锅炉和锅炉房设备第二章.ppt

1、锅炉及锅炉房设备,锅炉及锅炉房设备,2.1 锅炉的燃料,2.2 燃料的成分与分析,2.3 燃料的发热量,2.4 燃料的燃烧计算,第二章 燃料及燃烧计算,返 回,2.1锅炉的燃料,第二章,锅炉的燃料,2.1 燃料的化学成分及其性质,一、 固体燃料（煤、油页岩、木柴、垃圾、煤矸石）,第二章,1. 无烟煤又称白煤：挥发分含量很少、含碳量很高，着火困难、不易燃尽烧透，燃烧无烟。 2. 烟煤：含碳量高、挥发分也高，易于着火和燃烧，燃烧时多烟。 3. 褐煤：挥发分很高，容易着火，含水量高，燃烧时多烟。 4. 劣质煤： 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

2、低 油页石：灰分含量高，易粉碎，易风化,2.1 燃料的化学成分及其性质,二、 液体燃料（燃油、轻柴油、重油）,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（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,2.1 燃料的化学成分及其性质,2. 密度：油的密度与其温度有关，

3、以20时的密度作为标准密度，它一般在0.80.98t/m3之间，常用轻柴油的密度约为0.8t/m3,3. 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. 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。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。一般油的燃点比它的闪点高20-30 ，燃油的闪点为80130 ，油的加热温度必须低于油的闪点。,第二章,2.1 燃料的化学成分及其性质,5. 燃油的含硫量：燃油的含硫量(质量分

4、数)。,6. 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：密度大、粘度大、燃点和闪点较高 柴油：粘度小，含硫量小，轻柴油易挥发,第二章,三、 气体燃料,2.1 燃料的化学成分及其性质,第二章,2.2 燃料成分与分析,第二章,2.2 燃料成分与分析,第二章,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碳(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氢(H)：重要的燃

5、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(S)：可燃有害成分，约占可燃成分的8%，分为可燃硫（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。,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,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,第二章,4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)。,2.3 燃料的发热量,1千卡=1000卡 1千焦=1000焦耳 1千卡&1大卡1000

6、卡 1千卡&1大卡=4.187千焦（kJ） 1卡4.187焦耳,2.3 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。,2.3 燃料的发热量,二、气体燃料发热量与华白指数,气体发热量也分为低位发热量和高位发热量 华白指数：表示燃气可置换性的参数。华白指数相同，则在

7、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,2.3 燃料的发热量,2.3 燃料的发热量,2.4 锅炉中燃料的燃烧计算,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。,2.4 锅炉中燃料的燃烧计算,2.4 锅炉中燃料的燃烧计算,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,2.4 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

8、空气量=各元素完全燃烧所需空气量总和-自身所含氧量的折算量,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。,2.4 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 22.4NM3 22.4NM3,1kg 0.7NM3 0.7NM

9、3,2.4 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：,2.4 锅炉中燃料的燃烧计算,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),2.4 锅炉中燃料的燃烧计算,差值（VK-VK0) 过剩空气量,2.4 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。

10、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 =“-,2.4 锅炉中燃料的燃烧计算,额 定 负 荷 下 锅 炉 各 段 烟 道 中 的 漏 风 系 数 a,2.4 锅炉中燃料的燃烧计算,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,烟气的危害与成分,产生二氧化硫，生成亚硫酸,二氧化碳,2.4 锅炉中燃料的燃烧计算,2、理论烟气量,1kg接收基燃料在理论空气量的条件下完全燃烧，其生成的烟气量称为理论烟气量，用符号表示V0y 单位：Nm3/kg 其经验公式：,2.4

11、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,实际烟气量=理论空气量+过量空气量,对于燃气锅炉的实际烟气量,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,2.4 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)。,2.4 锅炉中燃料的燃烧计算,2.4 锅炉中燃料的燃烧计算,三、露点温度 露点的温度与燃料的种类和空气

12、的过量情况有关。它一般在40-65。 这种伤害主要发生在燃烟煤炉、燃油炉和燃木柴炉中。因为在烟煤、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，无烟煤只产生很少量的水。 防止结露的方法： 1、烟气温度不能低于露点。 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低 3、锅炉受热面必须采用抗酸腐蚀的材料。,2.4 锅炉中燃料的燃烧计算,四、烟气的测量与分析,1一烟气入口； 2一三通旋塞； 3一梳形管； 4-吸收剂瓶(I、)； 5一量简； 6一水准瓶； 吸收荆瓶I：KOH或NaOH溶液，测定R02； 吸收剂瓶：焦性没食子酸的碱溶液，测定02； 吸收剂瓶：CuCl溶液，测定

13、CO；经过三个瓶子后剩余为N2,2.4 锅炉中燃料的燃烧计算,2.4 锅炉中燃料的燃烧计算,五、烟气分析结果的应用,根据烟气分析所得的结果和燃料的元素分析成分，可以计算出锅炉的烟气量、烟气中的CO含量和过量空气系数,1烟气量的计算 燃料不完全燃烧时的实际烟气量可按式(2-34)计算,2.4 锅炉中燃料的燃烧计算,2烟气中的CO的含量 由于在锅炉的实际燃烧过程中，CO含量较少，使用奥氏烟气分析仪测量不很精确，可按式(235)计算(若使用电子式测量仪，则可直接得出CO含量）,2.4 锅炉中燃料的燃烧计算,2.5 烟气焓的计算,焓表示流体的压力与内能的总和，流体的P和T增加，其焓也升高,烟气的焓,2.5 烟气焓的计算,1.理论烟气量的焓的计