燃料燃烧与燃烧设备学习教案.pptx
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1、会计学1燃料燃料(rnlio)燃烧与燃烧设备燃烧与燃烧设备第一页,共57页。燃料燃料(rnlio)的分类的分类 凡是可以燃烧并能放出较大热量的物质,都称为凡是可以燃烧并能放出较大热量的物质,都称为“燃料燃料”。供给锅炉使用的燃料,通常有以下几种:供给锅炉使用的燃料,通常有以下几种:固体燃料(煤、油母页岩、木材固体燃料(煤、油母页岩、木材(mci)(mci)、甘蔗渣等)。、甘蔗渣等)。液体燃料(重油、渣油、柴油、造纸厂废液等)。液体燃料(重油、渣油、柴油、造纸厂废液等)。气体燃料(天然气、人工煤气、液化石油气)。气体燃料(天然气、人工煤气、液化石油气)。第1页/共57页第二页,共57页。燃料燃料
2、(rnlio)的元素分的元素分析(一)析(一)燃料中含有碳(燃料中含有碳(C C)、氢()、氢(HH)、硫()、硫(S S)、氧()、氧(OO)和氮)和氮(NN)等元素及其它杂质,包括水分()等元素及其它杂质,包括水分(WW)和灰分)和灰分(hu(hu fn)fn)(A A)。)。碳(碳(C C)。是燃料中的主要成分,含碳量越高,发热量也就)。是燃料中的主要成分,含碳量越高,发热量也就越高。但碳本身要在比较高的温度下才能燃烧,纯碳是很越高。但碳本身要在比较高的温度下才能燃烧,纯碳是很难燃烧的。难燃烧的。氢(氢(HH)。是燃料中又一种主要成分,一般与碳形成化合物)。是燃料中又一种主要成分,一般与
3、碳形成化合物存在,称作碳氢化合物。氢在燃烧时能放出大量的热量。存在,称作碳氢化合物。氢在燃烧时能放出大量的热量。年代越久的煤,含氢量越少。年代越久的煤,含氢量越少。第2页/共57页第三页,共57页。燃料的元素燃料的元素(yun s)分析(二)分析(二)硫(硫(S S)。燃料中的硫由两部分组成:一部分为不可燃硫部)。燃料中的硫由两部分组成:一部分为不可燃硫部分,如无机硫,它不参加燃烧;另一部分为可燃烧部分,分,如无机硫,它不参加燃烧;另一部分为可燃烧部分,如挥发硫,它可以燃烧放出热量。但硫燃烧后生成二氧化如挥发硫,它可以燃烧放出热量。但硫燃烧后生成二氧化硫(硫(SO2SO2)和三氧化硫()和三氧
4、化硫(SO3SO3),当烟温低于露点时,二氧),当烟温低于露点时,二氧化硫和三氧化硫与烟雾中中的水分化合生成亚硫酸化硫和三氧化硫与烟雾中中的水分化合生成亚硫酸(H2SO3H2SO3)和硫酸()和硫酸(H2SO4H2SO4),对锅炉尾部受热面起腐蚀),对锅炉尾部受热面起腐蚀作用作用(zuyng)(zuyng)。对大气也会造成污染。对大气也会造成污染。氧(氧(OO)。燃料中的氧不参加燃烧,是不可燃物质。它的含)。燃料中的氧不参加燃烧,是不可燃物质。它的含量多,则燃料中的可燃物质相对减少。从而降低了燃料燃量多,则燃料中的可燃物质相对减少。从而降低了燃料燃烧时放出的热量。煤生成的时间越长,氧的含量就越
5、低。烧时放出的热量。煤生成的时间越长,氧的含量就越低。第3页/共57页第四页,共57页。燃料的元素燃料的元素(yun s)分析(三)分析(三)灰分(A)。是燃料中不可燃烧的固体矿物质,它是燃料形成时期或开采以及(yj)运输中掺入燃料中的。水分(W)。是燃料中的有害成分,它吸收燃料燃烧时放出的热量而汽化,因而直接降低燃料放出的热量,时炉膛燃烧温度降低,造成燃料着火困难。包括内在水分和外在水分两种。第4页/共57页第五页,共57页。燃料中硫对尾部燃料中硫对尾部(wi b)受热面的腐受热面的腐蚀(一)蚀(一)第5页/共57页第六页,共57页。无烟煤:含碳量无烟煤:含碳量无烟煤:含碳量无烟煤:含碳量5
6、050,挥发,挥发,挥发,挥发(huf)(huf)分分分分1010第6页/共57页第七页,共57页。燃料的工业燃料的工业(gngy)分分析析 煤的工业分析项目煤的工业分析项目(xingm)(xingm)有挥发物有挥发物(V V)、固定碳()、固定碳(C C)、灰分()、灰分(A A)、水)、水(WW)和发热量()和发热量(QQ)等五项。)等五项。第7页/共57页第八页,共57页。煤的工业煤的工业(gngy)分分析(一)析(一)挥发分(挥发分(V V)。把煤加热,首先析出水分,继续加热)。把煤加热,首先析出水分,继续加热到一定到一定(ydng)(ydng)温度时,有碳氢化合物逸出。这种气温度时,
7、有碳氢化合物逸出。这种气体可以燃烧,称为挥发分。通常规定各种煤在测定体可以燃烧,称为挥发分。通常规定各种煤在测定挥发分时统一加热温度为挥发分时统一加热温度为8502085020,加热时间约为,加热时间约为七分钟,为防止煤试样被烧掉,加热时,应隔绝空七分钟,为防止煤试样被烧掉,加热时,应隔绝空气。气。固定碳(固定碳(FCFC)和灰分()和灰分(A A)。煤中的水分全部析出后,)。煤中的水分全部析出后,残留下来的固体物质包括固定碳和灰分两部分,总残留下来的固体物质包括固定碳和灰分两部分,总成为焦炭。将焦炭在空气中加热到成为焦炭。将焦炭在空气中加热到8002580025的温度的温度下灼烧,到重量不再
8、变化时(约需两个小时)取出下灼烧,到重量不再变化时(约需两个小时)取出来冷却,这是焦炭失去的重量就是固定碳,剩余部来冷却,这是焦炭失去的重量就是固定碳,剩余部分则是灰的重量。分则是灰的重量。第8页/共57页第九页,共57页。煤的工业煤的工业(gngy)分析(二)分析(二)发热量(发热量(QQ)。)。1kg1kg燃料完全燃烧时放出的热量,称为发热量。燃料完全燃烧时放出的热量,称为发热量。燃烧的发热量有高位发热量和低位发热量两种。单位是燃烧的发热量有高位发热量和低位发热量两种。单位是KJKJkgkg。所谓低位发热量是指考虑到燃料燃烧时,所有的水分都要汽所谓低位发热量是指考虑到燃料燃烧时,所有的水分
9、都要汽化成蒸汽化成蒸汽(zhn(zhn q)q)并吸收热量,这部分热量在锅炉中随烟气并吸收热量,这部分热量在锅炉中随烟气排除而无法利用,因此燃料燃烧放出的热量应扣除这部分热排除而无法利用,因此燃料燃烧放出的热量应扣除这部分热量。若包括这部分热量就成为高位发热量。低位发热量是煤量。若包括这部分热量就成为高位发热量。低位发热量是煤的实际发热量,将低位发热量的实际发热量,将低位发热量70007000大卡公斤(大卡公斤(29309kJ29309kJkgkg)定为标准煤。)定为标准煤。水分(水分(WW)。将煤样放在烘箱中加热)。将煤样放在烘箱中加热102105102105 烘至其重量不再变化时为止(一般
10、约两个小时),煤样所失烘至其重量不再变化时为止(一般约两个小时),煤样所失去的重量占原煤样重量的百分比去的重量占原煤样重量的百分比.第9页/共57页第十页,共57页。锅炉锅炉(gul)用燃料分用燃料分类表类表 特性燃料挥发物水分灰分低位发热值大卡公斤固定碳无烟煤类5101025 3500500050类51025 500050类5101025 500050贫煤101030 450050左右20石煤13002000煤矸石15002500第10页/共57页第十一页,共57页。锅炉锅炉(gul)用燃料分类表用燃料分类表 特性燃料挥发物水分灰分低位发热值大卡公斤固定碳烟煤类2071540 2700370
11、03060类2071540 37004700类2071525 4700褐煤402030 2000350030左右燃料油97001030084左右天然气80009000第11页/共57页第十二页,共57页。各种燃料的燃烧各种燃料的燃烧(rnsho)特点(一)特点(一)煤的燃烧:预热干燥阶段,温度达到 102105时,煤中的水分 基本蒸发完全。逸出挥发分形成焦炭阶段。固定(gdng)碳的着火燃烧。固定(gdng)碳的燃烬和灰渣的形成.煤的着火温度:褐煤350,烟煤450,无烟煤700。第12页/共57页第十三页,共57页。各种燃料各种燃料(rnlio)的燃的燃烧特点(二)烧特点(二)油的燃烧:油的
12、沸点总是低于燃点,液体燃料的燃烧总是在气态下进行的。可分为油的雾化、油滴的蒸发与热分解、油气和空气混合物的形成以及可燃混合物的着火燃烧四个过程。主要分为两个(lin)阶段:一是燃烧准备阶段,此阶段需要足够的热量,以提高温度;二是燃烧阶段,此阶段需要足够的空气与油充分混合,以保证油能迅速、持续和充分地燃烧。重油的着火温度约为100150。第13页/共57页第十四页,共57页。各种燃料的燃烧各种燃料的燃烧(rnsho)特点(三)特点(三)燃气的燃烧:比较简单,它没有蒸发过程,只有燃气的燃烧:比较简单,它没有蒸发过程,只有(zh(zh y y u)u)混混合和燃烧两个过程。燃气的燃烧速度比较快,需要
13、的空气合和燃烧两个过程。燃气的燃烧速度比较快,需要的空气量比较大。量比较大。氢气燃烧时的火焰为淡蓝色,一氧化碳燃烧时也产生蓝色氢气燃烧时的火焰为淡蓝色,一氧化碳燃烧时也产生蓝色火焰,天然气在燃烧正常时,火焰颜色为蓝色。火焰,天然气在燃烧正常时,火焰颜色为蓝色。第14页/共57页第十五页,共57页。气体燃料气体燃料 天然煤气(天然气):分为气田煤气和油田伴生天然煤气(天然气):分为气田煤气和油田伴生煤气,主要成分是甲烷,还有其它碳氢化合物、煤气,主要成分是甲烷,还有其它碳氢化合物、硫化氢以及硫化氢以及(y(y j)j)少量的惰性气体。少量的惰性气体。人工煤气:根据获得的方法不同分为液化石油气、人
14、工煤气:根据获得的方法不同分为液化石油气、炼焦煤气、高炉煤气及发生炉煤气等。炼焦煤气、高炉煤气及发生炉煤气等。天然气的主要成分是甲烷(ji wn),含量可达80%98%.发热量很高。焦炉煤气含有大量的氢和甲烷(ji wn),氢占46%61%,甲烷(ji wn)占21%30%,还含有少量的氮、二氧化碳和其它杂质。高炉煤气的主要可燃成分是一氧化碳占20%30%,氢气占5%15%,含惰性气体较多,二氧化碳约占5%15%,氮气高达45%55%,所以发热量较低。城市煤气比较复杂,除用液化石油气外,常用人工煤气。人工煤气又分煤制气及油制气两大类,每类又有多种制气方法。第15页/共57页第十六页,共57页。
15、燃料油的主要燃料油的主要(zhyo)特性(一)特性(一)粘度:表示油流动性的好坏,粘度越大流动性越差,对运输及雾化影响很大,常需先行加热。常用(chn yn)恩氏粘度计测定,用E表示。恩氏粘度是t()时的油从恩氏粘度计流出的时间与同体积20的蒸馏水流出时间的比值。凝固点:重油或渣油在温度降低到一定数值时即失去流动性。将盛有重油的试管倾斜45度,重油的液面在一分钟内仍能保持不变时的温度即为这种重油的凝固点。第16页/共57页第十七页,共57页。燃料油的主要燃料油的主要(zhyo)特性(二)特性(二)闪点:重油或渣油被加热到某一温度时,如用明火接近其表闪点:重油或渣油被加热到某一温度时,如用明火接
16、近其表面,则会产生短暂的闪光,这一温度称为油的闪点。闭式面,则会产生短暂的闪光,这一温度称为油的闪点。闭式测定(如原油、汽油等)和开式测定(如重油、润滑油等)测定(如原油、汽油等)和开式测定(如重油、润滑油等)两种,开式测定的闪点一般要比闭式测定的闪点高两种,开式测定的闪点一般要比闭式测定的闪点高15251525。燃点燃点(rndi(rndi n)n):对油继续加热,当温度升高到一定值后油将会:对油继续加热,当温度升高到一定值后油将会着火燃烧,持续燃烧(时间不少于着火燃烧,持续燃烧(时间不少于5 5秒钟)时的最低温度称秒钟)时的最低温度称为油的燃点为油的燃点(rndi(rndi n)n)和着火
17、点,燃点和着火点,燃点(rndi(rndi n)n)比闪点一般要比闪点一般要高高 2030 2030。第17页/共57页第十八页,共57页。燃料油的主要燃料油的主要(zhyo)特性(三)特性(三)发热值。发热值。比重:重油在一定温度下单位体积的重量比重:重油在一定温度下单位体积的重量(zhngling)(zhngling)与同体积温度温度为与同体积温度温度为4 4的纯水的重量的纯水的重量(zhngling)(zhngling)之比。之比。硫分:低硫油硫分:低硫油0.50.5,中硫油,中硫油0.52.00.52.0,和高硫油,和高硫油2.02.0。燃料油的硫分一般应低于。燃料油的硫分一般应低于2
18、 2。同时所含。同时所含硫量高于硫量高于1 1的燃料油,必须注意锅炉尾部受热面的燃料油,必须注意锅炉尾部受热面的低温腐蚀问题。的低温腐蚀问题。第18页/共57页第十九页,共57页。层状燃烧层状燃烧(rnsho)示示意图意图第19页/共57页第二十页,共57页。链条炉燃烧链条炉燃烧(rnsho)区域分布区域分布图图第20页/共57页第二十一页,共57页。燃烧燃烧(rnsho)的条件的条件燃烧的基本条件:可燃物质。空气(氧气)。温度(wnd)。完全燃烧必须具备的条件:足够的空气。足够的炉内温度(wnd)。强烈的混合。充足的燃烧时间和空间.第21页/共57页第二十二页,共57页。理论理论(lln)空
19、气量与实际空气量空气量与实际空气量 燃料在锅炉设备燃料在锅炉设备(shbi)(shbi)中燃烧,送入的空气量不可能做中燃烧,送入的空气量不可能做到到 与燃料理想的混合,为了使燃料在炉内尽可能燃烧完全与燃料理想的混合,为了使燃料在炉内尽可能燃烧完全,实际供入的空气量称为实际空气量,必定大于理论空气实际供入的空气量称为实际空气量,必定大于理论空气量量.过剩空气系数实际供给空气量理论计算空气量过剩空气系数实际供给空气量理论计算空气量常用炉过量空气系数:常用炉过量空气系数:手烧炉手烧炉 1.31.51.31.5 链条炉链条炉 1.21.41.21.4 煤粉炉煤粉炉 1.151.25 1.151.25
20、燃油、气炉燃油、气炉 1.11.21.11.2过量空气系数的近似计算:过量空气系数的近似计算:21212121O2O2(O2O2烟气中含量百分数)烟气中含量百分数)第22页/共57页第二十三页,共57页。如何用炉膛中的火焰颜色判断,空气量是否如何用炉膛中的火焰颜色判断,空气量是否如何用炉膛中的火焰颜色判断,空气量是否如何用炉膛中的火焰颜色判断,空气量是否(sh f(sh f u)u)合适合适合适合适保持较高的炉膛温度,是燃料迅速完全燃烧的必要条保持较高的炉膛温度,是燃料迅速完全燃烧的必要条件之一。件之一。层燃锅炉(火床燃烧的锅炉),在煤层上部温度以层燃锅炉(火床燃烧的锅炉),在煤层上部温度以1
21、100130011001300为宜,火焰为宜,火焰(hu(hu yn)yn)颜色为橙色。颜色为橙色。悬浮燃烧锅炉(室燃炉),在燃烧中心温度以悬浮燃烧锅炉(室燃炉),在燃烧中心温度以13001300为为宜,火焰宜,火焰(hu(hu yn)yn)颜色为白中带橙色。颜色为白中带橙色。沸腾燃烧锅炉,沸腾层温度应保持在沸腾燃烧锅炉,沸腾层温度应保持在90010009001000.空气量适当,火焰空气量适当,火焰(hu(hu yn)yn)颜色呈橙色。颜色呈橙色。空气量过大,空气量过大,火焰火焰(hu(hu yn)yn)颜色呈亮白色。颜色呈亮白色。空气量过小,火焰空气量过小,火焰(hu(hu yn)yn)颜
22、色呈红色边发黑。颜色呈红色边发黑。第23页/共57页第二十四页,共57页。热的传播热的传播(chunb)传导:通过物体的直接接触,热量从高温物体传向低传导:通过物体的直接接触,热量从高温物体传向低温物体或物体内部从高温部分向低温部分传递的过程温物体或物体内部从高温部分向低温部分传递的过程(guchng)(guchng)。对流:依靠液体或气体本身的流动来传递热量的过程对流:依靠液体或气体本身的流动来传递热量的过程(guchng)(guchng)。辐射:是指高温物体不通过接触或流动,而以电磁波辐射:是指高温物体不通过接触或流动,而以电磁波的形式将热量向四周散发给低温物体的过程的形式将热量向四周散发
23、给低温物体的过程(guchng)(guchng)。导热系数:当温差为导热系数:当温差为1 1时,在时,在1 1的面积上每秒通过厚的面积上每秒通过厚度为度为1m1m的平壁的热量称为该物体的导热系数,它表示的平壁的热量称为该物体的导热系数,它表示物体导热能力的大小,单位为物体导热能力的大小,单位为WW(m.m.)。)。第24页/共57页第二十五页,共57页。热膨胀系数热膨胀系数热膨胀系数热膨胀系数(png zhng xsh)(png zhng xsh)(线膨胀系数(线膨胀系数(线膨胀系数(线膨胀系数(png zhng xsh)(png zhng xsh)和体膨胀系数和体膨胀系数和体膨胀系数和体膨胀
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