鍋爐及鍋爐房設(shè)備ppt講課講稿

1、鍋爐及鍋爐房設(shè)備PPT1碳（C）碳是煤中主要的可燃元素。1kg純碳完全燃燒可放出32866kJ熱量。含碳量愈多的煤，其發(fā)熱量也愈高。純碳的著火溫度較高，煤中的碳含量愈高愈難著火，燃燒過程也愈緩慢，燃盡時(shí)間也愈長(zhǎng)。2氫（H）氫是煤中重要可燃元素，其熱值較純碳高得多，是碳的3、8倍。氫的著火溫度較低，所以，煤中氫的含量愈多對(duì)燃燒愈有利。3硫（S）硫是煤中的有害元素，它雖燃燒，但發(fā)熱量不大，1kg硫完全燃燒放出9050kJ熱量。煤中硫分為可燃硫和不可燃硫?？扇剂虬ㄓ袡C(jī)硫和硫鐵礦硫，但硫的燃燒產(chǎn)物是SO和SO。而硫酸鹽硫?qū)儆诓豢扇紵?，成為灰分的一部分?、氧（O）和氮（N）氧和氮是煤中的不可燃元素。

2、由于它們的存在，煤中的可燃碳和可燃?xì)涞暮繙p少，降低了煤的發(fā)熱量。在高溫條件下，氮被氧化生成NOX，隨煙氣排入大氣，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。在各種煤中，氧的含量是1%2% ，氮的含量在0.5%2.0%之間。5、灰分（A）灰分是煤中固態(tài)不可燃物。是煤中的主要雜質(zhì)。由于灰分的存在，減少了煤中可燃成分的含量、降低了煤的發(fā)熱量；灰分增加了煤的開采、運(yùn)輸?shù)墓ぷ髁?；灰分在煤的加工和磨制過程中，增加了電能的消耗和設(shè)備的磨損；灰分影響煤的著火、燃燒和燃盡，造成鍋爐受熱面結(jié)渣、積灰、磨損和腐蝕，使傳熱效果下降，降低了鍋爐效率；飛灰隨煙氣排入大氣，污染環(huán)境。 煤中灰分的含量與開采、運(yùn)輸和儲(chǔ)存有關(guān)。波動(dòng)幅度很大，一般在

3、5%35%之間，劣質(zhì)煤中灰分高達(dá)75%。 6、水分（M）水分是煤中的不可燃成分，它占據(jù)了煤中可燃成分的含量，使煤的發(fā)熱量降低。由于水分的存在：對(duì)煤的加工和磨制造成困難，而且增加了能量的消耗；水分對(duì)煤的預(yù)熱干燥階段非常不利，使?fàn)t膛溫度下降，造成著火困難。水分在高溫下汽化成水蒸氣，成為煙氣的一部分，增加了排煙熱損失。水分在煤中也是以兩種形態(tài)存在：外水分W：煤在開采、運(yùn)輸、儲(chǔ)存和洗選過程中帶進(jìn)的水分。通過自然干燥而除去。內(nèi)水分W：吸附和凝聚在煤塊內(nèi)部毛細(xì)孔中的水分，也稱固有水分。內(nèi)水分不易蒸發(fā)，在105110溫度下可以烘干。 為便于燃料的熱工計(jì)算和燃燒機(jī)理分析，對(duì)煤的各組成成分用相應(yīng)的質(zhì)量百分比表示

4、，各成分質(zhì)量百分比的總和為100%。即元素分析 C + H + O + N + S + A + W = 100%（二）煤的各種“基”的表示方法和基的換算1、煤的各種“基”的表示方法1）接收基（應(yīng)用基）接收基表示實(shí)際應(yīng)用的煤（爐前煤）中各組成成分的質(zhì)量百分比總和。用下角標(biāo)ar表示。其表達(dá)式為Car + Har + Oar + Nar + Sar + Aar + Mar =100% 注：在進(jìn)行鍋爐熱工計(jì)算以及分析鍋爐運(yùn)行工況時(shí)，以接收基作為原始依據(jù)。 2）空氣干燥基空氣干燥基表示不含外水分條件下，煤中各組成成分的質(zhì)量百分比總和，用下角標(biāo)ad表示。其表達(dá)式為：Cad + Had + Oad + Na

5、d + Sad + Aad + Mad =100%3）干基干基表示不含水分條件下，煤中各組成成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)總和。它用下角標(biāo)d表示。其表達(dá)式為 Cd + Hd + Od + Nd + Sd + Ad + Md =100%4）干燥無灰基（可燃基）干燥無灰基表示不含水分和灰分條件下，煤中各組成成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)總和。用下角標(biāo)daf表示。其表達(dá)式為：Cdaf + Hdaf + Odaf + Ndaf + Sdaf + Adaf + Mdaf =100% 2、各種基的表示方法 3、四種“基”的換算各種“基”可以相互換算，按下式進(jìn)行 B = KA 式中 A已知“基”的相應(yīng)成分； B換算“基”的相應(yīng)成分； K換

6、算系數(shù)，如表21所示。二、煤的工業(yè)分析及燃燒特性煤的工業(yè)分析是測(cè)定煤的水分（M）、灰分（A）、揮發(fā)分（V）、固定碳（Cgd）的含量。煤的工業(yè)分析成分是用質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示的。即 C + V + M + A = 100煤的工業(yè)分析的內(nèi)容還包括煤的發(fā)熱量測(cè)定、煤灰熔融性測(cè)定。（一）揮發(fā)分（V）煤在限定條件下隔絕空氣加熱后，所得揮發(fā)性有機(jī)物質(zhì)稱為揮發(fā)分。煤中揮發(fā)分的主要成分是碳?xì)浠衔铩錃獾?。煤的揮發(fā)分與煤的種類、煤的碳化程度關(guān)系密切，煤齡愈久遠(yuǎn)，揮發(fā)分含量愈少，揮發(fā)分逸出的溫度和煤的著火溫度相應(yīng)也愈高，與此相反，煤齡愈短，揮發(fā)分含量愈高，揮發(fā)分逸出溫度愈低，著火溫度也愈低，則此種煤量容易燃燒。（二）灰

7、分（A）灰分是指煤完全燃燒后殘留的固定物質(zhì)。（三）水分（M）水分是指煤中的全部水分，包括外水分和內(nèi)水分。（四）固定碳（Cgd）從煤的試樣中減去其中的灰分、水分及揮發(fā)分，剩下的質(zhì)量就是煤的固定碳含量。（五）煤灰熔融性（灰熔點(diǎn)）灰熔點(diǎn)是指灰的融化溫度?；胰埸c(diǎn)對(duì)鍋爐的燃燒工況影響很大，是煤灰的重要指標(biāo)之一。通常采用“角錐法”測(cè)定其熔融性。角錐法，就是將灰樣制成高為20mm。底面為邊長(zhǎng)7mm的正三角形、且一個(gè)棱面垂直于底面的灰錐體，然后將灰錐體置于弱還原性氣氛的高溫加熱爐中升溫加熱，觀察或拍攝試樣變化情況，并記錄灰錐體形狀發(fā)生變 化情況，并記錄灰錐體形狀發(fā)生變化的三個(gè)特征溫度：變形溫度t1（灰錐體尖端

8、開始變圓或彎曲時(shí)的溫度）；軟化溫度t2（灰錐體彎曲且錐尖觸及底板，或灰錐體變成球形，或高度小于等于底邊長(zhǎng)度的半球形時(shí)的溫度）；熔融溫度t3（灰錐體完全熔化或展開成高度小于等于1.5mm的薄層時(shí)的溫度）。（六）煤的發(fā)熱量（Q）及折算成分煤的發(fā)熱量是指單位質(zhì)量的煤完全燃燒時(shí)所放出的全部熱量，單位為kJ/kg。煤的發(fā)熱量分為高位發(fā)熱量和低位發(fā)熱量?jī)煞N。 高位發(fā)熱量是指1kg煤完全燃燒后所產(chǎn)生的全部熱量，包括水蒸汽全部凝結(jié)成水所放出的凝結(jié)熱（數(shù)值上等于汽化潛熱），高位發(fā)熱量用Qgr, 表示，單位為kJ/kg。低位發(fā)熱量是指1kg煤完全燃燒后所產(chǎn)生的全部熱量中，減去其中水蒸氣凝結(jié)時(shí)放出的凝結(jié)熱，低位發(fā)熱

9、量用Qnet, 表示，單位為kJ/kg。燃煤工業(yè)鍋爐的排煙溫度一般在160200之間，煙氣中的水蒸氣處于蒸汽狀態(tài)，其汽化潛熱隨煙氣帶走，所以，在燃燒鍋爐的熱工計(jì)算中，均采用低位發(fā)熱量作為計(jì)算依據(jù)。1、標(biāo)準(zhǔn)煤的概念由于各種煤的發(fā)熱量差別很大，為了便于比較不同型式鍋爐的燃煤消耗量，故引出標(biāo)準(zhǔn)煤的概念。標(biāo)準(zhǔn)煤：將接收基的低位發(fā)熱量為29308kJ/kg的煤規(guī)定為標(biāo)準(zhǔn)煤。對(duì)于不同的鍋爐所作用的不同煤種，可以通過下式換算成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)煤來進(jìn)行比較。式中 Bb折算成標(biāo)準(zhǔn)煤的消耗量（kg/h）;B實(shí)際煤的消耗量（kg/h）；Qnet,v,ar實(shí)際煤的接收基低位發(fā)熱量(kJ/kg)。2煤的發(fā)熱量的確定煤的發(fā)熱量

10、通常用實(shí)驗(yàn)方法測(cè)定，也可以根據(jù)燃料的元素分析及工業(yè)分析的結(jié)果進(jìn)行近似計(jì)算得出。計(jì)算褐煤、煙煤、無煙煤發(fā)熱量的經(jīng)驗(yàn)公式Qgr ,v,daf=335(327)Cdaf+1298(1256)Hdaf+63Sdaf-105Odaf-21(Ad-10) 29308,arvnetbBQB三、煤的分類煤的組成比較復(fù)雜，目前國(guó)內(nèi)尚無統(tǒng)一的劃分方法。按煤的接收基水分及灰分含量，將煤分為無煙煤、貧煤、煙煤、褐煤、劣質(zhì)煤等五類。（一）無煙煤物理性質(zhì)：無煙煤呈灰黑色，表面具有金屬光澤，質(zhì)地堅(jiān)硬。 化學(xué)性質(zhì)：無煙煤的干燥無灰基揮發(fā)分Vdaf10%，揮發(fā)分析出溫度較高，著火比較困難，不易燃盡。無煙煤的煤齡最長(zhǎng)，炭化程度很

11、深，含碳量高，灰分含量都不多，發(fā)熱量高，Qnet,v,ar2200028000kJ/kg。燃燒時(shí)無煙，火焰很短，呈淺黃色，焦渣特性呈粉狀。 （二）貧煤貧煤的揮發(fā)分較低，Vdaf10%20%。不易著火和燃燒，燃燒時(shí)火焰較短，焦結(jié)性差；發(fā)熱量較高，介于無煙煤和煙煤之間。（三）煙煤煙煤揮發(fā)分含量很高，Vdaf20%40%；含碳量也高，接收基碳Car40%60%或更高。煙煤的發(fā)熱量較高，Qnet,v,ar2000027000kJ/kg。煙煤大多為有光澤的黑色均勻體，質(zhì)地松軟，燃燒時(shí)火焰比較長(zhǎng)、煙多。（四）褐煤褐煤是煤齡較短、炭化程度較低的煤，揮發(fā)分含量高，Vdaf40%50%，燃燒時(shí)揮發(fā)分析出溫度也低

12、，故很容易 著 火 燃 燒 ； 褐 煤 的 發(fā) 熱 量 不 高 ， Qn e r , v , a r Vdaf100015000kJ/kg。褐煤呈棕褐色，因故而得名。褐煤質(zhì)地松脆，容易風(fēng)化，容易自燃，難于儲(chǔ)存，也不宜遠(yuǎn)運(yùn)，屬于地方性燃料。（五）劣質(zhì)煤主要指泥煤、油葉巖和煤矸石。（內(nèi)蒙古少用）第二節(jié) 液體燃料的組成及特性鍋爐所用液體燃料通常是指石油制品。一、燃料油的組成鍋爐燃料使用的液體燃料都是石油煉制過程中的產(chǎn)品或副產(chǎn)品，主要有渣油、重油、柴油等。燃料油是由各種碳?xì)浠衔锝M成的復(fù)雜的混合物。從元素分析成分看，與煤一樣，也是由碳、氫、氧、氮、硫、灰分、水分等七種成分所組成，對(duì)各組成成分用相應(yīng)的質(zhì)

13、量占總質(zhì)量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示，各成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)的總和為100%。即C + H + O + N + S + A + M = 100%七種組成成分同煤。燃料油的元素成分“基”的表示方法和煤一樣，分為四種：接收基、空氣干燥基、干基與干燥無灰基，實(shí)際應(yīng)用較多的是接收基基準(zhǔn)。 二、燃料油的特性燃料油是一種優(yōu)質(zhì)燃料，其影響燃燒的主要特征物理量如下：1密度單位體積物質(zhì)的質(zhì)量稱為密度，用符號(hào)表示，單位為kg/m3。2相對(duì)密度相對(duì)密度是指某一溫度時(shí)油的密度和4時(shí)純水密度之比值。石油工業(yè)中規(guī)定，以20時(shí)的相對(duì)密度作為油的標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)密度。燃料油的標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)密度在0.80.98之間。3比熱容1kg的燃料油溫度升高1K所需要的熱

14、量，稱為該燃料油的比熱容。用符號(hào)c表示，單位為kJ/(kgK)。燃料油的比熱容c2.14kJ/(kgK)。4熱導(dǎo)率熱導(dǎo)率是表示燃料油導(dǎo)熱能力的特性指標(biāo)，用符號(hào)表示，單位為W/(mK)。5凝固點(diǎn)與沸點(diǎn)（1）凝固點(diǎn) 物質(zhì)由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)的現(xiàn)象叫凝固。發(fā)生凝固的溫度叫凝固點(diǎn)。 （2）沸點(diǎn) 物質(zhì)由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)的現(xiàn)象叫氣化，液體的氣化分為蒸發(fā)和沸騰兩種。沸騰時(shí)液體的溫度叫沸點(diǎn)。燃料油的沸點(diǎn)與其凝固點(diǎn)一樣，沒有一個(gè)恒定值，而是一個(gè)溫度范圍。 6粘度粘度是流體流動(dòng)時(shí)的內(nèi)部阻力，表征流體流動(dòng)性能的指標(biāo)。用符號(hào)E表示。（恩氏粘度）粘度愈大，流體的流動(dòng)性能愈差。7閃點(diǎn)油溫升高時(shí)油面上的油蒸氣增多，其與空氣的混合氣和

15、明火接觸后發(fā)生一閃就滅的短暫閃光，這時(shí)的油溫就稱為該種燃料油的閃點(diǎn)。8燃點(diǎn)和自燃點(diǎn)在常壓下對(duì)燃料油加熱，液體表面的油蒸氣與空氣的混合物遇火源點(diǎn)燃，并連續(xù)燃燒5s以上，這時(shí)油的最低溫度稱為該種燃料油的燃點(diǎn)。在常壓下對(duì)燃料油加熱，液體表面的油蒸氣與空氣的混合物在沒有外界火源的情況下，能自行著火燃燒的最低溫度稱為該燃料油的自燃點(diǎn)。10殘?zhí)繗執(zhí)渴钱?dāng)重油加熱到很高的溫度時(shí)聚合形成的堅(jiān)固油垢沉淀物，這是燃燒器噴口堵塞和磨損的主要原因。燃燒器噴口堆積炭化物，使重油霧化質(zhì)量降低，燃燒狀況惡化。11穩(wěn)定性重油的穩(wěn)定性是指重油在貯藏和加熱過程中，生成重質(zhì)粘稠狀物質(zhì)和難溶解性物質(zhì)。這些油垢油渣物會(huì)引起儲(chǔ)油箱、油管路

16、系統(tǒng)、過濾器、加熱器、燃燒器等堵塞，導(dǎo)致燃燒惡化。12發(fā)熱量1kg燃料油完全燃燒所放出的全部熱量，稱為該燃料油的發(fā)熱量。它也有高位發(fā)熱量和低位發(fā)熱量之分。燃料油的發(fā)熱量很高，通常使用的燃料油，低位發(fā)熱量Qnet,v,ar=3700042000kJ/kg。燃料油的發(fā)熱量一般用實(shí)驗(yàn)方法測(cè)定，也可以用近似公式計(jì)算。計(jì)算燃料油發(fā)熱量的近似公式有二： 1）由元素組成計(jì)算發(fā)熱量 Qgr,v,ar=339Car+1256Har-109(Oar-Sar) Qnet,v,ar=339Car+1030Har-109(Oar-Sar)-25.1Mar式中Qgr,v,ar、Qnet,v,ar燃料油的高、低位發(fā)熱量（k

17、J/kg）；（2）由20時(shí)的燃料油密度20計(jì)算發(fā)熱量Qgr,v,ar=51916.3-8892.8(20)210-6 Qnet,v,a=46424.5+3.1864(20)8892.8(20)210-6 式中Qgr,v,ar、Qnet,v,ar燃料油的高、低位發(fā)熱量（kJ/kg）；2020時(shí)燃料油的密度（kg/m3）。三、鍋爐常用的燃料油目前工業(yè)鍋爐使用的液體燃料主要是重油、渣油和輕柴油。（一）重油密度較大的燃料油稱為重油。重油的特點(diǎn)是：1密度大、粘度大2燃點(diǎn)和閃點(diǎn)較高重油的燃點(diǎn)和閃點(diǎn)較高，因此，火災(zāi)的危險(xiǎn)性較小。（二）渣油渣油是石油煉制過程中形成的塔底殘油，是國(guó)產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)重油規(guī)格以外的重油。由于

18、生產(chǎn)工藝不同，渣油的質(zhì)量指標(biāo)也不相同。 （三）柴油從廣義上講，密度較小的燃料油稱為柴油，又稱輕柴油。其特點(diǎn)是：1粘度小由于粘度小，則流動(dòng)性能好。因此，輕柴油便于管道輸送和霧化，不需要預(yù)熱。2含硫量較小柴油含硫量低，燃燒時(shí)產(chǎn)生的SO2和SO3也比較少，其燃燒生成的煙氣對(duì)鍋爐受熱面的腐蝕和大氣環(huán)境的污染較燃用重油的鍋爐小。3輕柴油易揮發(fā)輕柴油與重油、渣油相比，其閃點(diǎn)低，火災(zāi)危險(xiǎn)性也較大。因此，在設(shè)置油庫(kù)和工作油箱時(shí)，應(yīng)特別注意防火。第三節(jié) 氣體燃料的組成及特性 氣體燃料是指在常溫下保持氣態(tài)的燃料，簡(jiǎn)稱燃?xì)狻?燃?xì)庖c(diǎn)火、易燃燒、易操作、易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)，而 燃燒產(chǎn)物中無廢渣和廢液，煙氣中SO2和No

19、x的含量較少。因此，燃?xì)馐亲罾硐氲臐崈羧剂?。一、燃?xì)獾慕M成燃?xì)馐嵌喾N氣體的混合氣體，由三大部分組成。（一）可燃組分燃?xì)庵械目扇冀M分有一氧化碳（CO）、氫（H2）和碳?xì)浠衔铮–mHn）等。（二）不可燃組分燃?xì)庵械牟豢扇冀M分有氮（N2）、氧（O2）和二氧化碳（CO2）等，它們占去了氣體燃料一定的體積，使可燃組分的含量減少，熱值降低。（三）有害雜質(zhì)燃?xì)庵械碾s質(zhì)不僅占據(jù)了一定的體積，而且給燃?xì)獾膬?chǔ)存、輸送和燃燒造成不良的影響。燃?xì)庵械闹饕s質(zhì)有：焦油與灰塵；萘；硫化氫；一氧化碳；氨；水分；殘液 。二、燃?xì)獾奶匦裕ㄒ唬┤細(xì)獾捏w積分?jǐn)?shù)在相同溫度和壓力條件下，燃?xì)庵懈鲉我唤M分的體積和燃?xì)饪傮w積的比值稱為體

20、積分?jǐn)?shù)，用符號(hào)表示。（二）燃?xì)獾钠骄芏葐挝惑w積的燃?xì)馑哂械馁|(zhì)量稱為燃?xì)獾钠骄芏龋梅?hào)表示，單位為kg/m3。（三）燃?xì)獾谋润w積單位質(zhì)量的燃?xì)馑加械捏w積稱為燃?xì)獾谋润w積，用符號(hào)v表示，單位為m3/kg。（四）燃?xì)獾南鄬?duì)密度燃?xì)獾钠骄芏扰c相同狀態(tài)下空氣的平均密度的比值稱為燃?xì)獾南鄬?duì)密度。通常用標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的數(shù)值進(jìn)行計(jì)算。（五）粘度氣體燃料的粘度用動(dòng)力粘度、運(yùn)動(dòng)粘度和條件粘度表示。條件粘度的定義和測(cè)定方法與燃料油同。（1）動(dòng)力粘度 在流體中，面積為1cm2，相距1cm的兩層表面，以1cm/s的相對(duì)速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，兩表面之間產(chǎn)生的內(nèi)摩擦力叫做該流體的動(dòng)力粘度，用符號(hào)表示。單位為Pas。（2）運(yùn)動(dòng)粘度 流體的動(dòng)力粘度與同溫度的流體密度之比值，叫做該流體的運(yùn)動(dòng)粘度。用符號(hào)v表示。單位為m2/s。 燃?xì)獾恼扯入S著壓力升高而增大。六）臨界參數(shù)當(dāng)溫度不超過某一數(shù)值，對(duì)氣體進(jìn)行加壓可以使氣體液化，而在該溫度以上，無論施加多大壓力都不能隨之液化，這個(gè)溫度就稱為該氣體的臨界溫度；在臨界溫度下，使