的过量空气系数：炉膛后任一烟道截面处的过量空气系数： 后果：后果： 排烟温度排烟温度 排烟容积排烟容积 风机电耗风机电

4、耗 锅炉效率锅炉效率 新燃料燃烧计算和锅炉机组热平衡 蓝白 q 烟气侧：炉膛后直至排烟处，过量空气系数逐渐增大， q烟气侧过量空气系数， q存在一个最佳的过量空气系数，通常用炉膛出口的过量 空气系数表示; q 空气侧：由锅炉送风机开始，均为正压， q空气侧过量空气系数; q逐渐减小，向外的漏风逐渐减少 要点：要点： 新燃料燃烧计算和锅炉机组热平衡 蓝白 l grlgr smgrsmky kykykypy 解释以上各式的意义解释以上各式的意义 新燃料燃烧计算和锅炉机组热平衡 蓝白 kykygr kyllzf lkylzf 解释以上各式的意义解释以上各式的意义 新燃料燃烧计算和锅炉机组热平衡 蓝白

5、 第三节第三节 燃烧生成的烟气量燃烧生成的烟气量(计算计算) 完全燃烧的烟气： 可燃物燃烧生成的CO2、H2O、SO2 燃料和空气中的N2 过量空气中未反应的O2 水蒸汽 1kg燃料完全燃烧的烟气体积燃料完全燃烧的烟气体积Vy： 3 0 , 22222 NmVVVVVV HONSOCOy 新燃料燃烧计算和锅炉机组热平衡 蓝白 可燃物燃烧生成的可燃物燃烧生成的CO2、H2O、SO2 C + O2 CO2燃烧生成的燃烧生成的CO2 的体积：的体积： 理论氮气体积：燃料中的氮和理论空气量中的氮理论氮气体积：燃料中的氮和理论空气量中的氮 烟气中多余的自由氧：烟气中多余的自由氧： 理论水蒸汽体积：燃料中

6、氢完全燃烧生成的水蒸理论水蒸汽体积：燃料中氢完全燃烧生成的水蒸 汽、燃料中的水汽化生成的水蒸汽、理论空气量汽、燃料中的水汽化生成的水蒸汽、理论空气量 带入的水蒸汽、采用蒸汽雾化等设备带入的水蒸带入的水蒸汽、采用蒸汽雾化等设备带入的水蒸 汽体积。汽体积。 3 , 100 866. 1 10012 4 .22 2 Nm CC V arar CO 00 79.0 10028 4 .22 2 V N V ar N 0 ) 1(21. 0 2 VVO 新燃料燃烧计算和锅炉机组热平衡 蓝白 不完全燃烧的烟气 与完全燃烧相比，一部分可燃气H2、CO、CmHn 进入烟气，其中CO的含量用来判断不完全燃料 的程

7、度 1kg燃料中燃料中Car中中Car,COkg的碳生成的碳生成CO，Car,CO2kg 的碳生成的碳生成CO2 32,2, , 100 866. 1 10012 4 .22 2 Nm CC V COarCOar CO 3, , 100 866. 1 10012 4 .22 Nm CC V COarCOar CO 新燃料燃烧计算和锅炉机组热平衡 蓝白 第四节烟气分析第四节烟气分析 烟气成分及含量直接反映炉内的燃烧工况 q 炉膛出口过量空气系数炉膛的空气供给量 q 排烟的过量空气系数排烟热损失 q CO、H2、CH4等可燃气体成分化学不完全燃 烧损失 新燃料燃烧计算和锅炉机组热平衡 蓝白 烟气分

8、析手段烟气分析手段 化学方法：化学方法： 吸收剂吸收剂 燃烧吸收色谱分析燃烧吸收色谱分析 物理方法：物理方法： 导热性导磁性导电性光学性导热性导磁性导电性光学性 新燃料燃烧计算和锅炉机组热平衡 蓝白 烟气成分分析仪烟气成分分析仪 n 商业化的成熟产品商业化的成熟产品 n 电厂要求上在线烟气监测系统电厂要求上在线烟气监测系统 新燃料燃烧计算和锅炉机组热平衡 蓝白 2 21 21 O O2氧气在干烟气中的份额 1.2O23.5 过量空气系数与过氧量的关系 第六节运行中过量空气系数的确定第六节运行中过量空气系数的确定 n 氧化锆氧量分析仪 n 送风机自动调节 运行中到底送了多少风？运行中到底送了多少

9、风？ 新燃料燃烧计算和锅炉机组热平衡 蓝白 进入锅炉的热量中有多少被蒸汽吸收利用，有多 少损失掉了锅炉热效率 1kg燃料的输入热量： 123456 1 100% gl qqqqqq q Q1锅炉有效利用的量，蒸汽吸收利用的热量 第八节锅炉机组热平衡第八节锅炉机组热平衡 654321 QQQQQQQr 锅炉效率锅炉效率 新燃料燃烧计算和锅炉机组热平衡 蓝白 锅炉输入热量(kJ/kg) 锅炉有效利用热(kJ/kg) 燃烧消耗量(kg/s) B zqwrrnetarr QQiQQ , )()()()( 1 1gspwgszyzyzrzrzrgsgrgr iiDiiDiiDiiD B Q 新燃料燃烧计

10、算和锅炉机组热平衡 蓝白 q2-排烟热损失 最大的一项4-8% 排烟物理显热，排烟温度大于周围大气温度，一 般120左右 影响因素：排烟温度 排烟温度太高效率低 提高10，损失增加约1%； 排烟温度太低低温腐蚀(SO3凝结硫酸) 烟气容积 新燃料燃烧计算和锅炉机组热平衡 蓝白 最佳的炉膛出口过量空气系数最佳的炉膛出口过量空气系数 q2 q3q4 l q2 q4 q3 q q2q3q4 之和最小之和最小 新燃料燃烧计算和锅炉机组热平衡 蓝白 q3-化学不完全燃烧热损失 可燃气体不完全燃烧热损失 环境温度 对流及辐射 影响因素：锅炉外表面积（炉墙结构） 温度（保温、环境温度） 散热损失与锅炉的容量

11、成反比 散热损失与锅炉的负荷成反比 新燃料燃烧计算和锅炉机组热平衡 蓝白 q6-其他热损失 灰渣物理显热损失、冷却热损失 0.5-1% 炉膛下部排出的灰渣带走的热量 冷却用水或空气所吸收的热量不能送回锅炉 系统中应用 影响因素：灰渣温度、灰渣量 新燃料燃烧计算和锅炉机组热平衡 蓝白 B与与 Bj 燃烧消耗量(kg/s) B 计算燃料消耗量Bj 4 (1) 100 j q BB 真正在炉内燃烧掉的真正在炉内燃烧掉的 新燃料燃烧计算和锅炉机组热平衡 蓝白 热损失计算方法 不同的热损失界定方法 q1973年前苏联年前苏联1973年锅炉热力计算标准年锅炉热力计算标准 方法方法 qCE采用的美国机械工程

12、师学会动力试验 规程 q日本三菱公司 新燃料燃烧计算和锅炉机组热平衡 蓝白 新燃料燃烧计算和锅炉机组热平衡 蓝白 第九节锅炉机组热平衡试验 ,%100/ 1 rgl QQ 反平衡法反平衡法 输入输出热量法正平衡法正平衡法 热损失法 ,%100 65432 qqqqq gl 新燃料燃烧计算和锅炉机组热平衡 蓝白 锅炉效率的测定锅炉效率的测定 所测数据所测数据 排烟温度排烟温度 q q2 2 烟气中各组分含量烟气中各组分含量 q q3 3 飞灰含碳量飞灰含碳量 q q4 4 等等 常采用反平衡法常采用反平衡法: : 23456 100() gl qqqqq 新燃料燃烧计算和锅炉机组热平衡 蓝白 燃烧效率 qq2、q5、q6燃料燃烧所释放的热量 以各种形式逃离锅炉造成的热损失 qq3、q4进入锅炉的燃料没有燃烧或 不完全，没有放出更多热量而造成的损 失 34 100() ,% r qq 新燃料燃烧计算和锅炉机组热平衡 蓝白 知识点知识点 理论空气量的定义理论空气量的定义 理论空气量与煤的元素分析的关系理论空气量与煤的元素分析的关系 煤粉炉的过量空气系数一般多大？煤粉炉的过量空气系数一般多大？ 过量空气系数的定义？过量空气系数的定义？ 煤粉炉排放的烟气中含有的成分有哪些？煤