燃料及燃料燃烧计算.pptx
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1、会计学1燃料及燃料燃烧计算燃料及燃料燃烧计算2一、煤的成分及分析基准一、煤的成分及分析基准一、煤的成分及分析基准一、煤的成分及分析基准元素分析:碳(C)、氢(H)、氧(O)、氮(N)、硫(S)工业分析:固定碳(FC)、挥发分(V)、水分(M)、灰分(A)(一)煤的组成成分及其性质 由碳(C)、氢(H)、氧(O)、氮(N)、硫(S)、水分(M)和灰分(A)组成。第1页/共60页3一、煤的成分及分析基准一、煤的成分及分析基准一、煤的成分及分析基准一、煤的成分及分析基准1、碳(C)约占2070(收到基),1kg碳完全燃烧约放出32866kJ 热量。存在型式:与氢、氧、硫结合成有机物,受热时从煤中析出
2、成为挥发分;以单质形式存在称为固定碳。碳含量越多,着火及燃烧越困难。第2页/共60页4一、煤的成分及分析基准一、煤的成分及分析基准一、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、氧(O)和氮(N)不可燃元素。氧含量变化很大,少的约占12,多的占40 氮的含量约占0.52.5。第3页/共60页5一、煤的成分及分析基准一、煤的成分及分析基准一、煤的成分及分析基准一、煤的
3、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)。可燃硫或挥发硫第4页/共60页6一、煤的成分及分析基准一、煤的成分及分析基准一、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)灰分增多,可燃物减少,发热量
4、降低,着火困难,灰渣量增加,运行操作繁重;量增加,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。灰,影响传热效果。第5页/共60页7一、煤的成分及分析基准一、煤的成分及分析基准一、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)水分增加,可燃成分相
5、对减少,煤的发热量降低,燃烧困难,容易燃烧不完全。困难,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)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。增加,排烟损失加大。(3 3)易产生积灰、腐蚀。)易产生积灰、腐蚀。第6页/共60页8一、煤的成分及分析基准一、煤的成分及分析基准一、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、固定碳和灰分水分、挥发分、固定碳和灰分1、水分(M)l全水分:实际应用状态下煤中所含水分,由外在水分(Mf)和内在水分(Minh)组成。测定方法:原煤试样放
6、置于1051100C(褐煤的相应温度为1450C)的烘箱内约2h,使之干燥至衡重,其失去的水分为全水分。第7页/共60页9l外在水分(Mf):又称为表面水分,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。测定方法:原煤试样在温度为2010C、相对湿度为(651)的空气中自然风干后失去的水分。l内在水分(Minh):又称固有水分,指原煤失去外在水分之后所剩余的水分。一、煤的成分及分析基准第8页/共60页10一、煤的成分及分析基准一、煤的成分及分析基准一、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,加热至一定温度将失去水分
7、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。时,煤中的有机质分解而析出的气体。成分:碳氢化合物(CmHn)、氢(H2)、一氧化碳(CO)、硫化氢(H2S)和氧(O2)、二氧化碳(C2O)、氮(N)等。测定方法:失去水分的煤样,在(90010)0C的温度下,隔绝 空气加热7分钟,试样失去的质量占总质量的百分数。第9页/共60页11一、煤的成分及分析基准一、煤的成分及分析基准一、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
8、焦炭焦炭,由固定碳(由固定碳(FCFC)和灰分()和灰分(A A)组成。)组成。灰分测定:把焦炭放在箱行电炉内,在(85010)0C的温度下灼烧2h,固定碳基本燃尽,剩余的部分为灰分。第10页/共60页12一、煤的成分及分析基准一、煤的成分及分析基准一、煤的成分及分析基准一、煤的成分及分析基准(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)(as received)、空气干燥基、空气干燥基(air dry)(air dry)、干燥基干燥基(dry)(dry)、干燥无灰基、干燥无灰基(dry and ash free)(
9、dry and ash free)。收到基(ar)以收到煤为基准计算煤中的全部成分组成第11页/共60页13一、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(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。第12页/共60页14一、煤的成分及分析基准一、煤的成分及分析基准干燥无灰基(daf)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第13页/共60页15一、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
10、同基准的换算系数不同基准的换算系数K K所求 已知收到基空气干燥基干燥基干燥无灰基收到基1空气干燥基1干燥基1干燥无灰基1第14页/共60页16 二、煤的主要特性二、煤的主要特性 主要特性包括煤的发热量、灰分熔融特性和煤的可磨性。高位发热量(Qgr)1kg煤完全燃烧所放出的热量,包括燃烧产物中的水蒸汽凝结成水所放出的汽化潜热,用Qar,gr表示。低位发热量 烟气中的水蒸汽一般不会凝结,凝结热无法利用,使实际发热量降低。不包括燃烧产物中的水蒸汽凝结成水所放出的汽化潜热,用Qar,net,p表示。(一)煤的发热量单位质量的煤完全燃烧时所释放的热量第15页/共60页17(一)煤的发热量(一)煤的发热
11、量(一)煤的发热量(一)煤的发热量收到基 高位发热量与低位发热量之间的换算:空气干燥基 高位发热量与低位发热量之间的换算:干燥基 高位发热量与低位发热量之间的换算:干燥无灰基 高位发热量与低位发热量之间的换算:第16页/共60页18(一)煤的发热量(一)煤的发热量(一)煤的发热量(一)煤的发热量 高位发热量(Qgr)各基准间的换算采用表2-1换算系数低位发热量(Qnet)各基准间的换算分三步进行1.已知基准的 Qnet 已知基准的 Qgr2.已知基准的 Qgr 所求基准的 Qgr (采用上述换算系数)3.所求基准的 Qgr 所求基准的 Qnet第17页/共60页19(一)煤的发热量(一)煤的发
12、热量(一)煤的发热量(一)煤的发热量 发热量的测定方法氧弹测热计的基本原理:把空气干燥基煤样置于充满压力氧的氧弹中并使其燃烧,氧弹沉没于水中,根据水温升计算出煤的干燥基定容高位发热量Qar,gr。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第18页/共60页20(一)煤的发热量(一)煤的发热量(一)煤的发热量(一)煤的发热量标准煤 收到基低位发热量为29310kJ/kg的燃料为标准煤 标准煤耗量 折算成分 把相对于每4190kJ/kg收到基低位发热量的煤所含的收到基水分、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 折算灰分 折算硫分 Mar,zs8%高水分燃料Aar,
13、zs4%高灰分燃料Sar,zs0.2%高硫分燃料第19页/共60页21(二)灰的熔融特性(二)灰的熔融特性(二)灰的熔融特性(二)灰的熔融特性灰熔点的影响因素 灰的成分 各成分含量的比例所处的环境介质的性质灰熔点 煤灰再某一确定的温度下开始熔化,此温度定义为煤灰的熔化温度,也称为灰熔点第20页/共60页22(二)灰的熔融特性(二)灰的熔融特性(二)灰的熔融特性(二)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 角锥法确定 灰的变形温度 DT 灰的软化温度 ST 灰的流动温度 FT第21页/共60页23(二)灰的熔融特性(二)灰的熔融特性(二)灰的熔融特性(二)灰的熔融特性
14、灰熔点对锅炉工作的影响 软化温度ST14000C 称为难熔灰,宜采用固态排渣;软化温度12000CST14000C 采用固态排渣;STDT2000C 称为长渣,适于液态排渣炉。第22页/共60页24(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(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 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(Kkm):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 Eb磨制标准煤样消耗的能量;Es磨制被测试煤消耗的能量。Kkm1.5的煤称为易磨煤。第23页/共
15、60页25(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(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(HGI):将规定粒度的50g煤样置于实验用中速磨煤机内,磨制约3min后取出筛分 HGI哈氏可磨性指数;D7450g煤中通过孔径为74m筛子煤粉质量。HGI86的煤称为易磨煤。第24页/共60页26(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(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HGI的换算关系: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。冲击式磨损试验装置:在一定的试验条件下,某种
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