第2章燃料及燃料燃烧计算.



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1、第二章 燃料及燃料燃烧计算 我国的燃料政策:电站锅炉以燃煤为主,并且尽量燃用劣质煤。 一、煤的成分 煤的组成成分(元素分析成分): 碳(Carbon) 氢(Hydrogen) 氧(Oxygen) 氮(Nitrogen) 硫(Sulphur,or Sulfur) 灰分(Ash) 水分(Moisture )第一节 锅炉燃料的成分和主要特性 碳是燃料中的主要可燃元素,一般占燃料成分的20%70%。 1kg纯碳完全燃烧生成CO2,放热32866kJ,1kg纯碳不完全燃烧时生成CO,仅放热9270kJ。 煤中氢的含量为2%6%,氢的发热量很高,1kg氢的低位发热量为120370kJ。 氧和氮是不可燃成分
2、。氮在高温下形成氮氧化物(NOx),造成大气污染。 煤中硫含量一般在1%5%。 1kg硫燃烧后生成9050kJ热量。硫燃烧生成SO2对人体有害,大气中SO2会氧化成SO3并最终形成酸雨,酸雨对工业、农业都有十分不利的影响。硫含量增多,会造成锅炉高、低温受热面烟气侧的腐蚀和堵灰。 灰分不仅降低发热量,影响着火及燃烧的稳定性,而且容易形成结渣、沾污、磨损、堵灰,影响锅炉运行的经济性和安全性。 水分增加,影响燃料的着火和燃烧速度,增大烟气量,增加排烟热损失,加剧尾部受热面的腐蚀和堵灰。水分增加也会增加煤粉制备的难度。 工业分析proximate analysis 工业分析成分: 水分(Moistur
3、e) 挥发分(Volatile) 固定碳(Fixed Carbon) 灰分(Ash) 分析标准:GB/T 212-2008煤的工业分析方法煤的工业分析成分对锅炉工作的影响 u 挥发分挥发分的成分:各种碳氢化合物、氢、一氧化碳、硫化氢等可燃气体。含量:挥发分实际上是煤中有机物分解而析出的气体产物。挥发分的含量与碳化程度(地质年代)有关,碳化程度很深(地质年代长)的无烟煤,挥发分只有2%10%,挥发分析出的温度也高。而碳化程度很低(地质年代较短)的褐煤,挥发分可达37%60%,挥发分析出的温度较低(小于200)。热值:1700071000kJ/kg之间。地质年代越久含氧越少,挥发分发热量越高,如:
4、无烟煤的挥发分发热量高,而褐煤的挥发分发热量低。对锅炉的影响:挥发分是煤中最有利的可燃成分,对锅炉的工作有很大对锅炉的影响:挥发分是煤中最有利的可燃成分,对锅炉的工作有很大影响。挥发分着火温度较低,煤颗粒在挥发分析出后成为疏松多孔的焦影响。挥发分着火温度较低,煤颗粒在挥发分析出后成为疏松多孔的焦炭球,易于燃烬,燃烧损失较少。反之,挥发分较少的煤着火困难,也炭球,易于燃烬,燃烧损失较少。反之,挥发分较少的煤着火困难,也不容易燃烧完全。故挥发分含量成为煤分类的重要指标。不容易燃烧完全。故挥发分含量成为煤分类的重要指标。u 水分的影响低位发热量有效热量着火热炉内温度,机械、化学未完全燃烧热损失排烟热
5、损失,引风机电耗低温受热面积灰、腐蚀过热汽温:11.5制粉系统u 灰分的影响发热量排渣物理显热理论燃烧温度 灰壳 机械不完全燃烧热损失炉膛温度下降、燃烧稳定性 不完全燃烧热损失磨损、积灰 排烟温度 排烟热损失炉内结渣、高温腐蚀制粉系统能耗环境污染三、煤的主要特性 1、煤的发热量 高位发热量:Qar,gr是指 1kg煤完全燃烧后能够产生的热量,它包括燃烧产物(烟气)中水分的汽化潜热。 低位发热量: Qar,net,p指从高位发热量中扣除了水蒸气的汽化潜热后的热量。9,p,100100()25.1(9)ararHMar netar grar grararQQrQHM煤发热量的大小取决于煤中可燃质的
6、多少,目前主要依靠氧弹式热量计来测量(GB/T 213-2008 煤的发热量测定方法,试验)对于折算灰分AZS4.0、折算水分MZS8.0、折算硫分SZS0.2的煤分别称为高灰分煤、高水分煤、高硫分煤。标准煤:不同煤的发热量差别很大,为便于比较与煤发热量有关的经济指标,规定以Qar,net,p29310kJ/kg的煤作为标准煤。若实际煤耗量为B,煤的发热量为Qar,net,p,则折算成标准煤的消耗量Bb为ar,p29310netbQBB折算成分:随同煤一起进入锅炉的各种杂质的数量对锅炉工作造成的危害程度折合成相同的一定发热量下的含量,更具有可比性。为此引入折算成分的概念。煤的折算成分含量是指对