第二章燃料及燃料燃烧计算精选文档.ppt

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1、第二章燃料及燃料燃烧计第二章燃料及燃料燃烧计算算1本讲稿第一页，共六十一页2.1 2.1 燃料的成分及其主要特性燃料的成分及其主要特性燃料燃料:核燃料核燃料有机燃料有机燃料有机燃料有机燃料:固体燃料（煤、木料、油页岩等）固体燃料（煤、木料、油页岩等）液体燃料（石油及其产品）液体燃料（石油及其产品）气体燃料（天然气、高炉煤气、焦炉煤气等）气体燃料（天然气、高炉煤气、焦炉煤气等）电厂锅炉以煤为主要燃料，并尽量利用电厂锅炉以煤为主要燃料，并尽量利用水分和灰分含量高、水分和灰分含量高、发热量低的劣质煤。发热量低的劣质煤。本讲稿第二页，共六十一页一、煤的成分及分析基准一、煤的成分及分析基准元素分析：元素

2、分析：碳（碳（C C）、氢（）、氢（H H）、氧（）、氧（O O）、氮（）、氮（N N）、）、硫（硫（S S）工业分析：工业分析：固定碳（固定碳（FCFC）、挥发分（）、挥发分（V V）、水分（）、水分（M M）、灰分）、灰分（A A）（一）煤的组成成分及其性质（一）煤的组成成分及其性质 由碳（由碳（C C）、氢（）、氢（H H）、氧（）、氧（O O）、氮（）、氮（N N）、硫（）、硫（S S）、水分）、水分 （M M）和灰分（）和灰分（A A）组成。）组成。本讲稿第三页，共六十一页一、煤的成分及分析基准一、煤的成分及分析基准 1、碳（、碳（C）约占约占2070（收到基），（收到基），1kg碳

3、完全燃烧约放出碳完全燃烧约放出32866kJ热量。热量。存在型式：存在型式：与氢、氧、硫结合成有机物，受热时从煤中析出成为与氢、氧、硫结合成有机物，受热时从煤中析出成为挥发挥发分分；以单质形式存在称为以单质形式存在称为固定碳固定碳。碳含量越多，着火及燃烧越困难。碳含量越多，着火及燃烧越困难。本讲稿第四页，共六十一页一、煤的成分及分析基准一、煤的成分及分析基准2 2、氢（、氢（H H）发热量最高的可燃元素，发热量最高的可燃元素，1kg1kg氢完全燃烧可放出氢完全燃烧可放出120370kJ120370kJ热量。热量。约占约占2 26 6。多以碳氢化合物的形式存在。多以碳氢化合物的形式存在。3 3、

4、氧（、氧（O O）和氮（）和氮（N N）不可燃元素。不可燃元素。氧含量变化很大，少的约占氧含量变化很大，少的约占1 12 2，多的占，多的占4040 氮的含量约占氮的含量约占0.50.52.52.5。本讲稿第五页，共六十一页一、煤的成分及分析基准一、煤的成分及分析基准4 4、硫（、硫（S S）有害成分，约占有害成分，约占2 2，个别高达，个别高达8 81010。存在形式：存在形式：有机硫有机硫（与（与C C、H H、O O等结合成复杂的有机物）等结合成复杂的有机物）黄铁矿黄铁矿（FeSFeS2 2）硫酸盐硫硫酸盐硫（CaSOCaSO4 4、MgSOMgSO4 4、FeSOFeSO4 4等）。等

5、）。可燃硫或可燃硫或挥发硫挥发硫本讲稿第六页，共六十一页一、煤的成分及分析基准一、煤的成分及分析基准5 5、灰分（、灰分（A A）危害：危害：（1 1）灰分增多，可燃物减少，发热量降低，着火困难，灰渣量增加，）灰分增多，可燃物减少，发热量降低，着火困难，灰渣量增加，运行操作繁重；运行操作繁重；（2 2）灰分增加，炉内易结渣，传热恶化；）灰分增加，炉内易结渣，传热恶化；（3 3）灰分增加，烟速高，磨损受热面；烟速低，受热面易积灰，）灰分增加，烟速高，磨损受热面；烟速低，受热面易积灰，影响传热效果。影响传热效果。本讲稿第七页，共六十一页一、煤的成分及分析基准一、煤的成分及分析基准6 6、水分（、水

6、分（M M）煤中的不可燃杂质，少的占煤中的不可燃杂质，少的占2 2，多的占，多的占50506060。危害：危害：（1 1）水分增加，可燃成分相对减少，煤的发热量降低，燃烧困难，）水分增加，可燃成分相对减少，煤的发热量降低，燃烧困难，容易燃烧不完全。容易燃烧不完全。（2 2）水分吸热变成水蒸汽排出，增加烟气量，使引风机电耗增加，）水分吸热变成水蒸汽排出，增加烟气量，使引风机电耗增加，排烟损失加大。排烟损失加大。（3 3）易产生积灰、腐蚀。）易产生积灰、腐蚀。本讲稿第八页，共六十一页一、煤的成分及分析基准一、煤的成分及分析基准(二二)煤的工业分析煤的工业分析煤的工业分析煤的工业分析水分、挥发分、固

7、定碳和灰分水分、挥发分、固定碳和灰分1 1、水分（、水分（M M）全水分：全水分：实际应用状态下煤中所含水分，由实际应用状态下煤中所含水分，由外在水分外在水分（M Mf f）和）和内在内在水分水分（M Minhinh）组成。）组成。测定方法：测定方法：原煤试样放置于原煤试样放置于1051051101100 0C C（褐煤的相应温度为（褐煤的相应温度为1451450 0C C）的烘箱内约的烘箱内约2h2h，使之干燥至衡重，其失去的水分为全水分。，使之干燥至衡重，其失去的水分为全水分。本讲稿第九页，共六十一页外在水分（外在水分（M Mf f）：）：又称为表面水分，是附着于煤粒表面的外来水分，又称为

8、表面水分，是附着于煤粒表面的外来水分，可以通过自然干燥方法除去。可以通过自然干燥方法除去。测定方法：测定方法：原煤试样在温度为原煤试样在温度为2012010 0C C、相对湿度为（、相对湿度为（651651）的空）的空气中自然风干后失去的水分。气中自然风干后失去的水分。内在水分（内在水分（M Minhinh）：）：又称固有水分，指原煤失去外在水分之后所又称固有水分，指原煤失去外在水分之后所剩余的水分。剩余的水分。一、煤的成分及分析基准一、煤的成分及分析基准本讲稿第十页，共六十一页一、煤的成分及分析基准一、煤的成分及分析基准2 2、挥发分（、挥发分（V V）将失去水分的煤样置于隔绝空气的环境中，

9、加热至一定温度时，将失去水分的煤样置于隔绝空气的环境中，加热至一定温度时，煤中的有机质分解而析出的气体。煤中的有机质分解而析出的气体。成分：成分：碳氢化合物（碳氢化合物（CCm mH Hn n）、氢（）、氢（H H2 2）、一氧化碳（）、一氧化碳（COCO）、硫化氢）、硫化氢（H H2 2S S）和氧（）和氧（O O2 2）、二氧化碳（）、二氧化碳（C C2 2O O）、氮（）、氮（N N）等。）等。测定方法：测定方法：失去水分的煤样，在（失去水分的煤样，在（9001090010）0 0C C的温度下，隔绝的温度下，隔绝 空气加热空气加热7 7分钟，试样失去的质量占总质量的百分数。分钟，试样失

10、去的质量占总质量的百分数。本讲稿第十一页，共六十一页一、煤的成分及分析基准一、煤的成分及分析基准3 3、固定碳（、固定碳（FCFC）和灰分（）和灰分（A A）原煤试样除去水分、析出挥发分后，剩余部分称为原煤试样除去水分、析出挥发分后，剩余部分称为焦炭焦炭，由固，由固定碳（定碳（FCFC）和灰分（）和灰分（A A）组成。）组成。灰分测定：灰分测定：把焦炭放在箱行电炉内，在（把焦炭放在箱行电炉内，在（8501085010）0 0C C的温度下灼烧的温度下灼烧2h2h，固定碳基本燃尽，剩余的部分为灰分。，固定碳基本燃尽，剩余的部分为灰分。本讲稿第十二页，共六十一页一、煤的成分及分析基准一、煤的成分及

11、分析基准(三三)煤的成分分析基准及其换算煤的成分分析基准及其换算 常用分析基准：常用分析基准：收到基收到基(as received)、空气干燥基、空气干燥基(air dry)、干燥基干燥基(dry)、干燥无灰基、干燥无灰基(dry and ash free)。收到基（收到基（ar）以收到煤为基准计算煤中的全部成分组成以收到煤为基准计算煤中的全部成分组成本讲稿第十三页，共六十一页一、煤的成分及分析基准一、煤的成分及分析基准干燥基（干燥基（d d）以假想无水状态的煤为基准以假想无水状态的煤为基准空气干燥基（空气干燥基（ad）以与空气温度达到平衡状态的煤为基准，即供分析化验的煤样在以与空气温度达到平

12、衡状态的煤为基准，即供分析化验的煤样在实验室一定温度条件下，自然干燥失去外在水分，其余的成分组合实验室一定温度条件下，自然干燥失去外在水分，其余的成分组合便是空气干燥基。便是空气干燥基。本讲稿第十四页，共六十一页一、煤的成分及分析基准一、煤的成分及分析基准干燥无灰基（干燥无灰基（dafdaf）以假想无水、无灰状态的煤为基准以假想无水、无灰状态的煤为基准不同基准之间的换算公式不同基准之间的换算公式本讲稿第十五页，共六十一页一、煤的成分及分析基准一、煤的成分及分析基准 表表2-1 2-1 不同基准的换算系数不同基准的换算系数K K所求所求 已知已知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

13、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 1本讲稿第十六页，共六十一页 二、煤的主要特性二、煤的主要特性 主要特性包括主要特性包括煤的发热量煤的发热量、灰分熔融特性灰分熔融特性和和煤的可煤的可磨性磨性。高高位位发发热热量量(Q(Qgrgr)1kg1kg煤煤完完全全燃燃烧烧所所放放出出的的热热量量，包包括括燃燃烧烧产产物物中的水蒸汽凝结成水所放出的汽化潜热，用中的水蒸汽凝结成水所放出的汽化潜热，用Qar,gr表示。表示。低低位位发发热热量量 烟烟气气中中的的水水蒸蒸汽汽一一般般不不会会凝凝结结，凝凝结结热热无无法法利利用用，使使实实际际发

14、发热热量量降降低低。不不包包括括燃燃烧烧产产物物中中的的水水蒸蒸汽汽凝凝结结成成水水所所放放出出的的汽化潜热，用汽化潜热，用Qar,net,p表示。表示。（一）煤的发热量（一）煤的发热量 单位质量的煤完全燃烧时所释放的热量单位质量的煤完全燃烧时所释放的热量本讲稿第十七页，共六十一页（一）煤的发热量（一）煤的发热量收到基收到基 高位发热量与低位发热量之间的换算：高位发热量与低位发热量之间的换算：空气干燥基空气干燥基 高位发热量与低位发热量之间的换算：高位发热量与低位发热量之间的换算：干燥基干燥基 高位发热量与低位发热量之间的换算：高位发热量与低位发热量之间的换算：干燥无灰基干燥无灰基 高位发热量

15、与低位发热量之间的换算：高位发热量与低位发热量之间的换算：本讲稿第十八页，共六十一页（一）煤的发热量（一）煤的发热量 高位发热量高位发热量(Q(Qgrgr)各基准间的换算采用各基准间的换算采用表表2-12-1换算系数换算系数低位发热量低位发热量(Q(Qnetnet)各基准间的换算分三步进行各基准间的换算分三步进行1.1.已知基准的已知基准的 Q Qnet net 已知基准的已知基准的 Q Qgrgr2.2.已知基准的已知基准的 Q Qgr gr 所求基准的所求基准的 Q Qgr gr (采用上述换算系数采用上述换算系数)3.3.所求基准的所求基准的 Q Qgr gr 所求基准的所求基准的 Q

16、Qnetnet本讲稿第十九页，共六十一页（一）煤的发热量（一）煤的发热量 发热量的测定方法发热量的测定方法氧弹测热计的基本原理：氧弹测热计的基本原理：把把空空气气干干燥燥基基煤煤样样置置于于充充满满压压力力氧氧的的氧氧弹弹中中并并使使其其燃燃烧烧，氧氧弹弹沉沉没没于于水水中中，根根据据水水温温升升计计算算出出煤煤的的干干燥燥基基定定容容高高位发热量位发热量Qar,gr。换算为低位发热量：换算为低位发热量：硫、氮氧化物的生成热及溶于水的溶解热本讲稿第二十页，共六十一页（一）煤的发热量（一）煤的发热量标准煤标准煤 收到基低位发热量为收到基低位发热量为29310kJ/kg29310kJ/kg的燃料为

17、标准煤的燃料为标准煤 标准煤耗量标准煤耗量 折折算算成成分分 把把相相对对于于每每4190kJ/kg4190kJ/kg收收到到基基低低位位发发热热量量的的煤煤所所含含的的收收到到基基水水分、灰分和硫分，分别称为折算水分、折算灰分和折算硫分。分、灰分和硫分，分别称为折算水分、折算灰分和折算硫分。折算水分折算水分 折算灰分折算灰分 折算硫分折算硫分 Mar,zs8%高水分燃料高水分燃料Aar,zs4%高灰分燃料高灰分燃料Sar,zs0.2%高硫分燃料高硫分燃料本讲稿第二十一页，共六十一页（二）灰的熔融特性（二）灰的熔融特性灰熔点的影响因素灰熔点的影响因素 灰的成分灰的成分 各成分含量的比例各成分含

18、量的比例所处的环境介质的性质所处的环境介质的性质灰熔点灰熔点 煤灰再某一确定的温度下开始熔化，此温度定义为煤灰的煤灰再某一确定的温度下开始熔化，此温度定义为煤灰的熔熔化温度化温度，也称为，也称为灰熔点灰熔点本讲稿第二十二页，共六十一页（二）灰的熔融特性（二）灰的熔融特性 灰的熔融特性灰的熔融特性 煤灰在一定的高温区间内逐渐熔化的性质煤灰在一定的高温区间内逐渐熔化的性质 角锥法确定角锥法确定 灰的变形温度灰的变形温度 DT DT 灰的软化温度灰的软化温度 ST ST 灰的流动温度灰的流动温度 FT FT本讲稿第二十三页，共六十一页（二）灰的熔融特性（二）灰的熔融特性 灰熔点对锅炉工作的影响灰熔点

19、对锅炉工作的影响 软化温度软化温度ST1200ST1400ST14000 0C C 称为难熔灰，宜采用固态排渣；称为难熔灰，宜采用固态排渣；软化温度软化温度120012000 0CST1400CST14000 0C C 采用固态排渣；采用固态排渣；STSTDT100DT200DT2000 0C C 称为长渣，适于液态排渣炉。称为长渣，适于液态排渣炉。本讲稿第二十四页，共六十一页（三）煤的可磨性指数与磨损指数（三）煤的可磨性指数与磨损指数 煤的可磨性指数煤的可磨性指数 用来表示磨煤机将煤磨成一定细度煤粉的难易程度用来表示磨煤机将煤磨成一定细度煤粉的难易程度前苏联法（前苏联法（Kkm）：）：在风干

20、状态下，将等量的标准样煤和被测试煤由相同的初始粒度在风干状态下，将等量的标准样煤和被测试煤由相同的初始粒度磨制成同一规格的细煤粉时，所消耗的能量之比，即磨制成同一规格的细煤粉时，所消耗的能量之比，即 Eb磨制标准煤样消耗的能量；磨制标准煤样消耗的能量；Es磨制被测试煤消耗的能量。磨制被测试煤消耗的能量。K Kkmkm1.21.51.5的煤称为的煤称为易磨煤易磨煤。本讲稿第二十五页，共六十一页（三）煤的可磨性指数与磨损指数（三）煤的可磨性指数与磨损指数哈得罗法（哈得罗法（HGIHGI）：）：将规定粒度的将规定粒度的50g煤样置于实验用中速磨煤机内，磨制约煤样置于实验用中速磨煤机内，磨制约3min

21、后取出筛分后取出筛分 HGI哈氏可磨性指数；哈氏可磨性指数；D7450g50g煤中通过孔径为煤中通过孔径为74m74m筛子煤粉质量。筛子煤粉质量。HGI HGI648686的煤称为的煤称为易磨煤易磨煤。本讲稿第二十六页，共六十一页（三）煤的可磨性指数与磨损指数（三）煤的可磨性指数与磨损指数Kkm与与HGI的换算关系：的换算关系：煤的磨损指数（煤的磨损指数（Ke）煤在磨制过程中，对磨煤机金属碾磨部件磨损的轻重程度。煤在磨制过程中，对磨煤机金属碾磨部件磨损的轻重程度。冲击式磨损试验装置：冲击式磨损试验装置：在一定的试验条件下，某种煤每分钟对纯铁的磨损量在一定的试验条件下，某种煤每分钟对纯铁的磨损量

22、X X与相同与相同条件下标准煤每分钟对纯铁的磨损量的比值。标准煤每分钟能使纯铁磨损条件下标准煤每分钟对纯铁的磨损量的比值。标准煤每分钟能使纯铁磨损10mg10mg。5.0，极强。，极强。本讲稿第二十七页，共六十一页三、发电用煤的分类三、发电用煤的分类（一）发电厂用煤的质量标准（一）发电厂用煤的质量标准分类分类 根据干燥无灰基中挥发分的含量：根据干燥无灰基中挥发分的含量：无烟煤无烟煤（V Vdafdaf1010）、）、贫煤贫煤（10%10%V Vdafdaf20%20%）、）、烟煤烟煤（2020 V Vdafdaf 40 40）、）、褐煤褐煤（V Vdafdaf40%40%）。）。为反映煤的燃烧

23、特性，为反映煤的燃烧特性，电厂煤粉锅炉用煤还以电厂煤粉锅炉用煤还以VAMSTVAMST及及Q Q法分类法分类本讲稿第二十八页，共六十一页(二）各类煤质的燃烧特性二）各类煤质的燃烧特性无烟煤无烟煤碳化程度高，含碳量很高碳化程度高，含碳量很高 达达95%95%，发热量很高；，发热量很高；挥发份很少挥发份很少 小于小于10%10%，V Vdafdaf析出的温度较高，着火和燃尽均较困难析出的温度较高，着火和燃尽均较困难,储存时不易自燃。储存时不易自燃。杂质很少，水分少杂质很少，水分少贫煤贫煤挥发分含量低挥发分含量低 V Vdafdaf在在10102020，碳含量高碳含量高 50 507070，不容易着

24、火，燃烧不易结焦，不容易着火，燃烧不易结焦本讲稿第二十九页，共六十一页(二）各类煤质的燃烧特性二）各类煤质的燃烧特性烟煤烟煤含碳量较无烟煤低含碳量较无烟煤低 40407070；挥发分含量较多挥发分含量较多 20204040，易点燃，燃烧快，火焰长；，易点燃，燃烧快，火焰长；氢含量较高氢含量较高 发热量较高。发热量较高。褐煤褐煤碳化程度低，含碳量低碳化程度低，含碳量低 约为约为404050%50%，水分及灰分很高水分及灰分很高 发热量低；发热量低；挥发分含量高挥发分含量高 约约404050%50%，甚至，甚至60%60%，挥发分的析出温度低，挥发分的析出温度低，着火及燃烧均较容易。着火及燃烧均较

25、容易。本讲稿第三十页，共六十一页2.2 2.2 燃料燃烧计算燃料燃烧计算燃烧：燃烧：完全燃烧完全燃烧不完全燃烧不完全燃烧基本假设：基本假设：1.1.空气、烟气均为理想气体，每空气、烟气均为理想气体，每kmolkmol体积等于体积等于22.4Nm22.4Nm3 3；2.2.空气中只有空气中只有O O2 2和和N N2 2成分，其容积比为：成分，其容积比为：；3.3.每每kgkg燃料都是在完全燃烧的条件下计算。燃料都是在完全燃烧的条件下计算。本讲稿第三十一页，共六十一页一、燃烧所需空气量及过量空气系数一、燃烧所需空气量及过量空气系数 理论空气量理论空气量 1kg1kg（或（或1Nm31Nm3）收到

26、基燃料完全燃烧而又没有剩余氧存在）收到基燃料完全燃烧而又没有剩余氧存在时所需要的空气量，称为时所需要的空气量，称为理论空气量理论空气量，用符号，用符号V V0 0表示，单位表示，单位NmNm3 3/kg/kg（或（或NmNm3 3/Nm/Nm3 3）。）。碳完全燃烧：碳完全燃烧：C +O C +O2 2 =CO =CO2 2 12kg 22.4Nm 12kg 22.4Nm3 3 22.4Nm 22.4Nm3 3 1kg 1.866 Nm 1kg 1.866 Nm3 3 1.866 Nm 1.866 Nm3 31kg1kg收到基燃料收到基燃料本讲稿第三十二页，共六十一页一、燃烧所需空气量及过量空

27、气系数一、燃烧所需空气量及过量空气系数氢完全燃烧：氢完全燃烧：2H2H2 2 +O +O2 2 =2H =2H2 2O O 4.032kg 22.4Nm 4.032kg 22.4Nm3 3 44.8Nm 44.8Nm3 3 1kg 5.56Nm 1kg 5.56Nm3 3 11.1Nm 11.1Nm3 31kg1kg收到基燃料收到基燃料本讲稿第三十三页，共六十一页硫完全燃烧：硫完全燃烧：S +O S +O2 2 =SO =SO2 2 32kg 22.4Nm 32kg 22.4Nm3 3 22.4Nm 22.4Nm3 3 1kg 0.7Nm 1kg 0.7Nm3 3 0.7Nm 0.7Nm3 3

28、一、燃烧所需空气量及过量空气系数一、燃烧所需空气量及过量空气系数1kg1kg收到基燃料收到基燃料本讲稿第三十四页，共六十一页一、燃烧所需空气量及过量空气系数一、燃烧所需空气量及过量空气系数燃料含氧量：燃料含氧量：理论氧量理论氧量:1kg燃料燃料本讲稿第三十五页，共六十一页理论空气量理论空气量:一、燃烧所需空气量及过量空气系数一、燃烧所需空气量及过量空气系数本讲稿第三十六页，共六十一页一、燃烧所需空气量及过量空气系数一、燃烧所需空气量及过量空气系数 实际供给空气量及过量空气系数实际供给空气量及过量空气系数 实际供给空气量实际供给空气量 V Vk k 过量空气系数过量空气系数实际供给空气量与理论空

29、气量之比，实际供给空气量与理论空气量之比，V Vk k/V/V0 0或或 式中式中 用于烟气量计算；用于烟气量计算；用于空气量计算。用于空气量计算。测测量量位位置置：炉炉内内过过量量空空气气系系数数，一一般般是是指指炉炉膛膛出出口口处处的的过过量量空空气气系数系数1 1。影影响响：过过量量空空气气系系数数太太大大会会增增加加烟烟气气容容积积使使排排烟烟热热损损失失增增加加，太太小则不能保证燃料完全燃烧。小则不能保证燃料完全燃烧。本讲稿第三十七页，共六十一页一、燃烧所需空气量及过量空气系数一、燃烧所需空气量及过量空气系数 锅炉漏风系数锅炉漏风系数 漏漏风风系系数数某某一一受受热热面面的的漏漏风风

30、量量V V与与理理论论空空气气量量V V0 0之之比比，即即V/VV/V0 0。烟道任意截面处的过量空气系数烟道任意截面处的过量空气系数：炉膛出口的过量空气系数加各段烟道的漏风系数之和，炉膛出口的过量空气系数加各段烟道的漏风系数之和，即即1 1空气预热器进、出口空气侧的过量空气系数：空气预热器进、出口空气侧的过量空气系数：kykykykykyky本讲稿第三十八页，共六十一页二、燃烧产生的烟气容积计算二、燃烧产生的烟气容积计算 理论烟气容积理论烟气容积理论烟气容积理论烟气容积当过量空气系数为当过量空气系数为1 1且完全燃烧生成的烟气容且完全燃烧生成的烟气容积，用符号积，用符号V Vy y0 0，

31、单位，单位NmNm3 3/kg/kg。1kg1kg燃料完全燃烧产生烟气的容积燃料完全燃烧产生烟气的容积：二氧化碳容积二氧化碳容积V VCO2CO2 二氧化硫容积二氧化硫容积V VSO2SO2 三原子氧化物三原子氧化物V VRO2RO2 C +O2 =CO212kg 22.4Nm3 22.4Nm3 1kg 1.866Nm3 1.866 Nm3S +OS +O2 2 =SO =SO2 232kg 22.4Nm32kg 22.4Nm3 3 22.4Nm 22.4Nm3 31kg 0.7Nm1kg 0.7Nm3 3 0.7Nm 0.7Nm3 3本讲稿第三十九页，共六十一页二、燃烧产生的烟气容积计算二、

32、燃烧产生的烟气容积计算理论氮气容积理论氮气容积V0N2 包括理论空气量中所含的氮和燃烧时燃料本身释放出的包括理论空气量中所含的氮和燃烧时燃料本身释放出的氮：氮：本讲稿第四十页，共六十一页 2H 2H2 2 +O +O2 2 =2H =2H2 2O O4.032kg 22.4Nm4.032kg 22.4Nm3 3 44.8Nm 44.8Nm3 3 1kg 5.56Nm 1kg 5.56Nm3 3 11.1Nm 11.1Nm3 3理论水蒸汽容积理论水蒸汽容积V V0 0H2OH2O l燃料中氢完全燃烧生成的水蒸汽燃料中氢完全燃烧生成的水蒸汽l燃料中水分蒸发形成的水蒸汽燃料中水分蒸发形成的水蒸汽l随

33、同理论空气量随同理论空气量V V0 0带入的水蒸汽带入的水蒸汽 l蒸汽雾化燃油中的雾化蒸汽容积蒸汽雾化燃油中的雾化蒸汽容积二、燃烧产生的烟气容积计算二、燃烧产生的烟气容积计算本讲稿第四十一页，共六十一页二、燃烧产生的烟气容积计算二、燃烧产生的烟气容积计算理论水蒸汽的容积理论水蒸汽的容积V V0 0H2OH2O 理论干烟气量理论干烟气量 理论烟气量理论烟气量 本讲稿第四十二页，共六十一页二、燃烧产生的烟气容积计算二、燃烧产生的烟气容积计算 实际烟气容积（过量空气系数实际烟气容积（过量空气系数11）完全燃烧完全燃烧 实际烟气容积实际烟气容积V Vy y:包括理论烟气容积和过量空气包括理论烟气容积和

34、过量空气(-1)V0以及随这部分过量空以及随这部分过量空气进来的水蒸汽。气进来的水蒸汽。本讲稿第四十三页，共六十一页实际干烟气容积：实际干烟气容积：实际烟气容积实际烟气容积:二、燃烧产生的烟气容积计算二、燃烧产生的烟气容积计算本讲稿第四十四页，共六十一页二、燃烧产生的烟气容积计算二、燃烧产生的烟气容积计算不完全燃烧不完全燃烧 烟气中的不完全燃烧产物只有烟气中的不完全燃烧产物只有COCO。实际烟气容积：实际烟气容积：由于生成由于生成COCO2 2和生成和生成COCO的总容积不变，所以不论燃烧是否完的总容积不变，所以不论燃烧是否完全，烟气中碳的产物总容积不变，烟气的总容积增加。全，烟气中碳的产物总

35、容积不变，烟气的总容积增加。本讲稿第四十五页，共六十一页2.3 2.3 烟气分析方法烟气分析方法1、烟气分析、烟气分析 烟气分析的原因烟气分析的原因 测量炉膛出口过量空气系数，可知炉膛的空气供给量；测量炉膛出口过量空气系数，可知炉膛的空气供给量；测量锅炉排烟的过量空气系数，可确定排烟热损失；测量锅炉排烟的过量空气系数，可确定排烟热损失；测量测量COCO、H H2 2和和CHCH4 4等可燃气体成分，可求得化学不完全燃烧损失。等可燃气体成分，可求得化学不完全燃烧损失。本讲稿第四十六页，共六十一页烟气分析方法烟气分析方法化学吸收法、电气测量法、红外吸收法及色化学吸收法、电气测量法、红外吸收法及色

36、谱分析法等。谱分析法等。奥氏烟气分析仪奥氏烟气分析仪 奥氏烟气分析仪的原理奥氏烟气分析仪的原理利用选择性吸收方法来确定烟气中利用选择性吸收方法来确定烟气中 各气体成分的含量。各气体成分的含量。1、烟气分析、烟气分析本讲稿第四十七页，共六十一页一、烟气分析一、烟气分析1 1）利用氢氧化钾（）利用氢氧化钾（KOHKOH）溶液吸收）溶液吸收RORO2 2；2 2）利利用用焦焦性性没没食食子子酸酸CC6 6H H3 3（OHOH3 3）的的碱碱性性溶溶液液吸吸收收O O2 2 （同同时时也也吸收吸收RORO2 2）；）；3 3）利利用用氯氯化化亚亚铜铜的的氨氨溶溶液液CuCu（NHNH3 3）ClCl

37、吸吸收收COCO（同同时时也也 吸吸收收O O2 2）。）。本讲稿第四十八页，共六十一页一、烟气分析一、烟气分析干烟气的组成可由各组分在烟气中的容积百分数表示：干烟气的组成可由各组分在烟气中的容积百分数表示：本讲稿第四十九页，共六十一页二、运行时烟气容积和一氧化碳含量的计算二、运行时烟气容积和一氧化碳含量的计算 根据烟气分析结果计算烟气容积根据烟气分析结果计算烟气容积 干烟气容积：干烟气容积：实际烟气容积：实际烟气容积：100375.0866.1%10022222ararCOSOCOgyCOSOCOSCVVVVVVVCORO+=+=+本讲稿第五十页，共六十一页二、运行时烟气容积和一氧化碳含量的

38、计算二、运行时烟气容积和一氧化碳含量的计算 烟气中一氧化碳含量的计算烟气中一氧化碳含量的计算 燃料特性系数燃料特性系数不完全燃烧方程式不完全燃烧方程式 本讲稿第五十一页，共六十一页二、运行时烟气容积和一氧化碳含量的计算二、运行时烟气容积和一氧化碳含量的计算一氧化碳含量一氧化碳含量 完全燃烧方程式及完全燃烧方程式及RORO2 2最大值最大值 11时，时，COCO0 0：当当1 1时，时，O O2 20 0，COCO0 0本讲稿第五十二页，共六十一页二、运行时烟气容积和一氧化碳含量的计算二、运行时烟气容积和一氧化碳含量的计算 运行时过量空气系数和漏风系数的计算运行时过量空气系数和漏风系数的计算 过

39、量空气系数计算过量空气系数计算 过量空气系数可根据烟气分析结果加以确定。过量空气系数可根据烟气分析结果加以确定。不完全燃烧时不完全燃烧时过量空气中的氧容积过量空气中的氧容积 本讲稿第五十三页，共六十一页二、运行时烟气容积和一氧化碳含量的计算二、运行时烟气容积和一氧化碳含量的计算不完全燃烧时的过量空气系数：不完全燃烧时的过量空气系数：完全燃烧时的过量空气系数：完全燃烧时的过量空气系数：本讲稿第五十四页，共六十一页2.4 2.4 空气和烟气焓的计算空气和烟气焓的计算 以以1kg1kg（气体燃料以（气体燃料以1Nm1Nm3 3）燃料为计算基础，并规定）燃料为计算基础，并规定0 00 0C C时的焓值

40、等于零。时的焓值等于零。一、空气焓的计算一、空气焓的计算 理论空气焓的计算理论空气焓的计算 理论空气焓理论空气焓1kg1kg燃料燃烧所需理论空气量在定压下从燃料燃烧所需理论空气量在定压下从 0 00 0C C加热到加热到t tk k0 0C C所需要的热量。所需要的热量。c ck k1Nm1Nm3 3干空气连同水蒸汽（干空气连同水蒸汽（d dk k10g/kg10g/kg干空气）的平干空气）的平 均定压比热容。均定压比热容。本讲稿第五十五页，共六十一页一、空气焓的计算一、空气焓的计算实际空气焓的计算实际空气焓的计算 实际空气焓实际空气焓1kg1kg燃料燃烧所需实际空气量在定压下从燃料燃烧所需实

41、际空气量在定压下从 0 00 0C C加热到加热到t tk k0 0C C所需要的热量。所需要的热量。二、燃烧产物焓的计算二、燃烧产物焓的计算燃烧产物焓燃烧产物焓1kg1kg燃料燃烧生成的燃烧产物在定压（通常燃料燃烧生成的燃烧产物在定压（通常 为大气压力）下从为大气压力）下从0 00 0C C加热到加热到0 0C C所需要的所需要的 热量。热量。包括烟气焓和飞灰焓两部分，其中飞灰焓的数值较小可忽包括烟气焓和飞灰焓两部分，其中飞灰焓的数值较小可忽略，燃烧产物焓也称为略，燃烧产物焓也称为烟气焓烟气焓。本讲稿第五十六页，共六十一页二、燃烧产物焓的计算二、燃烧产物焓的计算设计锅炉时烟气焓的计算设计锅炉

42、时烟气焓的计算 设计时，烟气焓等于理论烟气焓设计时，烟气焓等于理论烟气焓h hk k0 0、过量空气焓（、过量空气焓（1 1）h hk k0 0和飞灰焓和飞灰焓h hfhfh三部分之和。三部分之和。理论烟气焓为各组成成分焓之和，即理论烟气焓为各组成成分焓之和，即 飞灰焓飞灰焓 本讲稿第五十七页，共六十一页二、燃烧产物焓的计算二、燃烧产物焓的计算锅炉运行时烟气焓的计算锅炉运行时烟气焓的计算 锅炉运行时，可根据烟气分析结果，烟气焓为干烟气焓、锅炉运行时，可根据烟气分析结果，烟气焓为干烟气焓、水蒸汽焓和飞灰焓三部分之和水蒸汽焓和飞灰焓三部分之和本讲稿第五十八页，共六十一页 思思 考考 题题1.1.煤

43、的元素分析与工业分析成分煤的元素分析与工业分析成分2.2.煤的成分基准及换算煤的成分基准及换算3.3.煤发热量的类型及换算煤发热量的类型及换算4.4.V V、M M、A A、C C、S S、STST对锅炉工作的影响对锅炉工作的影响5.5.无烟煤的特性及对锅炉运行的影响无烟煤的特性及对锅炉运行的影响本讲稿第五十九页，共六十一页书书 面面 作作 业业1.某某400t/h煤粉炉燃用煤的收到基成分为：煤粉炉燃用煤的收到基成分为：Car=47.9%，Har=3.04%，Oar=5.15%，Nar=0.86%，Sar=0.45%，Aar=34.74%，Mar=7.86%，试计算煤的干燥无灰基元素成分及灰，

44、试计算煤的干燥无灰基元素成分及灰的干燥基含量。的干燥基含量。2.在某低温级省煤器烟气入口处测得在某低温级省煤器烟气入口处测得RO2=15，而在其烟气出口处测，而在其烟气出口处测得得RO2=15.5，若该炉是负压燃烧系统，试分析该结果是否正确，为什，若该炉是负压燃烧系统，试分析该结果是否正确，为什么？么？本讲稿第六十页，共六十一页书书 面面 作作 业业3.已知某台锅炉，运行中用奥氏烟气分析仪测得炉膛出口处的已知某台锅炉，运行中用奥氏烟气分析仪测得炉膛出口处的O2=6，省煤器出口处的，省煤器出口处的O2=10，试求算这一段烟道的漏风系，试求算这一段烟道的漏风系数。数。4.如果相同质量的同种燃料不完全燃烧时仅产生如果相同质量的同种燃料不完全燃烧时仅产生CO，在相同的过，在相同的过量空气系数下不完全燃烧生成的烟气与完全燃烧生成的烟气相比，量空气系数下不完全燃烧生成的烟气与完全燃烧生成的烟气相比，总烟气容积和烟气中氧气的容积如何变化，为什么？总烟气容积和烟气中氧气的容积如何变化，为什么？本讲稿第六十一页，共六十一页