鍋爐與鍋爐房設(shè)備基本知識(shí)教學(xué)課件(75p)

1、1鍋爐及鍋爐房設(shè)備講稿2 課程的性質(zhì)、目的與任務(wù) 這門(mén)課程是建筑環(huán)境與設(shè)備的一門(mén)專(zhuān)業(yè)必修課程，該課程系統(tǒng)的闡述了鍋爐工作過(guò)程的基本理論和設(shè)計(jì)計(jì)算及基本方法。 任務(wù)：通過(guò)學(xué)習(xí)，掌握有關(guān)鍋爐的工作原理、燃料使用、設(shè)備構(gòu)造、選型、設(shè)計(jì)和維護(hù)等有關(guān)知識(shí)。31.1 概述1.2 鍋爐的基本結(jié)構(gòu)及其工作過(guò)程 1.3 鍋爐基本特性1.4 鍋爐房設(shè)備的組成1.5 鍋爐發(fā)展趨勢(shì)第一章 基本知識(shí)4 1.1 概述一、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

2、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)之一4鍋爐及鍋爐房設(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第一章51.1 概述三、鍋爐的分類(lèi)1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(供熱鍋爐)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按輸出工質(zhì)的不同分為：蒸汽鍋爐熱水鍋爐第一章61.1 概述3按燃料和能源不同分為：燃煤鍋爐 燃油鍋爐 燃?xì)忮仩t 廢熱鍋爐 4按燃燒方式分-為層燃爐、 室燃爐、流化床爐；5按蒸汽壓力分；按蒸汽壓力的高低，可將鍋爐分為：低壓鍋爐(P=221MPa)等。 6按鍋爐容量大小分-按照蒸發(fā)量的大小，鍋爐有小型、中型和大型之分； 四、鍋

3、爐工業(yè)的研究方向及本專(zhuān)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(kāi)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71.2鍋爐的基本結(jié)構(gòu)及其工作過(guò)程 一、基本結(jié)構(gòu)1. 鍋爐本體構(gòu)成鍋爐的基本組成部分稱(chēng)為鍋爐本體，由汽鍋、爐子及安全附件組成。1）汽鍋鍋爐本體中汽水系統(tǒng)，高溫燃燒產(chǎn)物煙氣通過(guò)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）安全附件水位計(jì)、壓力表、安全閥二、鍋爐的工作過(guò)程 1. 燃料的燃燒過(guò)程第一章81.2鍋爐的基本結(jié)構(gòu)及其工作過(guò)程定

4、義：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(guò)程 高溫?zé)煔?給煤斗燃料（煤） 爐排面（燃燒室） 除渣板（入灰渣斗） 空氣在一定的燃燒設(shè)備內(nèi)，正常燃燒應(yīng)具備的條件： 高溫環(huán)境 必需的空氣量及空氣與燃料的良好混合 燃料的供應(yīng)及灰渣和煙氣的排放第一章91.2鍋爐的基本結(jié)構(gòu)及其工作過(guò)程 2. 煙氣向水(汽等工質(zhì))的傳熱過(guò)程 輻射 輻射+對(duì)流 對(duì)流 高溫?zé)煔?水冷壁 過(guò)熱器（凝渣管） 對(duì)流管束 對(duì)流 尾部受熱面(省、空) 除塵 引風(fēng)機(jī) 煙囪 3. 工質(zhì)(水)的加熱和汽化過(guò)程蒸汽的生產(chǎn)過(guò)程 1）給水：水 省煤器 汽鍋 2）水循環(huán)：汽鍋 下降管 下集箱 水冷壁 3）汽水分離第一章101.3 鍋爐

5、基本特性 一、鍋爐容量1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）：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(熱水)參數(shù)1蒸汽參數(shù)鍋爐出口處蒸汽的額定壓力(表壓)和溫度,壓力單位MPa,，溫度單位為，對(duì)于飽和蒸汽鍋爐，只標(biāo)注壓力。鍋爐設(shè)計(jì)時(shí)規(guī)定的蒸汽壓力和溫度稱(chēng)為額定蒸汽壓力和額定蒸汽溫度。2熱水參數(shù)鍋爐出口處熱水的額定壓力(表壓)和溫度及回水溫度。第一章111.3 鍋爐基本特性三、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：汽鍋和附加受熱面等與煙氣接觸的金屬表面積。

6、每m2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kg/m2h2受熱面發(fā)熱率每m2受熱面每小時(shí)所產(chǎn)生的(熱水)熱量，符號(hào)Q/H；單位kJ/m2h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)出的熱量中有百分之幾被用來(lái)產(chǎn)生蒸汽或加熱水。供熱鍋爐，6085%，油氣鍋爐，8592%。五、鍋爐的金屬耗率及耗電率金屬耗率-每噸蒸發(fā)量所耗用的金屬材料的重量（t）,2-6t/t耗電率-產(chǎn)生1t蒸汽用電的度數(shù) （kWh/t）,10kWh/t第一章121.3 鍋爐基本特性五、鍋爐型號(hào)表示方法1、供熱鍋爐 鍋爐型號(hào)由三部分組成，各部分之間用短橫線(xiàn)相連。 第一部分：表示鍋爐型式，燃燒方式和蒸發(fā)量，共

7、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。第一章131.3 鍋爐基本特性第二部分：表示蒸汽(或熱水)參數(shù)，共分兩段，中間一斜線(xiàn)分開(kāi)。 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(guò)熱蒸汽(或熱水)溫度;第三部分：表示燃料種類(lèi)，以拼音字母和羅馬字分別代表燃料 類(lèi)別和分類(lèi)。舉例： :表示為雙鍋筒橫置式鍋爐，采用鏈條爐排，蒸發(fā)量為10t/h，額定工作壓力為125MPa，出口過(guò)熱蒸汽溫度為350度，燃用二類(lèi)煙煤。 ：表示為單鍋筒縱置式，往復(fù)推動(dòng)爐排爐，額定熱功率為14MW，允許工作壓力為0.7MPa，出

8、水溫度為95度，進(jìn)水溫度為70度，燃用二類(lèi)煙煤的熱水鍋爐。 第一章141.3 鍋爐基本特性第一章3、電站鍋爐2、電熱鍋爐由兩部分組成，第一部分表示鍋爐本體形式、電加熱鍋爐代號(hào)（DR）的鍋爐容量；第二部分表示鍋爐的介質(zhì)參數(shù)。如LDR0.50.4鍋爐，表示它是立式電加熱鍋爐，額定蒸發(fā)量0.5t/h，額定工作壓力為0.4MPa的蒸汽鍋爐。151.3 鍋爐基本特性第一章161.3 鍋爐基本特性第一章燃料品種代號(hào)171.4 鍋爐房設(shè)備的組成 一、鍋爐房設(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(guò)熱器、省煤器和空氣預(yù)熱器。鍋爐附加受熱面：蒸汽過(guò)熱器、省煤器和空氣預(yù)熱器鍋爐尾部受熱面：

9、省煤器和空氣預(yù)熱器二、鍋爐房輔助設(shè)備1運(yùn)煤、除灰系統(tǒng)(見(jiàn)圖1-2)-其作用是連續(xù)供給鍋爐燃燒所需的燃料，及時(shí)排走灰渣.2送引風(fēng)系統(tǒng)(見(jiàn)圖1-2)-其作用是供給鍋爐燃料燃燒所需要的空氣量，排走燃料燃燒所產(chǎn)生的煙氣。3水、汽系統(tǒng)(包括排污系統(tǒng)) (見(jiàn)圖1-2)-其作用是不斷向鍋爐供給符合質(zhì)量要求的水，將蒸汽或熱水分別送到各個(gè)熱用戶(hù)。4儀表控制系統(tǒng)-為了使鍋爐安全經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行，除了鍋爐本體上裝有的儀表外，鍋?zhàn)o(hù)房?jī)?nèi)還裝設(shè)各種儀表和控制設(shè)備，如蒸汽流量計(jì)、壓力表、風(fēng)壓計(jì)、水位表以及各種自動(dòng)控制設(shè)備。第一章181.4 鍋爐房設(shè)備的組成第一章191.5 鍋爐發(fā)展簡(jiǎn)史及趨勢(shì) 鍋爐沿著兩個(gè)方向發(fā)展： a)在鍋筒內(nèi)

10、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。 鍋爐發(fā)展的一大飛躍 一、煙管鍋爐 二、水管鍋爐 三、快裝鍋爐 第一章201.5 鍋爐發(fā)展簡(jiǎn)史及趨勢(shì)方向一：增加鍋內(nèi)受熱面煙管鍋爐單鍋筒鍋爐特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊，占地不大容量不一般不大，當(dāng)煙管為光管時(shí)，傳熱效率不高。211.5 鍋爐發(fā)展簡(jiǎn)史及趨勢(shì)內(nèi)筒火筒爐膽外筒鍋內(nèi)水循環(huán)煙囪外筒煙管煙室內(nèi)筒221.5 鍋爐發(fā)展簡(jiǎn)史及趨勢(shì)方向二：水管鍋爐增加鍋外受熱面直、橫水管水筒鍋爐整聯(lián)箱橫水管鍋爐分聯(lián)箱橫水管鍋爐特點(diǎn)：1、水平管，水循環(huán)不好2、直水管，熱膨脹緩沖差，集箱安全性差。231.5 鍋爐發(fā)展簡(jiǎn)史及趨勢(shì)彎水管水管鍋爐特點(diǎn)：1、煙氣

11、橫向沖刷水管熱熱面，傳熱效率高；2、爐膛空間容積不受鍋筒直徑限制，適用于大中容量鍋爐。241.5 鍋爐發(fā)展簡(jiǎn)史及趨勢(shì)鍋筒集箱鍋外水循環(huán)直流鍋爐251.5 鍋爐發(fā)展簡(jiǎn)史及趨勢(shì)261.5 鍋爐發(fā)展簡(jiǎn)史及趨勢(shì)從鍋爐的演變過(guò)程說(shuō)明，鍋爐結(jié)構(gòu)的變化是要達(dá)到以下目的：1、制造和安裝經(jīng)濟(jì)，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)緊湊輕巧，節(jié)省鋼材，節(jié)省基建投資；2、正常運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性高，鍋爐熱效率高，能充分利用熱能，節(jié)約燃料，輔助設(shè)備所消耗的動(dòng)力較少；3、運(yùn)行時(shí)安全可靠，經(jīng)久耐用，檢修方便。要解決的問(wèn)題：1、提高燃燒效率和熱效率，節(jié)能降耗；2、采用新的燃燒技術(shù)，降低污染物排放；3、提高自動(dòng)化程度，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。271.5 鍋爐發(fā)展簡(jiǎn)史及趨勢(shì)

12、鍋爐發(fā)展的推動(dòng)力1、燃料價(jià)格上漲，供應(yīng)短缺問(wèn)題。需求增大，儲(chǔ)量減少。2、燃用劣質(zhì)煤推動(dòng)了燃燒技術(shù)的發(fā)展。3、環(huán)境保護(hù)的要求。4、基礎(chǔ)科學(xué)的發(fā)展。尤其是計(jì)算機(jī)及計(jì)算技術(shù)的發(fā)展。第一章281.5 鍋爐發(fā)展趨勢(shì) 增大鍋爐容量和提高蒸汽參數(shù)是電廠鍋爐的主要發(fā)展方向。(一)鍋爐容量和蒸汽參數(shù)1、提高鍋爐容量：?jiǎn)螜C(jī)容量 發(fā)電容量 基建投資和設(shè)備費(fèi)用，運(yùn)行費(fèi)用以及金屬材料。但超大容量機(jī)組的運(yùn)行靈活性較差，可用率較低，每年故障和計(jì)劃?rùn)z修停機(jī)時(shí)間較長(zhǎng).一般較大的火力發(fā)電設(shè)備單機(jī)容量停留在500800MW。2、提高蒸汽參數(shù)：壓力、溫度?？商岣哐h(huán)熱效率 隨著機(jī)組容量的增大和節(jié)約燃料的需要，提高電廠熱效率就變得更加

13、迫切，提高鍋爐所產(chǎn)生蒸汽壓力、溫度和采用蒸汽再熱是提高熱電轉(zhuǎn)換效率的有效方法。例如，對(duì)一個(gè)400MW的單元機(jī)組來(lái)說(shuō)，采用超臨界壓力(2412MPa)蒸汽參數(shù)的供電效率比采用亞臨界壓力蒸汽參數(shù)高14，可從374提高到388，雖然投資增加了2.4到35，但經(jīng)濟(jì)上仍是合算的。受金屬材料限制，蒸汽溫度一般限制在600度以下?？梢圆捎谜羝贌峄驘犭娐?lián)產(chǎn)。第一章291.5 鍋爐發(fā)展趨勢(shì) (二)鍋爐燃燒技術(shù)能源減少使用劣質(zhì)煤， 環(huán)境的要求污染物的低排放低NOx燃燒器，爐內(nèi)燃燒中脫硫技術(shù)，煙氣脫硫技術(shù)，循環(huán)流化床燃燒技術(shù)，(三)燃?xì)?、蒸汽?lián)合循環(huán)目前燃煤聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)主要有這樣幾種方式：整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)，

14、增壓流化床聯(lián)合循環(huán)以及為城市既供電又供熱，還供應(yīng)煤氣的所謂三聯(lián)供技術(shù)。第一章30IGCC 第一章發(fā)電效率可望達(dá)到42-44%31PFBC-IGCC 第一章發(fā)電效率可望達(dá)到40-42%32復(fù)習(xí)思考題1 鍋爐的任務(wù)是什么？它在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要性如何？2 鍋爐與鍋爐房設(shè)備有何區(qū)別？各自起著什么樣的作用？3 鍋爐是怎樣工作的？大致可分為哪幾個(gè)過(guò)程？4 鍋爐上裝置有哪些必不可少的安全附件？它們的作用是什么？33復(fù)習(xí)思考題5 弄清以下名詞的含義: 受熱面蒸發(fā)率；受熱面發(fā)熱率；鍋爐的熱效率；煤汽比；煤水比；鍋爐的金屬耗率；鍋爐的耗電率，其中哪幾個(gè)指標(biāo)用以衡量鍋爐的總的經(jīng)濟(jì)性？6 會(huì)讀鍋爐銘牌，知道每部分的含

15、義。7 鍋爐輔助受熱面有哪幾部分？各自的作用是什么？342.1 燃料的化學(xué)成分及其性質(zhì) 2.2 煤的燃燒特性2.3 煤的分類(lèi) 2.4 液體燃料和氣體燃料 2.6 鍋爐煙氣分析及其結(jié)果的應(yīng)用第二章 燃料及燃燒計(jì)算 2.5 燃料的燃燒計(jì)算35前言第二章一、鍋爐用燃料 1電廠是消耗燃料的大戶(hù)，越發(fā)達(dá)的國(guó)家電廠消耗的燃料越多。2三種狀態(tài)的燃料：固體、液體、氣體。我國(guó)煤是主要燃料，占總?cè)剂习l(fā)熱量的90%，其他的燃料很少。石油不到10%，天然氣不到10%（石油和天然氣之和為10%左右）。而美國(guó)的石油和天然氣之和高達(dá)50%，比我國(guó)的條件好。3我國(guó)電站鍋爐利用燃料的原則：電站鍋爐盡量利用比較差的燃料，把好燃料

16、讓給其他的部門(mén)，因?yàn)殡娬緦?duì)燃料的燃燒研究最好。36前言第二章二、元素分析和工業(yè)分析元素分析定義：元素分析一般指分析燃料中的碳（C）、氫（H）、氧（O）、氮（N）、硫（S）五種元素。這個(gè)方法、這個(gè)結(jié)果叫元素分析。1為什么要用元素分析：現(xiàn)有的分析方法中不能直接分析煤中有機(jī)物的各種化合物，很多物質(zhì)在分析的過(guò)程中分解。所以一般用煤的元素分析表示煤的有機(jī)物特性。2為什么不是完全徹底的元素分析？有一些化合物在煤的燃燒前后沒(méi)有改變，就是他們不參與燃燒。分析他們的元素組成對(duì)于鍋爐燃燒沒(méi)用。3元素分析成分：碳（C）、氫（H）、氧（O）、氮（N）、硫（S）、灰分、水分。 37前言第二章二、元素分析和工業(yè)分析4元素

17、分析方法的簡(jiǎn)單介紹。有這個(gè)方面的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，可以查閱。簡(jiǎn)單說(shuō)來(lái)就是把煤制成煤樣（磨成煤粉），在爐子里加熱，先失去的是水分，緊接著燃燒煤粉，分析燃燒產(chǎn)物可以知道煤粉的元素分析成分，最后剩下的是灰分。5為什么在定義中只有碳（C）、氫（H）、氧（O）、氮（N）、硫（S）五種成分。因?yàn)檫@五種成分和燃燒有關(guān)。其余的灰分和水分和燃燒無(wú)關(guān)（不參與燃燒）。但是灰分和水分是煤里面都有的，也占一定的百分比，因此元素分析成分包括七種成分。 38前言第二章二、元素分析和工業(yè)分析工業(yè)分析的定義：分析煤粉中的灰分、水分、揮發(fā)分和固定碳的分析。1為什么發(fā)電廠要用煤的工業(yè)分析。元素分析比較復(fù)雜，一般發(fā)電廠不能做，而煤又要進(jìn)行快

18、速分析，以指導(dǎo)運(yùn)行，所以用比較簡(jiǎn)單的工業(yè)分析。2工業(yè)分析成分：灰分、水分、揮發(fā)分和固定碳。3工業(yè)分析簡(jiǎn)單介紹：和元素分析近似，也借助于燃燒，把煤樣加熱，先失去水分，然后隔絕空氣繼續(xù)加熱，再失去的是揮發(fā)分，剩下的是焦碳（固定碳和灰分之和），把焦碳燃燒，失去的是固定碳，余下的是灰分。4發(fā)電廠每天都要對(duì)煤進(jìn)行工業(yè)分析，讓運(yùn)行人員掌握煤種的變化情況，有利于鍋爐運(yùn)行。392.1 燃料的化學(xué)成分第二章一、燃料的化學(xué)成分及其性質(zhì)燃料（S、L、G） 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) 灰分1碳(C)：主要的可燃元素，煤中約占可燃成分總量的5095%，1kg純碳完全燃燒可釋放熱量約

19、32866kJ/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(H)：重要的可燃元素，煤中約占26%，120370 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(S)：是燃料中的有害元素，煤中約占可燃成分的8%，9050kJ/kg，燃燒后的產(chǎn)物是 402.1 燃料的化學(xué)成分及其性質(zhì) 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。含氧量隨煤化程度增高而明顯減少，泥煤35%，無(wú)煙煤只有約1%2%。煤中氮主要以有

20、機(jī)氮形態(tài)存在，約占0.32.5%。高溫燃燒生成NOx，有害。液體和氣體燃料中氧和氮含量更少。第二章412.1 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)，固體燃料的水分由外水分和內(nèi)水分組成，約占560%。1） 水分進(jìn)入爐內(nèi)吸熱汽化成水蒸汽，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(kāi)采方式、運(yùn)輸條件有關(guān)。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?3） 第二章422.1 燃料的化學(xué)成分及其性質(zhì)二、燃

21、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1）收到基以進(jìn)入鍋爐房準(zhǔn)備燃燒的煤為分析基準(zhǔn)，以它為100% 燃料的收到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。2）空氣干燥基在實(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）干燥基以假想元水狀態(tài)的煤力基準(zhǔn),其余的成分組合便是干燥基，干燥基中因無(wú)水分，故灰分不受水分變動(dòng)的影響，灰分含量百分?jǐn)?shù)相對(duì)比較穩(wěn)定4）干燥無(wú)灰基將變化較大，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)第二章432.1 燃料的化學(xué)成分及其性質(zhì)由于干燥無(wú)灰基無(wú)水、無(wú)灰，故剩下的成分便不受水分、灰分變動(dòng)的影響，是表示碳

22、氫、氧、氮、硫成分百分?jǐn)?shù)最穩(wěn)定的基準(zhǔn)，常用來(lái)表示煤的揮發(fā)分含量。 煤的成分及各種分析基準(zhǔn)之間的關(guān)系，如下圖所示。第二章442.1 燃料的化學(xué)成分及其性質(zhì)2燃料成分各種表示方法之間的換算由于煤質(zhì)分析所使用的煤樣是空氣干燥基煤樣，分析結(jié)果的計(jì)算是以空氣干燥基為基準(zhǔn)得出的，但在鍋爐設(shè)計(jì)、計(jì)算時(shí)，是按實(shí)際進(jìn)入鍋爐的爐前煤、即收到基進(jìn)行計(jì)算的，所以一方面要測(cè)定爐前煤的收到基水分，同時(shí)還要對(duì)煤的各種成分進(jìn)行基準(zhǔn)的換算換算系數(shù)k：見(jiàn)表2-1第二章452.2 煤的燃燒特性煤的燃燒特性：主要指煤的發(fā)熱量、揮發(fā)分、焦結(jié)性和灰熔點(diǎn)一、發(fā)熱量1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/

23、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) 第二章462.2 煤的燃燒特性3低位發(fā)熱量 ：每公斤燃料完全燃燒后所放出的熱量，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M4各成分分析的高、低位發(fā)熱量間的關(guān)系5發(fā)熱量的測(cè)定采用氧彈測(cè)熱儀第二章472.2 煤的燃燒特性6標(biāo)準(zhǔn)煤以收到基低位發(fā)熱量為29308kJkg(7000kcal/kg)的燃料，稱(chēng)為標(biāo)準(zhǔn)煤。-在工業(yè)上為核算企業(yè)對(duì)能源的消耗量，便于比較和管理，統(tǒng)一計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)，采用標(biāo)淮煤的概念。

24、7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規(guī)定把相對(duì)于每4186.8kJ/kg(即1000kcal/kg)收到基低位發(fā)熱量的煤所含的收到基水分、灰分和硫分，分別稱(chēng)為折算水分、折算灰分和折算硫分，其計(jì)算公式為：第二章482.2 煤的燃燒特性二、揮發(fā)分(V)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）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) 揮發(fā)分含量的多少常做為煤分類(lèi)的主要依據(jù)。3）釋放揮發(fā)分的溫度：煤化程度比較低的煤，40130170250450煙 煤20

25、40170320400500貧煤1020370390600700無(wú)煙煤700第二章502.2 煤的燃燒特性 三、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512.2 煤的燃燒特性2焦結(jié)性對(duì)層燃爐燃燒過(guò)程的影響1）粉狀焦炭堆積緊密，妨礙空氣流動(dòng) 煙氣流速過(guò)大，易被氣流攜帶，形成火床火口； 煙氣流速過(guò)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)性煤揮發(fā)分逸出后

26、，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、灰熔點(diǎn)（灰分的熔融性）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522.2 煤的燃燒特性 t1變形溫度：測(cè)試角錐開(kāi)始變形或彎曲時(shí)的溫度t2軟化溫度：灰錐頂彎曲錐尖觸及到平盤(pán)上時(shí)的溫度 t3半球溫度：當(dāng)灰錐變形至呈半球體，高度等于底長(zhǎng)的一半時(shí)的溫度 t4流動(dòng)溫度：灰錐熔融倒在平盤(pán)上，并開(kāi)始流動(dòng)時(shí)的溫度 易熔性灰分 2. 可熔性灰分 難熔性灰分3對(duì)固態(tài)排渣煤粉爐，為了避免爐膛出口附近的受熱面結(jié)渣，應(yīng)使

27、爐膛出口煙溫比灰的軟化溫度低100度。第二章532.3 煤的分類(lèi)一、煤炭分類(lèi)見(jiàn)2.3，介紹各種煤的特性1. 褐煤 2. 煙煤3. 貧煤 4. 無(wú)煙煤第二章542.4 液體燃料和氣體燃料一、液體燃料燃料油的來(lái)源石油蒸餾燃料油的分類(lèi)是否形成產(chǎn)品商用、自用；加工工藝的不同分常壓、減壓、裂化和混合的多種；根據(jù)用途不同分船用內(nèi)燃機(jī)燃料油和爐用燃料油。燃料油的物理特性密度20度燃料油密度相對(duì)于4度水的密度。粘度恩式粘度，與溫度關(guān)系。凝點(diǎn)測(cè)定方法，柴油牌號(hào)閃點(diǎn)和燃點(diǎn)爆炸極限上下限第二章552.4 液體燃料和氣體燃料一、液體燃料鍋爐燃用的液體燃料主要是柴油、重油和渣油。重油是石油提煉汽油、煤油和柴油后的剩余物

28、，渣油是進(jìn)一步提煉后的剩余物。 1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 第二章56 2.4 液體燃料和氣體燃料 = 4060043100kJ/kg。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

29、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燃料油的特性指標(biāo) 1）粘度 第二章57 2.4 液體燃料和氣體燃料 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。 恩氏粘度是以200ml試驗(yàn)重油在溫度為t時(shí)，從恩氏粘度計(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 (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

30、100度以上，粘度不大于42）閃點(diǎn)和燃點(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。 第二章58 2.4 液體燃料和氣體燃料 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)的最低油溫。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)重油在傾斜45的試管中，經(jīng)過(guò)5-10s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1氣體燃料的種類(lèi)第

31、二章59 2.4 液體燃料和氣體燃料第二章60 2.4 液體燃料和氣體燃料2氣體燃料的主要成分1）天然氣 甲烷約占6599%，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，約3600042000kJ/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 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%，發(fā)熱量約4000 kJ/Nm3。通常作為工業(yè)爐或鍋爐摻加燃料。 3）焦?fàn)t煤氣 是冶金企業(yè)煉焦的副產(chǎn)品，H2和CH4約占7080%，發(fā)熱量較高,約15000-17200kJ

32、/Nm3。 第二章61 2.4 液體燃料和氣體燃料4）液化石油氣主要是丙烷、丁烷、丙烯和丁烯。加壓到0.8MPa即可可將其液化，液態(tài)的石油氣體積縮小了約270倍，低位發(fā)熱量為90000120000kJ/m3,爆炸下限僅為2%。3氣體燃料的發(fā)熱量 kJ/Nm3式中 等為氣體成分低位發(fā)熱量，見(jiàn)表2-13（p39）4.氣體燃料的特點(diǎn)環(huán)保運(yùn)輸方便，燃燒性能優(yōu)良易于燃燒調(diào)節(jié) 第二章622.5 燃料的燃燒計(jì)算基本假設(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。 一 、理論空氣量及過(guò)

33、量空氣系數(shù) 1. 理論空氣量 的計(jì)算第二章632.5 燃料的燃燒計(jì)算 理論空氣量的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式：pp262過(guò)量空氣系數(shù)、實(shí)際空氣量和漏風(fēng)系數(shù)1）過(guò)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(guò)量空氣系數(shù) 與燃燒設(shè)備、燃料種類(lèi)、燃燒方式等有關(guān)。層燃爐 ；燃油、氣爐 2）實(shí)際空氣量： Nm3/kg3）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(mén)孔幾個(gè)受熱面貫穿墻處漏入爐內(nèi)，使?fàn)t內(nèi)過(guò)量空氣系數(shù)隨煙氣流程逐第二章642.5 燃料的燃燒計(jì)算 漸增大，其值為： 各受熱面漏風(fēng)量： Nm3/kg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

34、氣量的計(jì)算(=1)不含有O2 Nm3/kgNm3/kg（四個(gè)來(lái)源） Nm3/kg第二章652.5 燃料的燃燒計(jì)算 理論煙氣量的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式：pp.45 2實(shí)際煙氣量的計(jì)算(1)含有過(guò)量O21）過(guò)量空氣中氧容積： Nm3/kg2）過(guò)量空氣中氮容積： Nm3/kg3）過(guò)量空氣中水蒸汽容積： Nm3/kg4）實(shí)際煙氣量理論煙氣量與過(guò)量空氣之和Nm3/kg三、空氣和煙氣的焓 第二章662.5 燃料的燃燒計(jì)算1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 kJ/kg （查表215） 2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，

35、在等壓下，從0加熱到 所需要的熱量，單位kJ/kgkJ/kg式中 等由表2-15查?。╬p.48） 3實(shí)際煙氣焓1）煙氣中過(guò)量空氣的焓： kJ/kg2）實(shí)際煙氣的焓： kJ/kg 第二章672.5 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(chēng)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： 第二章682.6 鍋爐運(yùn)行時(shí)煙氣分析及其應(yīng)用 一、煙氣分析的目的 在鍋爐運(yùn)行時(shí)，通過(guò)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(guò)

36、量空氣系數(shù) 有一最佳值： qmin=q2+q3+q4二、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；第二章692.6 鍋爐運(yùn)行時(shí)煙氣分析及其應(yīng)用 2 燃料完全燃燒時(shí)產(chǎn)生的煙氣成分：RO2、N2、H2O、O2；3 燃料不完全燃燒時(shí)產(chǎn)生的煙氣成分：RO2、N2、H2O、O2、CO；三、煙氣分析儀器及測(cè)定1煙氣分析儀1）奧氏分析儀 KOH或NaOH溶液吸收RO2 ，(%) 焦性沒(méi)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，（%）第二章702.6 鍋爐運(yùn)行時(shí)煙氣分析及其應(yīng)用 2）色譜層析儀3）紅外線(xiàn)煙氣分析儀2測(cè)定：（由鍋爐實(shí)驗(yàn)完成）

37、 四、煙氣成分測(cè)定的計(jì)算 1. ；2. 3. ； 4. 五、煙氣分析結(jié)果的應(yīng)用1煙氣量的計(jì)算第二章712.6 鍋爐運(yùn)行時(shí)煙氣分析及其應(yīng)用 Nm3/kg2煙氣中CO含量的計(jì)算1）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。 2）不完全燃燒方程式 3）CO含量的計(jì)算%第二章722.6 鍋爐運(yùn)行時(shí)煙氣分析及其應(yīng)用 4）不完全燃燒RO2的計(jì)算% 5）完全燃燒方程式 6）在理論空氣下完全燃燒時(shí)， ， ，則%3過(guò)量空氣系數(shù)的計(jì)算 1）不完全燃燒時(shí)的計(jì)算 第二章732.6 鍋爐運(yùn)行時(shí)煙氣分析及其應(yīng)用 2）完全燃燒時(shí)的計(jì)算 3）完全燃燒時(shí)的近似計(jì)算

38、 在鍋爐實(shí)際運(yùn)行時(shí)，CO的含量一般都不高，可視為完全燃燒，而干煙氣中的氮?dú)饨咏?79%，即N2=79%，則： 在鍋爐實(shí)際運(yùn)行中，常采用O2和RO2表監(jiān)控第二章74作業(yè)1、鍋爐是怎么工作的?大致可歸納為幾個(gè)工作過(guò)程？2、為什么要測(cè)定灰的熔點(diǎn)？灰熔點(diǎn)的高低對(duì)鍋爐運(yùn)行將產(chǎn)生什么影響？3、已知煤的成分：Cdaf=85%,Hdaf=4.64%,Sdaf=3.93%,Odaf=5.11%,Ndaf=1.32%,Ad=30.05%,Mar=10.33%,求煤的收到基成分。4、SZL10-1.3-W型鍋爐燃料成分為Car=59.6%,Har=2%,Sar=0.5%,Oar=0.8%,Nar=0.8%,Aar=26.3%,Mar=10%,Vdaf=8.2%,Qnet,ar=22190kJ/kg。求燃料燃燒的理論空氣量，理論煙氣量以及過(guò)量空氣系數(shù)分別為1.45和1.55時(shí)的實(shí)際煙氣量，并計(jì)算a=1.45時(shí)300度及400度煙氣的焓和a=1.55時(shí)2