锅炉燃料及燃烧计算.ppt

第三章锅炉燃料及燃烧计算 

§3-1 锅炉用燃料
§3-2 煤的特性
§3-3 液体燃料
§3-4 气体燃料
§3-5 燃料的燃烧计算
燃料是指可以燃烧并能释放出热能加以利用的物质。燃料是锅炉的食粮,只有连续不断地将燃料送入锅炉炉膛,并使之充分燃烧放热,才能保证锅炉的连续运行。锅炉的安全经济运行及其燃烧设备的选用都与燃料的种类和品质有密切的关系。因此,了解燃料的分类、组成及其特性是十分必要的。
燃料的燃烧计算包括燃烧所需提供的空气量、燃烧生成的烟气量和空气及烟气的焓的计算,是锅炉热力计算的一部分,燃烧计算的结果为锅炉的热平衡计算、传热计算和通风设备选择提供可靠的依据。
基本要求
1、应掌握煤中成分对锅炉工作的影响(重点);
2、应掌握燃料成分的几种表示方法及换算;
3、了解液体燃料、气体燃料的特性;
4、熟练掌握燃料的燃烧计算方法(难点);
5、重要的基本概念:低位发热量、标准煤、过量空气系数、灰的特征温度。
§3-1 锅炉用燃料
锅炉设备(包括电站锅炉和工业锅炉)燃烧所用的燃料按物理状态可分为固体燃料、液体燃料和气体燃料三大类。具体表示如下:
煤——无烟煤、贫煤、烟煤、褐煤、泥煤
固体燃料——油页岩
木材
液体燃料——石油及其制品——轻油、柴油、重油
气体燃料——天然气、液化石油气
煤气——城市煤气、高炉煤气、焦炉煤气
§3-2 煤的成分及特性
一、煤的成分表示方法
煤的成分表示方法有:元素分析和工业分析。为了进行燃料的燃烧计算和了解煤的某些特性,常将煤的成分分为:碳(C)、氢(H)、氧(O)、硫(S)、氮(N)、水分(M)和灰分(A),但煤不是这些成分的机械混合物,而是一种极为复杂的化合物。煤的工业分析是测定煤中水分(M) 、挥发份(V)、固定碳(FC)和灰分(A)的含量。
二、煤中某些成分对锅炉工作的影响
1、挥发分
失去水分的煤样在隔绝空气下加热到850℃,使燃料中有机物分解而析出的气体产物,称为挥发分。不同燃料开始放出挥发分的温度是不同的。挥发分多的煤容易着火,也易于燃尽,燃烧的损失较少。因为一方面挥发分主要是气体可燃物,其着火温度低,着火容易;另一方面在挥发分析出后,燃料表面呈多孔性,与空气接触的机会增多。挥发分的含量是对煤进行分类的重要依据。
二、煤中某些成分对锅炉工作的影响
2、水分
水分是燃料中的主要杂质。由于它的存在,不仅使燃料中可燃元素相对减少,发热量降低,而且在燃烧时水分蒸发还要吸收热量,使炉膛温度降低,燃料着火困难,排烟带走的热损失增加,同时还可能加剧尾部低温受热面的低温腐蚀和堵灰。水分增大,对过热汽温也有影响,一般经验数据为:水分增加1%,℃。各种固体燃料的水分含量变化很大,在5-60%范围内变动。
二、煤中某些成分对锅炉工作的影响
3、灰分
灰分是燃料中不可燃的固体矿物杂质。由于灰分的存在,使固体燃料的发热量降低,燃料着火、燃烧困难,增加运煤、出灰的工作量和运输费用。此外,灰分中的一部分飞灰在锅炉中随烟气流动,造成受热面和引风机磨损,排入大气污染环境。若灰的熔点过低,会造成炉排和受热面结渣,影响传热和正常燃烧。固体燃料中灰分含量变化很大,一般为5-40%。通常将灰分含量超过40%的煤称为劣质煤。
二、煤中某些成分对锅炉工作的影响
4、硫分
煤中的硫包括三种形态,即有机硫、硫化铁硫和硫酸盐硫。前两种硫能参加燃烧,称为可燃硫,后一种硫不参加燃烧,算在灰分中。硫的燃烧产物二氧化硫(SO2)和三氧化硫(SO3)气体,它们能与烟气中凝结的水蒸气化合成亚硫酸或硫酸,对锅炉低温受热面会引起腐蚀作用;二氧化硫、三氧化硫随烟气排入大气中会污染环境,对人体和动植物产生危害,所以燃料中的硫是一种有害成分。
三、煤的成分计算基准
煤中的水分和灰分的含量随外界条件而变化,其它成分的百分量也将随之变更。所以,在说明各种成分的百分含量时,必须同时注明百分数的基数。常用的基准有以下几种:
(1)收到基ar(应用基y ):以进入锅炉房准备燃烧的煤为分析基准。在锅炉热力计算中,均采用收到基成分。
(2)空干基ad(分析基f ):以在实验室条件下(温度为20℃,相对湿度为60%)进行自然干燥失去外在水分后的煤作为分析基准。
(3)干燥基d (干燥基g ):以除去全部水分的干燥煤作为分析基准。
(4)干燥无灰基daf(可燃基r ):以除去全部水分和灰份的煤作为分析基准。