电厂锅炉第二章 东北电力大学课件

1、 类型类型各元素成分用质量百分数表示各元素成分用质量百分数表示即：即：煤中的碳一部分与氢、氧、氮和硫结合成有机煤中的碳一部分与氢、氧、氮和硫结合成有机化合物，称为化合物，称为挥发性碳挥发性碳，其燃点较低。，其燃点较低。而其余呈单质状态的称为而其余呈单质状态的称为固定碳固定碳，其燃点较高，其燃点较高，不容易着火和燃尽不容易着火和燃尽。煤中氢的含量较少。煤中氢的含量较少。 不可燃物质不可燃物质, ,虽可助燃，但其含量较少虽可助燃，但其含量较少, ,可视为可视为杂杂质质。其含量也较少，其含量也较少，高温条件高温条件下下易易被视为被视为有害元素有害元素虽然在燃烧时也放出热量，但其燃烧产物虽然在燃烧时也

2、放出热量，但其燃烧产物SO2和和SO3会设备腐蚀和大气污染，也是会设备腐蚀和大气污染，也是有害元素有害元素。随着煤的碳化程度的不同，挥发分的析出温度不随着煤的碳化程度的不同，挥发分的析出温度不相同，挥发分的成分及含量也不同。相同，挥发分的成分及含量也不同。（原应用基）（原应用基）(as receive)（原分析基）（原分析基）(air dry)(dry)4、干燥无灰基、干燥无灰基以以假想假想无水无水、无灰无灰状态的煤为基准。状态的煤为基准。 以下角标用以下角标用daf (dry ash free)表示。表示。 收收 到到 基基空气干燥基空气干燥基干干 燥燥 基基干燥无灰基干燥无灰基水水 分分挥

3、挥 发发 分分固固 定定 碳碳灰灰 分分焦焦 炭炭Mf Mad Sr N O HSly A CChfCgdaradararadadMMKCMMC 100100100100例例: : 所求所求 X X 已知已知X X0 0收到基收到基空气干燥基空气干燥基干燥基干燥基干燥无灰基干燥无灰基收到基收到基1 1空气干空气干燥基燥基1 1干燥基干燥基1 1干燥无干燥无灰基灰基1 1aradM100M100 arM100100 ararAM100100 adM100100 adadAM100100 dA100100 adarMM 100100100M100ar 100M100ad 100AM100arar

4、100AM100adad 100A100d 100100fadfarMMMM arargr,ararargr,arnet,arMH.QMHQQ 912510010092510；水水的的汽汽化化潜潜热热，式式中中：gJ2510KK);OKgHKgH(OHOHKgHar22222912211009 蒸蒸气气的的质质量量，煤煤中中的的氢氢燃燃烧烧生生成成的的水水煤中水分的质量。煤中水分的质量。 KgM1100ar对于其它三种基准：对于其它三种基准：dafgrdafpnetdafdgrdpnetdadadgradpnetadHQQHQQMHQQ22622691 .25,）（badbadbadgradQ

5、SQQ,2 .94 ）；（空空气气干干燥燥基基弹弹筒筒发发热热量量KgKJQbad/, ）；量量（弹弹筒筒洗洗液液中中测测得得的的含含硫硫%, badS）。（硝硝酸酸生生成成热热的的比比例例系系数数% ）；（空空气气干干燥燥基基高高位位发发热热量量KgKJQgrad/, %4190, netararzsarQMM%4190, netararzsarQAA%4190, netararzsarQSS29310,bnetarBQBQ29310,netarbQBB elnetarelbbPQBPBb 29310,%7090 R5 . 190100ln2 sRKsbkmEEK 7493. 613DHGI

6、 74D为为易易磨磨煤煤。）（为为难难磨磨煤煤；）（865 . 1642 . 1 HGIKHGIKkmkm 61. 00034. 025. 1 HGIKHGIKkmkm之之间间的的关关系系：与与越易磨越易磨kmK10mKe10%Vdaf类别类别 符号符号 分类指标分类指标 VdafVdaf（% %） HdafHdaf（% %） 无烟煤无烟煤1 1号号WYWY1 10-3.50-3.50-2.00-2.0无烟煤无烟煤2 2号号WYWY2 23.5-6.53.5-6.52.0-3.02.0-3.0无烟煤无烟煤3 3号号WYWY3 36.5-10.06.5-10.03.03.0类类 别别符符 号号分

7、分 类类 指指 标标 VdafVdaf（% %） 粘结指数粘结指数G G 胶质层最胶质层最大厚度大厚度Y Y（mmmm） 奥亚膨胀奥亚膨胀体体b b（% %） 透光率透光率PMPM（% %） 贫煤贫煤贫瘦煤贫瘦煤瘦煤瘦煤焦煤焦煤肥煤肥煤1/31/3焦煤焦煤气肥煤气肥煤气煤气煤1/21/2中粘中粘煤煤弱粘煤弱粘煤不粘煤不粘煤长焰煤长焰煤 PMPMPSPSSMSMJMJMFMFM1/3JM1/3JMQFQFQMQM1/2ZM1/2ZMRNRNBNBNCY CY 10.0-20.010.0-20.010.0-20.010.0-20.010.0-20.010.0-20.020.0-28.020.0-2

8、8.010.0-28.010.0-28.010.0-37.010.0-37.028.0-37.028.0-37.037.037.028.0-37.028.0-37.037.037.020.0-37.020.0-37.020.0-37.020.0-37.020.0-37.020.0-37.037.0 37.0 555-205-2020-6520-6550-6550-656565( (85)85)6565( (85)85)50-6550-65353530-5030-505-305-305535 35 25.025.025.025.025.025.025.025.025.0 25.0 (150)(1

9、50)(220)(220)(220)(220)(220)(220)50 50 褐煤除用挥发分分类外褐煤除用挥发分分类外, ,还用透光率还用透光率PMPM和含最高内和含最高内在水分的无灰高位发热量在水分的无灰高位发热量QgrQgr作为区分褐煤和烟煤作为区分褐煤和烟煤的指标所示。的指标所示。 类类 别别符符 号号分分 类类 指指 标标 透光率透光率PMPM（% %）QgrQgr（KJ/kgKJ/kg）褐煤褐煤1 1号号HM1HM10-300-30褐煤褐煤2 2号号HM2HM230-5030-5024000 24000 表表2-6 褐煤分类褐煤分类分类指标分类指标煤种名称煤种名称等级等级代号代号主分

10、类指标界限值主分类指标界限值辅助分类指标界限值辅助分类指标界限值挥发分挥发分V Vdafdaf （低挥发分无烟煤）（低挥发分无烟煤）无无 烟烟 煤煤贫贫 煤煤中挥发分烟煤中挥发分烟煤中高挥发分烟煤中高挥发分烟煤高挥发分烟褐煤高挥发分烟褐煤 1 1级级2 2级级3 3级级4 4级级5 5级级 （V0V0）V1V1V2V2V3V3V4V4V5V5Vdaf6.5%Vdaf6.5%6.5%6.5%Vdaf9%Vdaf9%9%9%Vdaf19%Vdaf19%19%19%Vdaf27%Vdaf27%27%27%Vdaf40% Vdaf40% VdafVdaf40%40%Qnet,arQnet,ar23.0

11、MJ/kg23.0MJ/kgQnet,arQnet,ar21.0MJ/kg21.0MJ/kgQnet,arQnet,ar18.5MJ/kg18.5MJ/kgQnet,arQnet,ar16.5MJ/kg16.5MJ/kgQnet,arQnet,ar15.5MJ/kg15.5MJ/kgQnet,arQnet,ar11.5MJ/kg 11.5MJ/kg 灰分灰分A Ad d常灰分煤常灰分煤中灰分煤中灰分煤高灰分煤高灰分煤（超高灰分煤）（超高灰分煤）1 1级级2 2级级3 3级级 A1 A1A2A2A3A3（A4A4）Ad24%Ad24%24%24%Ad24%Ad24%34%34%Ad46% Ad4

12、6% AdAd46%46%Vdaf40%Vdaf40% 水分水分M Mf f 常水分煤常水分煤高水分煤高水分煤1 1级级2 2级级M1M1M2M2Mf8%Mf8%8% 8% Mf12%Mf12%VdafVdaf 40%40%水分水分M Mt t常水分高挥发分煤常水分高挥发分煤高水分高挥发分煤高水分高挥发分煤（超高水分褐煤）（超高水分褐煤）1 1级级2 2级级M1M1M2M2（M3M3）Mt22%Mt22%22% 22% Mt40%Mt40%MtMt 40%40%硫分硫分S St t，dd 低硫煤低硫煤中高硫煤中高硫煤（特高硫煤）（特高硫煤） 1 1级级2 2级级 S S1 1S S2 2（S

13、S3 3）St,d1%St,d1%1% 1% St,d3%St,d3%St,dSt,d 3%3%灰熔融性灰熔融性STST不易结渣煤不易结渣煤1 1级级 ST ST1 1STST13501350Qnet,arQnet,ar12.5MJ/kg12.5MJ/kgSTST不限不限Qnet,ar 12.5MJ/kgQnet,ar 12.5MJ/kg（易结渣煤）（易结渣煤）（STST2 2）ST1350ST1350Qnet,arQnet,ar12.5MJ/kg12.5MJ/kg 一、煤的热分解机理一、煤的热分解机理失重率：失重率：将单位时间内试样损失的质量，用符号将单位时间内试样损失的质量，用符号dW/d

14、dW/d表示。表示。记录失重率随温度的变化曲线，称为记录失重率随温度的变化曲线，称为燃烧失重曲燃烧失重曲线线或或挥发分热解失重曲线挥发分热解失重曲线。通过热重分析法测定的煤的微分热重曲线通过热重分析法测定的煤的微分热重曲线DTGDTG也也称为称为燃烧分布曲线燃烧分布曲线，它表示煤样失重率（燃烧速度），它表示煤样失重率（燃烧速度）随温度变化的规律，是对煤的着火、燃烧性能进行随温度变化的规律，是对煤的着火、燃烧性能进行综合判别的依据。综合判别的依据。二、煤的热重分析二、煤的热重分析3100701006551008661NmS.H.C.ararar 310070100701006551008661N

15、m,O.S.H.C.arararar 41.22321100 arOkgNmOHSCOSHCVarararararararar/0333.0265.0375.00889.01007 .01007 .010056.5100866.121.0130 或或 0VVKl l l 0)(VVk 100 VVVVkg0VV kykyky zfky 11zfl 、kykyl？ky 高温空气预热器高温空气预热器低温空气预热器低温空气预热器制粉系统制粉系统送风机送风机高温省煤器高温省煤器低温省煤器低温省煤器炉膛出炉膛出口口kykyzfllky zfllky kykykyky 解：解：002222OHNSOCOV

16、VVV、00R0222OHNVVVVOy 0R02N 2gyVVVO 00gy02OHVVVy 理论干烟气量理论干烟气量VVVVVOHNSOCOy0002222 222SOCOROVVV kg/Nm,C.VarCO310086612 kg/Nm,S.VarSO3100702 根据根据C、S的的燃烧反应可求燃烧反应可求出：出：1008661100701008661222arararSOCOROR.S.C.VVV kgNmVNVNVararN/,79. 01008 . 079. 01002841.22300020790V.1008 . 01002841.22ararNN10011.1arH1001

17、.241001822.41ararMM1822.4110000dVk其体积为whwhGG24. 11822.4030.0161/1.293/101)(VNmKgKggdKgdkk则上式为干空气密度：干空气一般，干空气带入的水蒸汽量为含湿量其中：。量，量，雾化燃油时消耗的蒸汽雾化燃油时消耗的蒸汽其中其中KgKgGwh/（3）随同理论空气量）随同理论空气量V0带入的水蒸汽带入的水蒸汽（4）蒸汽雾化燃油带入的水蒸汽体积）蒸汽雾化燃油带入的水蒸汽体积KgNmWVMHVwhararOH/,24. 10161. 010024. 11001 .113002 KgNmWVMHVNSCVwhararararar

18、y/,24. 10161. 010024. 11001 .1179. 01008 . 01007 . 0100866. 13000 、2222ONSOCOVVVV 01-V 过过量量空空气气 的的氮氮01-790V. 的的氧氧01-210V. 01-01610V. 水水蒸蒸汽汽CO2、SO2、N2、O2、H2OOHNVVVVVVSOCOy22O222 OHNVVVVVOy22O22R 2O 2N 2gyRVVVVO OHVVVy2gy 222SOCOROVVV 根据前面所讲述的内容总结出实际根据前面所讲述的内容总结出实际烟气中各组成部分的体积表达式：烟气中各组成部分的体积表达式：2O 2N 2

19、gyRVVVVO 001 V)(VVgygy 00010161.01VVVVyyOHNVVVVVVVSOCOCOy22O222 OHNVVVSO222、2O2VVVCOCO、10086612arCOCOC.VV 100866.15 .0121.0,02coarOCVV 100866. 1,coarCOCV COOVVV 5 . 0121. 002 CO2、SO2、N2、O2、CO100%VVCOgyCO22 100%VVSOgySO22 100%VVOgyO22 100%VVNgyN22 100%VVCOgyCO 100VVVVCOSOCOgyCOSOCO2222 CORO1.866RCORO

20、)0.375S1.866(CV2ar2arargy 100866. 12arCOCOCVV 1007 . 02arSOSV COCOCOV222gy222 ROVVSOVVVCOROCOSOCO100866. 15 . 0121. 0,02coarOCVV100866. 1,coarCOCV COOVVV 5.0121.002 （一）根据烟气分析结果计算烟气容积（一）根据烟气分析结果计算烟气容积 )0.5VV(0.2179. 0COO0222 NNVV COO0ORg0.5VV0.210.79V2222 NVVVVCOOy COOVVV5 . 021. 01120 gy0N22V1000.21

21、VO185CO. 021RO. 0212gyV100 两两边边同同)()1(79. 00022NNVVV gy0N22V1000.21VO0.185CO0.21RO212 100COROVVVV2SOCOCOgy22 CORO0.79VVVV0.21O0.605CORO212SOCOCO0N22222 ）（ CORO0.79VVVV0.21O0.605CORO212SOCOCO0N22222 ）（0079. 01008 . 02VNVarN 100866. 12arCOCOCVV 1007 . 02arSOSV 1007 . 01007 . 010056. 5100866. 121. 010a

22、rarararOSHCVararararar0.375SC0.038N0.126OH2.35 22OCO)0.605(RO)1 (210.605RO)1 (21CO22O （二）烟气中的一氧化碳含量的计算（二）烟气中的一氧化碳含量的计算 121ROmax21211212222OROROO22OCO)0.605(RO)1(21 kkk0kVV11VVVVV 0.210.5VVVCOO2 0.79VV2Nk22NCOO0.21V)0.5V0.79(V11-11可可得得： kVV 一般很小，可忽略一般很小，可忽略燃料中燃料中ararNN0.791008 . 0VV2Nk kkk0kVV11VVVVV

23、 225 . 0217911NCOO COORON 222100 COOROCOO 2221005 . 0217911 222100217911OROO 2max22121121ROROO 22222121RO-100O79-2121OO 则：则： 12122ORO2max222121ROROO 或或2max2RORO 22121O 要进行锅炉受热面的传热计算，必须知道如何计要进行锅炉受热面的传热计算，必须知道如何计算空气和烟气的焓。在这里空气和烟气的焓是指在算空气和烟气的焓。在这里空气和烟气的焓是指在定压条件下，将定压条件下，将1kg1kg燃料所需的空气量或所产生的燃料所需的空气量或所产生的

24、烟气量从烟气量从00加热到加热到tt（空气）或（空气）或 （烟气）时（烟气）时所需的热量，单位为所需的热量，单位为kJ/kgkJ/kg。一、空气焓的计算一、空气焓的计算1 1、理论空气量的焓、理论空气量的焓h hk k0 0据理想气体焓的计算方法，理论空气量的焓据理想气体焓的计算方法，理论空气量的焓 2 2、实际空气量的焓、实际空气量的焓kgkJctVhkk/,)(00实际空气量的焓实际空气量的焓h hk k的计算式为的计算式为: :式中式中:(ct):(ct)k k1Nm1Nm3 3干空气连同其携带的水蒸气干空气连同其携带的水蒸气在温度在温度tt时的焓（见表时的焓（见表4-44-4）。）。

25、c ck k 1Nm1Nm3 3干空气连同其携带的水蒸气的干空气连同其携带的水蒸气的平均定压比热容，平均定压比热容，kJ/(NmkJ/(Nm3 3)二、燃烧产物焓的计算二、燃烧产物焓的计算n燃烧产物焓包括燃烧产物焓包括烟气焓烟气焓和和飞灰焓飞灰焓两部分。两部分。（一）设计锅炉时烟气焓的计算（一）设计锅炉时烟气焓的计算n设计锅炉时，按照完全燃烧计算。理论烟气是多设计锅炉时，按照完全燃烧计算。理论烟气是多种成分的混合气体，由工程热力学可知，其焓等种成分的混合气体，由工程热力学可知，其焓等于各组成成分焓的总和。所以理论烟气的焓的计于各组成成分焓的总和。所以理论烟气的焓的计算式算式: :kgkJtcV

26、hhkkkk/,00fhkyyhhhh00)1(n理论烟气焓理论烟气焓hy0为各组成成分焓之和：为各组成成分焓之和：n飞灰焓相对较小，只有当飞灰焓相对较小，只有当 才考虑才考虑（二）锅炉运行时烟气焓的计算（二）锅炉运行时烟气焓的计算yharfhfhfhyOHOHNNROROycAhhcVcVcVh100)(222222000为：飞灰焓64190,netararfhQAa100)(222222222COONROgyfhyOHOHgygyfhoHgyyCOccocNcROchcVcVhhhh容：干烟气的平均定压比热 2221212121OO 或或者者：)ORO(O()ORO(O(222222100792121100792121 )(100(792121222ROOO 解：解：= 1.25 =