循環(huán)流化床鍋爐原理課件

1、張家元張家元中南大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院中南大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院第一章第一章 基本知識(shí)基本知識(shí) 第二章第二章 燃料及燃燒計(jì)算燃料及燃燒計(jì)算 第三章第三章 鍋爐熱平衡鍋爐熱平衡 第四章第四章 燃燒原理及燃燒設(shè)備燃燒原理及燃燒設(shè)備 第五章第五章 鍋爐本體布置及熱力計(jì)算鍋爐本體布置及熱力計(jì)算 第六章第六章 鍋爐設(shè)備的空氣動(dòng)力計(jì)算鍋爐設(shè)備的空氣動(dòng)力計(jì)算 第七章第七章 鍋爐受壓元件的強(qiáng)度計(jì)算鍋爐受壓元件的強(qiáng)度計(jì)算第八第八章章 鍋爐水循環(huán)及汽水分離鍋爐水循環(huán)及汽水分離退退 出出第九章第九章 鍋爐化學(xué)水處理鍋爐化學(xué)水處理 第十章第十章 鍋爐房設(shè)備及其布置鍋爐房設(shè)備及其布置 1.1 概述概述1.2 鍋爐的基本

2、結(jié)構(gòu)及其工作過程鍋爐的基本結(jié)構(gòu)及其工作過程 1.3 鍋爐基本特性鍋爐基本特性1.4 鍋爐房設(shè)備的組成鍋爐房設(shè)備的組成1.5 鍋爐發(fā)展簡(jiǎn)史鍋爐發(fā)展簡(jiǎn)史返返 回回第一章第一章 基本知識(shí)基本知識(shí)1.1 概述概述發(fā)電廠鍋爐部分示意圖發(fā)電廠鍋爐部分示意圖第一章 1.1 概述概述一、什么是鍋爐一、什么是鍋爐生產(chǎn)蒸汽或熱水的換熱設(shè)備任務(wù)：燃料（煤、油、天然氣等）的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能二、鍋爐的重要性二、鍋爐的重要性1鍋爐及鍋爐房是供熱系統(tǒng)中熱源產(chǎn)生的主要設(shè)備2鍋爐是化工、石化、冶金、輕紡、造紙等工礦企業(yè)主要?jiǎng)?力及供熱設(shè)備3鍋爐是能源工業(yè)發(fā)展的主要組成部分火力發(fā)電站三大主機(jī)之一第一章1.1 概述概述4鍋爐及鍋爐

3、房設(shè)備在節(jié)能、環(huán)保等科技改造及研究方面具有重要地位三、鍋爐的分類三、鍋爐的分類1根據(jù)用途的不同分為：根據(jù)用途的不同分為：電站鍋爐在火電廠，蒸汽驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)組發(fā)電工業(yè)鍋爐用于工業(yè)及采暖動(dòng)力鍋爐驅(qū)動(dòng)蒸汽動(dòng)力裝置2按載熱工質(zhì)的不同分為：按載熱工質(zhì)的不同分為：蒸汽鍋爐熱水鍋爐第一章1.1 概述概述3按能源分為：按能源分為：燃煤鍋爐 燃油鍋爐 燃?xì)忮仩t 廢熱鍋爐 太陽(yáng)能鍋爐4按燃燒方式分；按燃燒方式分； 5按出口介質(zhì)壓力分；按出口介質(zhì)壓力分； 6按鍋爐容量大小分；按鍋爐容量大小分； 7按介質(zhì)流動(dòng)方式分；按介質(zhì)流動(dòng)方式分； 8按組裝方式分；按組裝方式分； 9按換熱方式分按換熱方式分四、鍋爐工業(yè)的研究方向及本

4、專業(yè)的學(xué)習(xí)重點(diǎn)四、鍋爐工業(yè)的研究方向及本專業(yè)的學(xué)習(xí)重點(diǎn)節(jié)能降耗，提高效率防止和降低環(huán)境污染，開發(fā)新的潔凈燃燒技術(shù)合理有效地利用地方燃料,提高機(jī)械化、自動(dòng)化水平重點(diǎn)在于基本原理的理解和學(xué)習(xí)，方法的應(yīng)用 第一章1.2鍋爐的基本結(jié)構(gòu)及其工作過程鍋爐的基本結(jié)構(gòu)及其工作過程 一、基本結(jié)構(gòu)一、基本結(jié)構(gòu) 1. 鍋爐本體鍋爐本體構(gòu)成鍋爐的基本組成部分稱為鍋爐本體，由汽鍋、爐子及安全附件組成。1）汽鍋）汽鍋鍋爐本體中汽水系統(tǒng)，高溫燃燒產(chǎn)物煙氣通過受熱面將熱量傳遞給汽鍋內(nèi)溫度較低的水，水被加熱，沸騰汽化，生成蒸汽。2）爐子）爐子鍋爐本體中燃燒設(shè)備，燃燒將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能3）安全附件）安全附件水位計(jì)、壓力表、

5、安全閥 2鍋爐金屬鋼架及平臺(tái)樓梯鍋爐金屬鋼架及平臺(tái)樓梯第一章鏈條鍋爐煤粉鍋爐循環(huán)流化床鍋爐系統(tǒng)按介質(zhì)流動(dòng)方式分按介質(zhì)流動(dòng)方式分1.2鍋爐的基本結(jié)構(gòu)及其工作過程鍋爐的基本結(jié)構(gòu)及其工作過程 二、鍋爐的工作過程二、鍋爐的工作過程 第一章 鍋爐存在 汽水系統(tǒng) 三個(gè)系統(tǒng)： 煤灰系統(tǒng) 風(fēng)煙系統(tǒng) 燃燒過程 三個(gè)過程： 傳熱過程 鍋內(nèi)過程（流動(dòng)過程）1.2鍋爐的基本結(jié)構(gòu)及其工作過程鍋爐的基本結(jié)構(gòu)及其工作過程定義：燃料在爐內(nèi)（燃燒室內(nèi)）燃燒生成高溫?zé)煔猓⑴懦龌叶x：燃料在爐內(nèi)（燃燒室內(nèi)）燃燒生成高溫?zé)煔?，并排出灰渣的過程渣的過程 高溫?zé)煔飧邷責(zé)煔?給煤斗給煤斗燃料（煤）燃料（煤） 爐排面（燃燒室）爐排面（燃燒

6、室） 除渣板（入灰渣斗）除渣板（入灰渣斗） 空氣空氣在一定的燃燒燒設(shè)備內(nèi)，正常燃燒應(yīng)具備的條件：在一定的燃燒燒設(shè)備內(nèi)，正常燃燒應(yīng)具備的條件： 高溫環(huán)境高溫環(huán)境 必需的空氣量及空氣與燃料的良好混合必需的空氣量及空氣與燃料的良好混合 燃料的供應(yīng)機(jī)灰渣和煙氣的排放燃料的供應(yīng)機(jī)灰渣和煙氣的排放第一章1. 燃料的燃燒過程燃料的燃燒過程1.2鍋爐的基本結(jié)構(gòu)及其工作過程鍋爐的基本結(jié)構(gòu)及其工作過程 2. 煙氣向水煙氣向水(汽等工質(zhì)汽等工質(zhì))的傳熱過程的傳熱過程 輻射輻射 輻射輻射+對(duì)流對(duì)流 對(duì)流對(duì)流 高溫?zé)煔飧邷責(zé)煔?水冷壁水冷壁 過熱器（凝渣管）過熱器（凝渣管） 對(duì)流管束對(duì)流管束 對(duì)流對(duì)流 尾部受熱面尾部受

7、熱面(省、空省、空) 除塵除塵 引風(fēng)機(jī)引風(fēng)機(jī) 煙囪煙囪 3. 工質(zhì)工質(zhì)(水水)的加熱和汽化過程的加熱和汽化過程蒸汽的生產(chǎn)過程蒸汽的生產(chǎn)過程 1）給水：水）給水：水 省煤器省煤器 汽鍋汽鍋 2）水循環(huán)：汽鍋）水循環(huán)：汽鍋 下降管下降管 下集箱下集箱 水冷壁水冷壁 3）汽水分離）汽水分離第一章1.3 鍋爐基本特性鍋爐基本特性 一、鍋爐容量一、鍋爐容量1蒸發(fā)量（產(chǎn)熱量）：蒸發(fā)量（產(chǎn)熱量）：鍋爐每小時(shí)所產(chǎn)生的蒸汽（熱水）流量2額定蒸發(fā)量（產(chǎn)熱量）：額定蒸發(fā)量（產(chǎn)熱量）：鍋爐在額定參數(shù)(壓力、溫度_和保證一定熱效率下，每小時(shí)最大連續(xù)蒸發(fā)量(產(chǎn)熱量)，符號(hào)D(Q)，單位t/h（kJ/h，MW）。二、蒸汽二

8、、蒸汽(熱水熱水)參數(shù)參數(shù)1蒸汽參數(shù)蒸汽參數(shù)鍋爐出口處蒸汽的額定壓力鍋爐出口處蒸汽的額定壓力(表壓表壓)和溫度，符號(hào)和溫度，符號(hào)p(t)；單位單位MPa,。2熱水參數(shù)熱水參數(shù)鍋爐出口處熱水的額定壓力鍋爐出口處熱水的額定壓力(表壓表壓)和溫度及回水溫度。和溫度及回水溫度。第一章1.3 鍋爐基本特性鍋爐基本特性三、受熱面蒸發(fā)率、受熱面發(fā)熱率三、受熱面蒸發(fā)率、受熱面發(fā)熱率1受熱面蒸發(fā)率受熱面蒸發(fā)率每每m2蒸發(fā)受熱面每小時(shí)所產(chǎn)生的蒸汽量，符號(hào)蒸發(fā)受熱面每小時(shí)所產(chǎn)生的蒸汽量，符號(hào)D/H；單位單位kg/m2h2受熱面發(fā)熱率受熱面發(fā)熱率每每m2受熱面每小時(shí)所產(chǎn)生的受熱面每小時(shí)所產(chǎn)生的(熱水熱水)熱量，符號(hào)熱

9、量，符號(hào)Q/H；單位單位kJ/m2h四、鍋爐熱效率四、鍋爐熱效率每小時(shí)送進(jìn)鍋爐的燃料（全部完全燃燒時(shí)）所能發(fā)出的熱量每小時(shí)送進(jìn)鍋爐的燃料（全部完全燃燒時(shí)）所能發(fā)出的熱量中有有百分之幾被用來(lái)產(chǎn)生蒸汽或加熱水，以符號(hào)或表示。中有有百分之幾被用來(lái)產(chǎn)生蒸汽或加熱水，以符號(hào)或表示。第一章1.3 鍋爐基本特性鍋爐基本特性五、鍋爐型號(hào)表示方法五、鍋爐型號(hào)表示方法 鍋爐型號(hào)由三部分組成，各部分之間用短橫線相連。鍋爐型號(hào)由三部分組成，各部分之間用短橫線相連。 第一部分：表示鍋爐型式，燃燒方式和蒸發(fā)量，共分三段：第一部分：表示鍋爐型式，燃燒方式和蒸發(fā)量，共分三段：第一段用兩個(gè)漢語(yǔ)拼音字母代表鍋爐本體型式；第一段用

10、兩個(gè)漢語(yǔ)拼音字母代表鍋爐本體型式；第二段用一個(gè)漢語(yǔ)拼音代表燃燒方式；第二段用一個(gè)漢語(yǔ)拼音代表燃燒方式；第三段用阿拉伯?dāng)?shù)字表示蒸發(fā)量。第三段用阿拉伯?dāng)?shù)字表示蒸發(fā)量。第一章1.3 鍋爐基本特性鍋爐基本特性第二部分：表示蒸汽第二部分：表示蒸汽(或熱水或熱水)參數(shù)，共分兩段，中間一斜線分開。參數(shù)，共分兩段，中間一斜線分開。 第一段用阿拉伯?dāng)?shù)字表示額定蒸汽壓力或允許工作壓力；第一段用阿拉伯?dāng)?shù)字表示額定蒸汽壓力或允許工作壓力；第二段用阿拉伯?dāng)?shù)字表示過熱蒸汽第二段用阿拉伯?dāng)?shù)字表示過熱蒸汽(或熱水或熱水)溫度，飽和蒸汽二段溫度，飽和蒸汽二段第三部分：表示燃料種類，以拼音字母和羅馬字分別代表燃料第三部分：表示燃

11、料種類，以拼音字母和羅馬字分別代表燃料 類別和分類。類別和分類。舉例：舉例： : : 雙鍋筒橫置式鏈條爐排鍋爐，額定蒸發(fā)量為雙鍋筒橫置式鏈條爐排鍋爐，額定蒸發(fā)量為10t/h，額定額定 壓力為壓力為1.25MPa，出口過熱蒸汽溫度為飽和溫度，燃出口過熱蒸汽溫度為飽和溫度，燃用用類煙煤。類煙煤。 : : 強(qiáng)制循環(huán)室燃鍋爐，額定熱功率為強(qiáng)制循環(huán)室燃鍋爐，額定熱功率為120MW，允許工作壓力為允許工作壓力為0.8MPa，出水溫度出水溫度130，進(jìn)水溫度為，進(jìn)水溫度為80，燃料為油。，燃料為油。 YQXS80/130/8 . 0120AHL3 . 110第一章1.4 鍋爐房設(shè)備的組成鍋爐房設(shè)備的組成 一

12、、鍋爐房設(shè)備一、鍋爐房設(shè)備包括鍋爐本體及其輔助設(shè)備。包括鍋爐本體及其輔助設(shè)備。鍋爐本體設(shè)備包括：汽鍋、爐子、蒸汽過熱器、省煤器和空氣預(yù)鍋爐本體設(shè)備包括：汽鍋、爐子、蒸汽過熱器、省煤器和空氣預(yù)熱器。熱器。鍋爐附加受熱面：蒸汽過熱器、省煤器和空氣預(yù)熱器鍋爐附加受熱面：蒸汽過熱器、省煤器和空氣預(yù)熱器鍋爐尾部受熱面：省煤器和空氣預(yù)熱器鍋爐尾部受熱面：省煤器和空氣預(yù)熱器二、鍋爐房輔助設(shè)備二、鍋爐房輔助設(shè)備1運(yùn)煤、除灰系統(tǒng)運(yùn)煤、除灰系統(tǒng)2送引風(fēng)系統(tǒng)送引風(fēng)系統(tǒng)3水、汽系統(tǒng)水、汽系統(tǒng)(包括排污系統(tǒng)包括排污系統(tǒng))4儀表控制系統(tǒng)儀表控制系統(tǒng)第一章1.4 鍋爐房設(shè)備的組成鍋爐房設(shè)備的組成第一章1.5 鍋爐發(fā)展簡(jiǎn)史鍋

13、爐發(fā)展簡(jiǎn)史 鍋爐沿著兩個(gè)方向發(fā)展：鍋爐沿著兩個(gè)方向發(fā)展： a) 在鍋筒內(nèi)部增加受熱面，形成煙管鍋爐系列；在鍋筒內(nèi)部增加受熱面，形成煙管鍋爐系列； b) 在鍋筒外部發(fā)展受熱面，形成水管鍋爐系列。在鍋筒外部發(fā)展受熱面，形成水管鍋爐系列。 鍋爐發(fā)展的一大飛躍鍋爐發(fā)展的一大飛躍 一、煙管鍋爐一、煙管鍋爐 二、水管鍋爐二、水管鍋爐 三、快裝鍋爐三、快裝鍋爐 第一章2.1 燃料的化學(xué)成分及其性質(zhì)燃料的化學(xué)成分及其性質(zhì) 2.2 煤的燃燒特性煤的燃燒特性 2.3 鍋爐燃料鍋爐燃料 2.4 燃料的燃燒計(jì)算燃料的燃燒計(jì)算 返返 回回第二章第二章 燃料及燃燒計(jì)算燃料及燃燒計(jì)算 2.5 鍋爐運(yùn)行時(shí)煙氣分析及其應(yīng)用鍋爐

14、運(yùn)行時(shí)煙氣分析及其應(yīng)用2.1 燃料的化學(xué)成分及其性質(zhì)燃料的化學(xué)成分及其性質(zhì)第二章一、燃料的化學(xué)成分及其性質(zhì)一、燃料的化學(xué)成分及其性質(zhì)燃料（燃料（s、l、g） 可燃基：高分子化合物，成分可燃基：高分子化合物，成分C、H、O、N、S 惰性基：多種礦物質(zhì)惰性基：多種礦物質(zhì) 灰分灰分1碳碳(C)：主要的燃燒成分，約占5095%， kJ/kg。純碳燃點(diǎn)高，燃燒緩慢。燃料中的碳多以化合物形式存在2氫氫(H)：重要的燃燒成分，煤中約占28%， kJ/kg。十分容易著火，燃燒迅速，易爆。液體和氣體燃料氫含量較高約占從百分之十幾到幾十不等，燃燒室易析出碳黑而冒黑煙。3硫硫( (S)S)：是燃料中的有害成分，約占

15、可燃成分的8%，kJ/kg，燃燒后的產(chǎn)物是SO2 、SO3125600ydwQ33704ydwQ2.1 燃料的化學(xué)成分及其性質(zhì)燃料的化學(xué)成分及其性質(zhì)sptSSS硫酸鹽中硫硫鐵礦中硫無(wú)機(jī)硫有機(jī)硫全硫 SO2、SO3，與水蒸汽相遇會(huì)生成亞硫酸和硫酸。1）SO2、SO3排放造成大氣污染2）鍋爐尾部受熱面造成低溫腐蝕4氧和氮氧和氮是不可燃成分。約占40%，含氧量隨煤化程度增高而明顯減少。氮主要以有機(jī)氮形態(tài)存在，約占0.52%。高溫燃燒生成NOx，有害。第二章2.1 燃料的化學(xué)成分及其性質(zhì)燃料的化學(xué)成分及其性質(zhì)5水分(Water、Moisture)：燃料中的主要雜質(zhì)，約占560%。1） 水分進(jìn)入爐內(nèi)吸熱

16、汽化成水蒸汽，對(duì)燃燒不利；2） 在煙氣露點(diǎn)時(shí)，水蒸氣與SO2、SO3生成亞硫酸和硫酸，造成低溫腐蝕；3） 6灰分(Ash)燃料中主要不可燃的礦物雜質(zhì)成分，與成煤條件、開采方式、運(yùn)輸條件1） 可燃物減少， ，著火困難，灰渣量增加，運(yùn)行操作繁重；2） ，爐內(nèi)易結(jié)渣，使受熱面?zhèn)鳠釔夯?） lydwQW2qVVWpyyAydwQ2tA且 DDKwwwAyyy,，傳熱系數(shù)對(duì)流受熱面及灰、堵灰對(duì)流受熱面磨損嚴(yán)重，煙氣流速第二章2.1 燃料的化學(xué)成分及其性質(zhì)燃料的化學(xué)成分及其性質(zhì)二、燃料成分分析數(shù)據(jù)的基準(zhǔn)及換算二、燃料成分分析數(shù)據(jù)的基準(zhǔn)及換算1燃料成分表示方法燃料成分表示方法1）應(yīng)用基）應(yīng)用基以進(jìn)入鍋爐房

17、準(zhǔn)備燃燒的煤為分析基準(zhǔn) 燃料的應(yīng)用基成分是鍋爐燃用燃料的實(shí)際應(yīng)用成分，用于鍋爐燃料的應(yīng)用基成分是鍋爐燃用燃料的實(shí)際應(yīng)用成分，用于鍋爐的燃燒、傳熱、通風(fēng)和熱工試驗(yàn)的計(jì)算。的燃燒、傳熱、通風(fēng)和熱工試驗(yàn)的計(jì)算。2）分析基）分析基在實(shí)驗(yàn)室條件下（室溫20，相對(duì)濕度60%）， 風(fēng)干后的煤樣作為分析基準(zhǔn)3）干燥基）干燥基除去全部水分后的煤作為分析基準(zhǔn)%100yyyyyyyAWNOSHC%100fffffffAWNOSHC%100ggggggANOSHC第二章2.1 燃料的化學(xué)成分及其性質(zhì)燃料的化學(xué)成分及其性質(zhì)4）可燃基）可燃基將變化較大，對(duì)燃燒不利的雜質(zhì)灰分和水分除去后的煤作為分析基準(zhǔn) 燃料的可燃基成分不

18、再受水分和灰分變化的影響，是種穩(wěn)定的組成成分，常用于判斷煤的燃燒特性和進(jìn)行煤的分類的依據(jù)，如可燃基揮發(fā)分Vr。煤礦提供的煤質(zhì)成分，通常也是可燃基各組成成分。上述基準(zhǔn)的換算關(guān)系如表2-12燃料成分各種表示方法之間的換算燃料成分各種表示方法之間的換算1）換算方法2）換算系數(shù)k：見平衡4表2-13全水分計(jì)算方法全水分計(jì)算方法全水分是分析基水分和應(yīng)用基風(fēng)干水分之和，由于其基準(zhǔn)不同，需換算： % 或%100100yffyfyWWWW100100wfwyWWWW換算系數(shù)已知基準(zhǔn)成分欲求基準(zhǔn)成分第二章2.2 煤的燃燒特性煤的燃燒特性 煤的燃燒特性煤的燃燒特性一、煤在爐內(nèi)加熱燃燒過程一、煤在爐內(nèi)加熱燃燒過程1

19、預(yù)熱和干燥 2揮發(fā)物的逸出3焦炭的形成 4灰渣的形成二、煤的工業(yè)分析二、煤的工業(yè)分析1. 水分水分(Wy) 內(nèi)在水分 外在水分2揮發(fā)分揮發(fā)分(Vr)失去水分的干燥煤樣，在隔絕空氣的條件下， 加熱到一定溫度時(shí)，析出的氣態(tài)物質(zhì)的百分含量。 1 1）揮發(fā) 分主要有C-H化合物、H2、CO、H2S等可燃?xì)怏w和少 量 O2、CO2和N2組成； 2) 2) 揮發(fā)分時(shí)煤分類的主要依據(jù)第二章2.2 煤的燃燒特性煤的燃燒特性煤 種Vr逸出溫度（） 著火溫度（）褐 煤40130170250450煙 煤2040170320400500貧煤1020370390600700無(wú)煙煤700 3) 煤中揮發(fā)分逸出后，如與空氣

20、混合不良，在高溫缺氧條件下 易化合成難以燃燒的高分子復(fù)合烴，產(chǎn)生碳黑，造成大量黑煙， 3灰分灰分(Ag)焦炭燃燒后的殘留物質(zhì)4固定碳固定碳(Cgd)焦炭中的可燃物質(zhì)，焦炭燃燒主要是固定碳的燃燒 3q第二章2.2 煤的燃燒特性煤的燃燒特性 三、焦炭的性質(zhì)三、焦炭的性質(zhì)焦結(jié)性焦結(jié)性焦炭煤在隔絕空氣加熱時(shí)，水分蒸發(fā)、揮發(fā)分析出后固體殘 余物質(zhì)。焦結(jié)性由于煤種不同，焦炭的物理性質(zhì)、外觀等各不相同焦 結(jié)性狀。1焦炭結(jié)構(gòu)特征焦炭結(jié)構(gòu)特征1） 粉狀 2） 粘結(jié)3） 弱粘結(jié) 4） 不熔融粘結(jié)5） 不膨脹熔融粘結(jié) 6） 微膨脹熔融粘結(jié)7） 膨脹熔融粘結(jié) 8） 強(qiáng)膨脹熔融粘結(jié)第二章2.2 2.2 煤的燃燒特性煤的

21、燃燒特性2焦結(jié)性對(duì)層燃爐燃燒過程的影響焦結(jié)性對(duì)層燃爐燃燒過程的影響1）粉狀焦炭）粉狀焦炭堆積緊密，妨礙空氣流動(dòng) 煙氣流速過大，易被氣流攜帶，形成火床火口； 煙氣流速過小，燃燒通風(fēng)不暢，易從通風(fēng)孔隙中漏入灰坑2）強(qiáng)焦結(jié)性煤）強(qiáng)焦結(jié)性煤揮發(fā)分逸出后，焦炭呈熔融狀態(tài)，粘結(jié)成片揮發(fā)分逸出后，焦炭呈熔融狀態(tài)，粘結(jié)成片 內(nèi)部固定碳難于空氣接觸而燃盡； 燃燒層通風(fēng)不暢四、灰分的熔融特性四、灰分的熔融特性灰熔點(diǎn)灰熔點(diǎn)灰分：焦炭燃燒后的殘留物質(zhì)?；曳值慕M成：SiO2、Al2O3、各種氧化鐵、CaO、MgO、K2O、Na2O等，不是單一物質(zhì)，無(wú)固定熔點(diǎn)，采用角錐法測(cè)定特征溫度第二章2.2 2.2 煤的燃燒特性煤的

22、燃燒特性 t1變形溫度：測(cè)試角錐開始變園或彎曲時(shí)的溫度變形溫度：測(cè)試角錐開始變園或彎曲時(shí)的溫度1. t2軟化溫度：灰錐頂彎曲道平盤上或呈半球形時(shí)的溫度軟化溫度：灰錐頂彎曲道平盤上或呈半球形時(shí)的溫度 t3流動(dòng)溫度：灰錐熔融倒在平盤上，并開始流動(dòng)時(shí)的溫度流動(dòng)溫度：灰錐熔融倒在平盤上，并開始流動(dòng)時(shí)的溫度 易熔性灰分易熔性灰分2. 2. 可熔性灰分可熔性灰分 難熔性灰分難熔性灰分3為避免爐膛出口結(jié)渣，要求鍋爐設(shè)計(jì)或運(yùn)行時(shí)，為避免爐膛出口結(jié)渣，要求鍋爐設(shè)計(jì)或運(yùn)行時(shí)， 12002t142512002t14252t1002 tl第二章2.2 2.2 煤的燃燒特性煤的燃燒特性五、煤的可磨性五、煤的可磨性衡量煤

23、的機(jī)械強(qiáng)度的特性可磨性系數(shù)：以風(fēng)干狀態(tài)下的硬質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)煤（一般以難磨的無(wú)煙煤Kkm=1為基準(zhǔn)）與待磨煤在相同顆粒度的情況下，磨制成相同細(xì)度的煤粉，各自電耗量之比。 為易磨煤 為難磨煤 六、發(fā)熱量六、發(fā)熱量1燃料的發(fā)熱量燃料的發(fā)熱量Q：?jiǎn)挝毁|(zhì)量的固體、液體燃料，在完全燃燒時(shí)所放出的熱量(kJ/kg)；單位容積的氣體燃料在完全燃燒時(shí)所發(fā)出的熱量（kJ/Nm3）2 2高位發(fā)熱量高位發(fā)熱量 ：每公斤燃料完全燃燒后所放出的熱量，含所生產(chǎn)水蒸汽汽化潛熱，(kJ/kg) xbzkmEEK6 . 1kmK2 . 1kmKgwQ第二章2.2 2.2 煤的燃燒特性煤的燃燒特性3低位發(fā)熱量低位發(fā)熱量 ：每公斤燃料完全燃

24、燒后所放出的熱量，扣除隨煙氣帶走的水蒸汽的汽化潛熱的熱量，(kJ/kg)水分來(lái)自：H與氧的反應(yīng)；燃料中的含水量Wy4各成分分析的高、低位發(fā)熱量間的關(guān)系各成分分析的高、低位發(fā)熱量間的關(guān)系 1） 2） 3） 4） 5發(fā)熱量的測(cè)定發(fā)熱量的測(cè)定采用氧彈測(cè)熱儀p16 圖2-26發(fā)熱量的計(jì)算發(fā)熱量的計(jì)算 dwQ)25226)1001009(2512yyyqwyyyqwydwWHQWHQQkJ/kg)25226fffqwfdwWHQQkJ/kg)226ggqwgdwHQQkJ/kg)226rrqwrdwHQQkJ/kg第二章2.2 2.2 煤的燃燒特性煤的燃燒特性 1) 1) 門捷列夫經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式門捷列夫經(jīng)

25、驗(yàn)計(jì)算公式 kJ/kg 2）煤碳科學(xué)研究院（煤碳科學(xué)研究院（p16 式式2-12） 3 3）計(jì)算值與實(shí)測(cè)值的誤差）計(jì)算值與實(shí)測(cè)值的誤差 當(dāng) 時(shí)， kJ/kg 當(dāng) 時(shí)， kJ/kg7標(biāo)準(zhǔn)煤標(biāo)準(zhǔn)煤國(guó)際上法定的能量折算單位，即 kJ/kgkg/h8折算灰分和折算水分折算灰分和折算水分在討論雜質(zhì)(水分、灰分)對(duì)鍋爐工作的影響時(shí),使用其折算值更合理yyyyyydwWSOHCQ25)(1091030339WAWAWkOkSkHkCkQyyyyyyyyydw25)10100100(10010054321%25gA%25gA600ydwQ800ydwQ29308ydwQ29308ydwbBQB 第二章%25g

26、A%25gA2.2 2.2 煤的燃燒特性煤的燃燒特性 1）折算水分）折算水分煤低位應(yīng)用基發(fā)熱量中每4186.8kJ熱量所對(duì)應(yīng)的水分。%； 為高水分燃料 2）折算灰分）折算灰分煤低位應(yīng)用基發(fā)熱量中每4186.8kJ熱量所對(duì)應(yīng)的灰分 %； 為高灰分燃料3）折算硫分）折算硫分煤低位應(yīng)用基發(fā)熱量中每4186.8kJ熱量所對(duì)應(yīng)的硫分 %； 為高硫分燃料ydwyydwyyzsQWQWW8 .41868 .4186%8yzsWydwyydwyyzsQAQAA8 .41868 .4186%4yzsAydwyyzsQSS8 .4186%2 . 0yzsS第二章2.3 2.3 鍋爐燃料鍋爐燃料二、燃料油二、燃料油

27、鍋爐燃用的液體燃料主要是重油和渣油。重油是石油提煉汽油、煤油和柴油后的剩余物，渣油是進(jìn)一步提煉后的剩余物。 1重油重油 重油的成分與煤一樣，也是由碳、氫、氧、氮、硫和灰分、水分組成。它的主要元素成分是碳和氫，其含量甚高(Cr=8187%，Hr=1114%)，而灰分、水分的含量很少，其發(fā)熱量高而穩(wěn)定,通常 一、煤炭一、煤炭分類見2.2，介紹各種煤的特性1. 褐煤褐煤 2. 煙煤煙煤3. 貧煤貧煤 4. 無(wú)煙煤無(wú)煙煤第二章2.3 2.3 鍋爐燃料鍋爐燃料 = 4060043100kJ/kg。特點(diǎn)：特點(diǎn)： 1) 氫含量多，發(fā)熱量高，極易著火與燃燒， 2) 可以方便地實(shí)現(xiàn)管道輸送，便于運(yùn)行調(diào)節(jié)，貯存和

28、管理都較簡(jiǎn)便。 3) 由于重油的灰含量甚低，既不需裝置除渣設(shè)備，鍋爐受熱面也很少積灰和腐損。 4) 由于重油中氫含量高，燃燒后會(huì)生成大量水蒸汽，容易在尾部受熱面的低溫部位凝結(jié)，這樣使重油中所含硫分要比煤中含等量硫分對(duì)鍋爐受熱面的低溫腐蝕更為有害。 5) 在貯存和燃用重油時(shí)，必須重視防火、防爆，避免意外事故。 2 2燃料油的特性指標(biāo)燃料油的特性指標(biāo) 1 1）粘度）粘度 ydwQ第二章2.3 2.3 鍋爐燃料鍋爐燃料 粘度是液體對(duì)其自身流動(dòng)具有的阻力，是表征流動(dòng)性能的特性指標(biāo)。粘度大，流動(dòng)性能差，在管內(nèi)輸送時(shí)阻力就大，裝卸和霧化都會(huì)發(fā)生困難。 恩氏粘度恩氏粘度是以200ml試驗(yàn)重油在溫度為t時(shí)，從

29、恩氏粘度計(jì)中流出的時(shí)間與 200ml溫度為20的蒸餾水從同一粘度計(jì)中流出的時(shí)間之比，即 式中 為粘度計(jì)常數(shù)或K值， =51l s。 (1)重油的粘度和它的成分、溫度、壓力有關(guān)。加熱溫度愈高，重油的粘度愈小。因此，重油在運(yùn)輸、裝卸和燃用時(shí)都需要預(yù)熱。 (2) 通常要求油噴嘴前的重油溫度在100C以上，粘度不大于42）閃點(diǎn)和燃點(diǎn)）閃點(diǎn)和燃點(diǎn) 閃點(diǎn)閃點(diǎn)在大氣壓下，重油表面油氣和空氣的混合物在標(biāo)準(zhǔn)條件下接觸明火時(shí)，發(fā)生短暫的閃光(一閃即滅)現(xiàn)象的最低油溫。 EEtt202020第二章2.3 2.3 鍋爐燃料鍋爐燃料 燃點(diǎn)燃點(diǎn)當(dāng)油面上的油氣與空氣的混合物遇明火能著火持續(xù)燃燒( 持續(xù)時(shí)間不少于5s)的最低

30、油溫。重油的上閃點(diǎn)為80130，燃點(diǎn)比閃點(diǎn)高1030。 閃點(diǎn)是防止油發(fā)生火災(zāi)的一個(gè)重要指標(biāo)，因此燃料油的預(yù)熱溫度必須低于閃點(diǎn)。對(duì)于敞口容器中的油溫至少應(yīng)比閃點(diǎn)低10，對(duì)于封閉的壓力容器和管道內(nèi)的油溫則可不受此限。 3）凝固點(diǎn)）凝固點(diǎn)重油在傾斜45的試管中，經(jīng)過1min不發(fā)生流動(dòng)變化的最低溫度。重油凝固點(diǎn)與所含石蠟含量有關(guān),含蠟量越高,油的凝固點(diǎn)越高。三、氣體燃料三、氣體燃料1氣體燃料的種類氣體燃料的種類第二章2.3 2.3 鍋爐燃料鍋爐燃料可燃?xì)怏w在微生物作用下產(chǎn)生的空氣的條件下發(fā)酵，并各種有機(jī)物質(zhì)在隔絕生物氣（沼氣）等、主要組分廠催化裂化氣中提取。加工過程中獲得。煉油從油、氣開采或石油液化石

31、油氣的副產(chǎn)氣冶金企業(yè)煉鐵、煉鋼高爐煤氣和轉(zhuǎn)爐煤氣氣或緩沖氣用重油或渣油，作摻混工制成的燃?xì)饪偡Q。采用石油系原料經(jīng)熱加油制氣壓力氣化水煤氣、發(fā)生爐煤氣、反應(yīng)所生產(chǎn)的燃?xì)?。如煤在高溫下與氣化劑氣化煤氣對(duì)煤進(jìn)行干餾而得到利用焦?fàn)t、炭化爐等干餾煤氣人工燃?xì)鈴木旅簩映槌雒旱V礦井氣含石油輕質(zhì)餾分凝析氣田氣來(lái)伴隨石油一起開采出石油伴生氣石油氣從氣井開采出來(lái)純天然氣氣田氣天然氣6383)()(HCHC第二章2.3 2.3 鍋爐燃料鍋爐燃料2氣體燃料的主要成分氣體燃料的主要成分1）天然氣）天然氣 甲烷約占8098%，其次是烷屬重碳氧化合物和H2S，還含有少量N2、CO2、H2O和礦物雜質(zhì)，發(fā)熱量很高，= 33

32、49037680kJ/Nm3。 天然氣是一種優(yōu)質(zhì)燃料，也是優(yōu)質(zhì)的重要化工原料。 2）高爐煤氣）高爐煤氣 是煉鐵的副產(chǎn)品，產(chǎn)量大?？扇?xì)怏wCO約占2030%，H2約占515%；惰性氣體CO2約占515%，N2約占4555%，=42006300 kJ/Nm3。 含量高達(dá)6080g/Nm3；通常作為工業(yè)爐或鍋爐摻加燃料。 3）焦?fàn)t煤氣）焦?fàn)t煤氣 是冶金企業(yè)煉焦的副產(chǎn)品，H2月占4661%，CH4=2130%，N2=78%，CO2=23% , =1630017200 kJ/Nm3。 yAydwQ第二章2.3 2.3 鍋爐燃料鍋爐燃料4）液化石油氣）液化石油氣3氣體燃料的發(fā)熱量（氣體燃料的發(fā)熱量（ kJ

33、/Nm3） 式中 等為氣體成分低位發(fā)熱量，見表2-9（p24） )(01. 02222nmHCHCOSHydwHCQHQCOQSHQQnmSHQ2第二章2.4 2.4 燃料的燃燒計(jì)算燃料的燃燒計(jì)算基本假設(shè)：基本假設(shè)： 1 . 空氣、煙氣均為理想氣體，每kmol體積等于22.4Nm3； 2 . 空氣中只有O2和N2成分，其容積比為： ； 3 . 每kg燃料都是在完全燃燒的條件下計(jì)算。 79. 021. 022NO第二章2.4 2.4 燃料的燃燒計(jì)算燃料的燃燒計(jì)算 一一 、理論空氣量及過量空氣系數(shù)、理論空氣量及過量空氣系數(shù) 1. 理論空氣量理論空氣量 的計(jì)算的計(jì)算10055. 51007 . 01

34、00866. 14 .2224 .22016. 22; 4 .224 .2232;4 .224 .221222;2222222yyyHSCkgkgKgOHOHSOOSCOOC燃料每每每摩爾：kg5.551kg0.71kg1.8661kgkg0kVkgNmOHSCVyyyyO/1007 . 010055. 51007 . 0100866. 1302第二章kgNmOHSCOHSCVyyyyyyyyk/0333. 0265. 0)375. 0(0889. 0)1007 . 010055. 51007 . 0100866. 1 (21. 01302.4 2.4 燃料的燃燒計(jì)算燃料的燃燒計(jì)算 理論空氣量

35、的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式：pp262過量空氣系數(shù)、實(shí)際空氣量和漏風(fēng)系數(shù)過量空氣系數(shù)、實(shí)際空氣量和漏風(fēng)系數(shù)1）過量空氣系數(shù)）過量空氣系數(shù)燃燒時(shí)實(shí)際供給空氣量 與理論空氣量之比。爐膛出口處過量空氣系數(shù) 為平均值，與燃燒設(shè)備、燃料種類、燃燒方式等有關(guān)。層燃爐 室燃爐 0kkVVl4 . 13 . 1l1 . 105. 1l第二章2）實(shí)際空氣量）實(shí)際空氣量： Nm3/kg0kkVV2.4 2.4 燃料的燃燒計(jì)算燃料的燃燒計(jì)算3）漏風(fēng)系數(shù)）漏風(fēng)系數(shù) 鍋爐運(yùn)行時(shí)，爐中處于負(fù)壓工作狀態(tài)，爐外冷空氣從爐墻、門孔幾個(gè)受熱面貫穿墻處漏入爐內(nèi)，使?fàn)t內(nèi)過量空氣系數(shù)煙煙氣流程逐漸增大，其值為： 第二章 各受熱面漏風(fēng)量： Nm3/

36、kgVVVkk)(0 2.4 2.4 燃料的燃燒計(jì)算燃料的燃燒計(jì)算二、燃燒生成煙氣量二、燃燒生成煙氣量完全燃燒時(shí)煙氣成分是：CO2、SO2、H2O、O2、N21理論煙氣量的計(jì)算理論煙氣量的計(jì)算(=1)不含有不含有O2)375. 0(01866. 01007 . 0100866. 1222yyyySOCOROSCSCVVV Nm3/kgwhkyywhkyyOHGVWHGVdWHV24. 10161. 00124. 0111. 024. 124. 1100293. 1100184 .221001 .110002Nm3/kg（四個(gè)來(lái)源四個(gè)來(lái)源） ykykNNVNVV008. 079. 0100184

37、 .2279. 00002 Nm3/kg第二章whkyyyyyOHgyNOHROyGVNWSCHVVVVVV24. 18061. 0008. 00124. 0)375. 0(01866. 0111. 00000202222.4 2.4 燃料的燃燒計(jì)算燃料的燃燒計(jì)算 理論煙氣量的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式：pp.2728 2實(shí)際煙氣量的計(jì)算實(shí)際煙氣量的計(jì)算(1)含有過量含有過量O21）過量空氣中氧容積： Nm3/kg0) 1(21. 02kOVV2）過量空氣中氮容積： Nm3/kg00) 1(79. 022kNNVVV3）過量空氣中水蒸汽容積： Nm3/kg00) 1(0161. 022kOHOHVVV4）實(shí)

38、際煙氣量理論煙氣量與過量空氣之和OHONROkykkykyyVVVVVVVVVVVV22220000000) 1(0161. 1) 1(0161. 0) 1(79. 0) 1(21. 0Nm3/kg三、空氣和煙氣的焓三、空氣和煙氣的焓 第二章2.4 2.4 燃料的燃燒計(jì)算燃料的燃燒計(jì)算1理論空氣的焓理論空氣的焓每kg固體(液體)燃料燃燒時(shí)所需理論空氣量，在等壓下，從0加熱到 所需要的熱量，單位kJ/kg)(00cVIkk kJ/kg （查表210） 2理論煙氣的焓理論煙氣的焓每kg固體(液體)燃料燃燒后所生成理論煙氣量，在等壓下，從0加熱到 所需要的熱量，單位kJ/kgOHOHNNROROyc

39、VcVcVI222222)()()(000kJ/kg式中 等由表2-10查?。╬p.29） OHNROccc222)()()(、3實(shí)際煙氣焓實(shí)際煙氣焓1）煙氣中過量空氣的焓： kJ/kg0) 1(kkII2）實(shí)際煙氣的焓： kJ/kg fhkykyyIIIIII000) 1(fhfhfhcaAI)(100第二章2.4 2.4 燃料的燃燒計(jì)算燃料的燃燒計(jì)算afh入爐燃料灰分隨煙氣帶出的灰分重量比，稱飛灰份額，層燃爐afh0.20.3，煤粉爐afh0.850.9。只有當(dāng)燃料中灰分很大時(shí)，才需加以考慮，即： 43. 11000ydwyfhQAa第二章2.5 2.5 鍋爐運(yùn)行時(shí)煙氣分析及其應(yīng)用鍋爐運(yùn)行

40、時(shí)煙氣分析及其應(yīng)用 一、煙氣分析的目的一、煙氣分析的目的 在鍋爐運(yùn)行時(shí)，通過煙氣取樣分析，計(jì)算出CO、 、 ，從而了解和掌握鍋爐實(shí)際燃燒情況，便于制定合理的燃燒調(diào)整及燃燒設(shè)備的改進(jìn)方案，從而提高燃燒效率和鍋爐熱效率。 爐膛出口過量空氣系數(shù) 有一最佳值： lqmin=q2+q3+q42qVy34qq氣體不完全燃燒固體不完全燃燒二、理論上煙氣分析成分二、理論上煙氣分析成分 1 每kg燃料完全燃燒時(shí)產(chǎn)生的煙氣成分：RO2、N2、H2O；1第二章2.5 2.5 鍋爐運(yùn)行時(shí)煙氣分析及其應(yīng)鍋爐運(yùn)行時(shí)煙氣分析及其應(yīng)用用2 燃料完全燃燒時(shí)產(chǎn)生的煙氣成分：RO2、N2、H2O、O2；13 燃料不完全燃燒時(shí)產(chǎn)生的

41、煙氣成分：RO2、N2、H2O、 O2、CO；1三、煙氣分析儀器及測(cè)定三、煙氣分析儀器及測(cè)定1煙氣分析儀煙氣分析儀 1）奧氏分析儀）奧氏分析儀 KOH或NaOH溶液吸收RO2 ，(%) 焦性沒食子酸的苛性鉀溶液吸收O2及RO2，（%） 氯化亞銅氨溶液吸收CO及O2，（%）COOHONROyVVVVVV2222COONROgyVVVVV222第二章 2.5 2.5 鍋爐運(yùn)行時(shí)煙氣分析及其應(yīng)鍋爐運(yùn)行時(shí)煙氣分析及其應(yīng)用用 2）色譜層析儀）色譜層析儀 3）紅外線煙氣分析儀）紅外線煙氣分析儀2測(cè)定：（由鍋爐實(shí)驗(yàn)完成）測(cè)定：（由鍋爐實(shí)驗(yàn)完成） 四、煙氣成分測(cè)定的計(jì)算四、煙氣成分測(cè)定的計(jì)算 1. ；2. 3

42、. ； 4. %10022gyROVVRO%10022gyOVVO%10022gyNVVN%100gyCOVVCO%100222COONRO五、煙氣分析結(jié)果的應(yīng)用五、煙氣分析結(jié)果的應(yīng)用1煙氣量的計(jì)算煙氣量的計(jì)算第二章2.5 2.5 鍋爐運(yùn)行時(shí)煙氣分析及其應(yīng)鍋爐運(yùn)行時(shí)煙氣分析及其應(yīng)用用 COROSCVyygy2)375. 0(866. 1Nm3/kg2煙氣中煙氣中CO含量的計(jì)算含量的計(jì)算1）燃料特性系數(shù)）燃料特性系數(shù)只與燃料的可燃成分有關(guān)，與燃料的水分、灰 分無(wú)關(guān)，也不隨應(yīng)用基、分析基、干燥基即可燃基等而變化。 yyyySCOH375. 0126. 035. 22）不完全燃燒方程式）不完全燃燒方

43、程式 21)(605. 0222COROCOORO3）CO含量的計(jì)算含量的計(jì)算605. 0)()21(222OROOCO%第二章2.5 2.5 鍋爐運(yùn)行時(shí)煙氣分析及其應(yīng)鍋爐運(yùn)行時(shí)煙氣分析及其應(yīng)用用 4）不完全燃燒）不完全燃燒RO2的計(jì)算的計(jì)算1)605. 0(2122COORO% 5）完全燃燒方程式）完全燃燒方程式 21)1 (22ORO6）在理論空氣下完全燃燒時(shí)，）在理論空氣下完全燃燒時(shí)， ， ，則，則%02O0COmax22RORO 121max2RO3過量空氣系數(shù)的計(jì)算過量空氣系數(shù)的計(jì)算 1）不完全燃燒時(shí)a的計(jì)算 )(1005 . 076. 311222COOROCOO第二章2.5 2.

44、5 鍋爐運(yùn)行時(shí)煙氣分析及其應(yīng)鍋爐運(yùn)行時(shí)煙氣分析及其應(yīng)用用 2）完全燃燒時(shí)）完全燃燒時(shí)的計(jì)算的計(jì)算 )(10076. 311222OROO3）完全燃燒時(shí)）完全燃燒時(shí)的近似計(jì)算的近似計(jì)算 在鍋爐實(shí)際運(yùn)行時(shí)，CO的含量一般都不高，可是為完全燃燒，而干煙氣中的氮?dú)饨咏?79%，即N2=79%，則： 2222212179217911217911OONO2max2221211212121ROROOO在鍋爐實(shí)際運(yùn)行中，常采用O2和RO2表監(jiān)控第二章2.5 2.5 鍋爐運(yùn)行時(shí)煙氣分析及其應(yīng)鍋爐運(yùn)行時(shí)煙氣分析及其應(yīng)用用 習(xí)題課： 1. 成分分析基準(zhǔn) 2. 燃燒計(jì)算 3. 溫焓表作業(yè)：作業(yè)：7，8第二章3.1 鍋

45、爐熱平衡及鍋爐熱效率鍋爐熱平衡及鍋爐熱效率 3.2 固體不完全燃燒熱損失固體不完全燃燒熱損失3.3 氣體不完全燃燒熱損失氣體不完全燃燒熱損失3.4 排煙熱損失排煙熱損失 返返 回回第三章第三章 鍋爐熱平衡鍋爐熱平衡 3.5 散熱損失散熱損失 3.6 .6 其它熱損失其它熱損失3.1 3.1 鍋爐熱平衡及鍋爐熱效率鍋爐熱平衡及鍋爐熱效率 第三章鍋爐熱平衡鍋爐熱平衡是研究燃料的熱量在鍋爐中利用的情況，有多少被有效利用，有多少變成了熱量損失，這些損失又表現(xiàn)在哪些方面以及它們產(chǎn)生的原因。研究的目的是為了有效地提高鍋爐熱效率熱效率熱效率是鍋爐的重要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，它表明鍋爐設(shè)備的完善程度和運(yùn)行管理的水平。

46、提高鍋爐熱效率以節(jié)約燃料，是鍋爐運(yùn)行管理的一個(gè)重要方面。 為了全面評(píng)定鍋爐的工作狀況，必須對(duì)鍋爐進(jìn)行測(cè)試，這種試驗(yàn)稱為鍋爐的熱平衡鍋爐的熱平衡(或熱效率或熱效率)試驗(yàn)試驗(yàn)。通過測(cè)試進(jìn)行分析概括了解鍋爐熱效率的影響因素得出較先進(jìn)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，作為設(shè)計(jì)鍋爐和改進(jìn)運(yùn)行的可靠依據(jù)。 3.1 3.1 鍋爐熱平衡及鍋爐熱效率鍋爐熱平衡及鍋爐熱效率 第三章一、鍋爐熱平衡一、鍋爐熱平衡1鍋爐熱平衡方程式鍋爐熱平衡方程式鍋爐熱平衡是以lkg固體燃料或液體燃料(氣體燃料以1Nm3)為單位組成熱量平衡的。1kg燃料帶入爐內(nèi)的熱量及鍋爐有效利用熱量和損失熱量之間的關(guān)系可參考圖 Qr Q5 Q2 Q6 Q3 Q4 Q

47、1 3.1 3.1 鍋爐熱平衡及鍋爐熱效率鍋爐熱平衡及鍋爐熱效率 鍋爐熱平衡的公式可寫為：鍋爐熱平衡的公式可寫為： 654321QQQQQQQrkJkg (3-la) Qr每公斤燃料帶入鍋爐的熱量，kJ/kg； Q1鍋爐有效利用熱量kJ/kg； Q2排出煙氣帶走的熱量，稱為鍋爐排煙熱損失，kJ/kg Q3未燃完可燃?xì)怏w所帶走的熱量，稱為氣體不完全燃燒熱損 失（化學(xué)不完全燒熱損失），kJ/kg； Q4未燃完的固體燃料所帶走的熱量，稱為固體不完全燃燒熱 損失（機(jī)械不完全燃燒熱損失），kJ/kg； Q5鍋爐散熱損失，kJ/kg； Q6灰渣物理熱損失及其他熱損失，kJ/kg。第三章3.1 3.1 鍋爐

48、熱平衡及鍋爐熱效率鍋爐熱平衡及鍋爐熱效率 如果在等式(3-la)兩邊分別除以Qr，則鍋爐熱平衡就以帶入熱量的百分?jǐn)?shù)來(lái)表示，即： 654321100qqqqqq2燃料帶入鍋爐的熱量燃料帶入鍋爐的熱量Qr它由以下幾個(gè)部分組成： wlzqrarvnetrQQiQQ,1）燃料的物理顯熱）燃料的物理顯熱ir rarrtCi（1）固體燃料應(yīng)用基比熱：）固體燃料應(yīng)用基比熱： darararCMMC100100100187.4kJ/kg （2）液體燃料應(yīng)用基比熱：）液體燃料應(yīng)用基比熱： rartC0025. 0738. 1kJ/kg 2）蒸汽帶入熱）蒸汽帶入熱Qzq當(dāng)用蒸汽霧化重油或噴入鍋爐蒸汽時(shí)考慮)250

49、0(zqzqzqiGQ式中 2500排煙中蒸汽焓近似值，kJ/kg 第三章3.1 3.1 鍋爐熱平衡及鍋爐熱效率鍋爐熱平衡及鍋爐熱效率 3）外來(lái)熱量）外來(lái)熱量Qwl當(dāng)用鍋爐范圍以外的廢氣、廢熱等來(lái)預(yù)熱空氣時(shí)考慮 )(00lkrkwlIIQ一般情況下： arvnetrQQ,二、鍋爐熱效率二、鍋爐熱效率1鍋爐正平衡熱效率鍋爐正平衡熱效率%1001rglQQ1）鍋爐有效利用熱量Qgl 2）鍋爐每小時(shí)有效利用熱量Qgl BQQgl1kJ/kg )(10)(1033gspspsgsqgliiDiiDQkJ/h（1）飽和蒸汽焓： 100rWiiq （2）熱水鍋爐每小時(shí)有效利用熱量Qglr-汽化潛熱，kJ/

50、kgW-蒸汽濕度 %1%51電站鍋爐工業(yè)鍋爐)(10123iiGQglkJ/h第三章3.1 3.1 鍋爐熱平衡及鍋爐熱效率鍋爐熱平衡及鍋爐熱效率 1）鍋爐有效利用熱量Qgl 2）鍋爐每小時(shí)有效利用熱量Qgl BQQgl1kJ/kg )(10)(1033gspspsgsqgliiDiiDQkJ/h（1）飽和蒸汽焓： 100rWiiq r-汽化潛熱，kJ/kgW-蒸汽濕度 %1%51電站鍋爐工業(yè)鍋爐)(10123iiGQglkJ/hi 式中 igs，ips鍋爐給水和排污水焓， kJ/kg； 干飽和蒸汽的焓，kJ/kg； i1，i2鍋爐進(jìn)、出熱水的焓，kJ/kg； 所以， i ydwgspspsgs

51、qglBQiiDiiD)(10)(10332鍋爐反平衡熱效率鍋爐反平衡熱效率 )(100%1006543211qqqqqqQQrgl% 鍋爐正平衡只能求得鍋爐的熱效率，不能據(jù)此研究和分析影響鍋爐熱效率的種種因素，以尋求提高熱效率的途徑。而反平衡則是依據(jù)對(duì)各種熱損失的測(cè)定來(lái)計(jì)算其鍋爐熱效率。對(duì)小型鍋爐而言，一般以正平衡為主，反平衡為輔。對(duì)于大型鍋爐，由于不易準(zhǔn)確測(cè)定燃料消耗量，其鍋爐熱平衡主要靠反平衡求得。第三章3.1 3.1 鍋爐熱平衡及鍋爐熱效率鍋爐熱平衡及鍋爐熱效率 r-汽化潛熱，kJ/kgW-蒸汽濕度 %1%51電站鍋爐工業(yè)鍋爐熱平衡試驗(yàn)在精度上有一定要求：(1) 只進(jìn)行正平衡試驗(yàn)，要求

52、應(yīng)進(jìn)行兩次測(cè)試偏差在4%以內(nèi)(2)同時(shí)進(jìn)行正、反平衡實(shí)驗(yàn)時(shí)，兩種方法測(cè)試偏差應(yīng)在5%以內(nèi)(3)只以反平衡法進(jìn)行測(cè)定時(shí)，兩次測(cè)試偏差應(yīng)在6%以內(nèi) glj3鍋爐的毛效率及凈效率鍋爐的毛效率及凈效率鍋爐的毛效率 通常所指的鍋爐效率都是毛效率鍋爐的凈效率 是在毛效率基礎(chǔ)上扣除鍋爐自用汽和電能消耗后的效率。 glj%1002930010)(3ydwzgsqzBQbNiiD式中 自用汽和自用電能消耗所相當(dāng)?shù)腻仩t效率降低值 Dz自用汽消耗量，t/h； Nz自用電耗量，kWh/h b生產(chǎn)每度電的標(biāo)準(zhǔn)煤，kg/kWh，取0.407 kg/kWh 第三章3.2 3.2 固體不完全燃燒熱損失固體不完全燃燒熱損失 一

53、、形成一、形成 灰渣損失 ：未參與燃燒或未燃盡的碳粒與灰渣一同落入灰斗所造成的損失。 漏煤損失 ：部分燃料經(jīng)爐排落入灰坑造成的損失。對(duì)于煤粉爐，則 飛灰損失 ：未燃盡的碳粒隨煙氣帶走所造成的損失hzQ4lmQ4fhQ404lmQ二、影響因素二、影響因素1燃料特性對(duì)燃料特性對(duì)q4的影響的影響 當(dāng)燃用灰分含量高和灰分熔點(diǎn)低的煤時(shí)，它的固態(tài)可燃物被灰包裹，難以燃盡，灰渣損失大。當(dāng)燃用揮發(fā)物低而焦結(jié)性強(qiáng)的煤時(shí)，燃燒過程主要集中在爐排上，燃燒層溫度高，較易形成熔渣，阻礙通風(fēng)，既加重司爐撥火的工作量，又增加灰渣損失。當(dāng)燃用水分低，焦結(jié)性弱而細(xì)末又多的煤時(shí)，特別是在提高燃燒強(qiáng)度而增強(qiáng)通風(fēng)的情況下，飛灰損失就

54、增加。 第三章3.2 3.2 固體不完全燃燒熱損失固體不完全燃燒熱損失 2燃燒方式對(duì)燃燒方式對(duì)q4的影響：的影響：不同燃燒方式的q4數(shù)值差別很大，如機(jī)械風(fēng)力拋煤機(jī)爐的飛灰損失就較鏈條爐大。煤粉爐沒有漏煤損失，但它的飛灰損失卻比層燃爐大得多。沸騰爐在燃用石煤或煤矸石時(shí)，飛灰損失將更大。3爐子結(jié)構(gòu)對(duì)爐子結(jié)構(gòu)對(duì)q4的影響的影響 層燃爐的爐拱，二次風(fēng)以及爐排的大小，長(zhǎng)短和通風(fēng)孔隙的大小等對(duì)燃燒都有影響。如爐排的通風(fēng)孔隙較大而又燃用細(xì)末多的燃料時(shí)，漏煤損失就會(huì)有較大的增加。煤粉爐爐膛的高低、燃燒器布置的位置等也對(duì)燃燒有影響。如爐膛尺寸過小，煙氣在爐內(nèi)的流程及停留時(shí)間過短，燃料來(lái)不及燃盡而被煙氣帶走，使飛

55、灰損失增大。 4鍋爐運(yùn)行工況對(duì)鍋爐運(yùn)行工況對(duì)q4的影響的影響 運(yùn)行時(shí)鍋爐負(fù)荷增加，相應(yīng)地穿過燃料層和爐膛的氣流速度迅速增加，以致飛灰損失也加大。此外，層燃爐運(yùn)行時(shí)的煤層厚度、鏈條爐爐排速度以及風(fēng)量分配，煤粉爐運(yùn)行時(shí)的煤粉細(xì)度及配風(fēng)操作等對(duì)q4也有影響。過量空氣系數(shù)對(duì)q4也有影響，如 太低，q4會(huì)增加，而隨稍增，則q4會(huì)有所降低。 ll第三章3.2 3.2 固體不完全燃燒熱損失固體不完全燃燒熱損失 三、固體不完全燃燒熱損失的測(cè)定和計(jì)算三、固體不完全燃燒熱損失的測(cè)定和計(jì)算1測(cè)定數(shù)據(jù)測(cè)定數(shù)據(jù)在鍋爐正常運(yùn)行工況下，定時(shí)收集： 、 、 （kg/h）取樣分析：(1) 可燃物百分?jǐn)?shù)：Rhz、Rlm、Rfh

56、(%)； (2) 可燃物的發(fā)熱量： （kJ/kg） 32700fhlmhzQQQhzGfhGlmG2計(jì)算公式計(jì)算公式 （kJ/kg） %BGRQQhzhzhzhz1004BGRQQlmlmlmlm1004BGRQQfhfhfhfh1004)(100327004444fhfhlmlmhzhzfhlmhzRGRGRGBQQQQfhlmhzrqqqQQq44444100（kJ/kg） （kJ/kg） （kJ/kg） 第三章3.2 3.2 固體不完全燃燒熱損失固體不完全燃燒熱損失 3灰平衡方程灰平衡方程熱平衡試驗(yàn)中，飛灰量很難準(zhǔn)確測(cè)定，一般通過灰平衡方法解決灰平衡灰平衡：進(jìn)入爐內(nèi)燃料的總灰量應(yīng)等于灰渣

57、、漏煤及飛灰之和 100100100100100100100fhfhlmlmhzyRGRGRhzGBA令： ,yhzhzhzBARGa)100(ylmlmlmBARGa)100(yfhfhfhBARGa)100(則：灰平衡方程為： 1fhlmhzaaalmhzfhaaa1上式兩邊分別乘以 yBA100yfhfhylmlmyhzhzBARGBARGBARG)100()100()100(1lmhzfhaaa1第三章3.2 3.2 固體不完全燃燒熱損失固體不完全燃燒熱損失 fhyfhfhRBAaG100hzyhzhzRBAaG100lmylmlmRBAaG100)100100100(10032700

58、4fhfhfhlmlmlmhzhzhzyRRaRRaRRaAQ10044rQQq% 第三章3.3 3.3 氣體不完全燃燒熱損失氣體不完全燃燒熱損失q q3 3 一、氣體不完全燃燒熱損失的形成一、氣體不完全燃燒熱損失的形成 q3是由于部分CO、H2、CH4等可燃?xì)怏w未燃燒放熱就隨煙氣排出所造成的。 二、影響因素二、影響因素 1爐子結(jié)構(gòu)的影響爐子結(jié)構(gòu)的影響爐膛高度不夠或爐膛體積太小，煙氣流程過短，使煙氣中一些可燃?xì)怏w未能燃盡而離開爐子，增大q3損失。當(dāng)爐內(nèi)水冷壁布置過多時(shí)，會(huì)使?fàn)t膛溫度過低，不利于燃燒反應(yīng)，也會(huì)增大q3損失。2燃料特性的影響燃料特性的影響一般揮發(fā)份高的燃料，在其它條件相同時(shí)，q3損

59、失相對(duì)要大一些。 3燃燒方式的影響燃燒方式的影響爐子的過量空氣系數(shù)、二次風(fēng)的引入和分布以及爐內(nèi)氣流的混合與擾動(dòng)等都影響q3的大小。a取得過??；a取得過大；層燃爐燃料層過厚；當(dāng)負(fù)荷增加時(shí)第三章三、氣體不完全燃燒熱損失的測(cè)定及計(jì)算三、氣體不完全燃燒熱損失的測(cè)定及計(jì)算1測(cè)定用煙氣分析方法測(cè)出 （Nm3/kg燃料） 42CHHCOVVV、2計(jì)算公式 )1001)(2 .3581084 .126()1001)(3582010800126404424342qCHHCOVqVVVQgyCHHCO10033rQQq%COROSCVyygy2)375.0(866.1式中： ，Nm3/kg燃料 ：是考慮固體不完全

60、燃燒的修正；實(shí)際燃燒的燃料量 CO2、H2、CH4 ：干煙氣中CO、H2、CH4的容積百分?jǐn)?shù)，由熱平衡試驗(yàn)通過驗(yàn)器分析儀測(cè)得。由于實(shí)際運(yùn)行中，煙氣中H2、CH4的含量極少，可忽略不計(jì)，計(jì)算簡(jiǎn)化： )1001(4q)1001(375.09.235)1001(4.1264243qCOCOROSCqCOVQyygy100)1001(375.09.235%1004233qCOCOROSCQQQqyyrr第三章3.3 3.3 氣體不完全燃燒熱損失氣體不完全燃燒熱損失q q3 3 3缺少元素成分資料時(shí) )1001 (2 .343qCOq第三章3.3 3.3 氣體不完全燃燒熱損失氣體不完全燃燒熱損失q q3