锅炉原理-第二章-燃料及燃烧计算

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1、1v第一节第一节 燃料的成分及其主要特性燃料的成分及其主要特性 v第二节第二节 燃料燃烧计算燃料燃烧计算 v第三节第三节 烟气分析方法烟气分析方法v第四节第四节 空气和烟气焓的计算空气和烟气焓的计算第二章燃料及燃烧计算第二章燃料及燃烧计算2第一节燃料的成分及其主要特性第一节燃料的成分及其主要特性有关燃料的知识是贯穿有关燃料的知识是贯穿锅炉原理锅炉原理课程的一条主线！课程的一条主线！燃料包括核燃料燃料包括核燃料 和和 有机燃料。本课程研究的是有机燃料。有机燃料。本课程研究的是有机燃料。有机燃料主要包括：有机燃料主要包括：1、固体燃料煤、油页岩、木柴、植物秸秆等、固体燃料煤、油页岩、木柴、植物秸秆

2、等2、液体燃料柴油、重油、渣油、炼焦油、液体燃料柴油、重油、渣油、炼焦油3、气体燃料天然气、高炉煤气、焦炉煤气、发生炉煤气、气体燃料天然气、高炉煤气、焦炉煤气、发生炉煤气3一、煤的成分及分析标准一、煤的成分及分析标准 常用的煤成分分析标准组成有元素分析组成和工业分析组成。常用的煤成分分析标准组成有元素分析组成和工业分析组成。（一）煤的元素分析组成成分及其性质（一）煤的元素分析组成成分及其性质 将煤中所有成分按照组成元素分成以下七类：将煤中所有成分按照组成元素分成以下七类： 碳碳(C)、氢、氢(H)、氧、氧(O)、氮、氮(N)、硫、硫(S)、灰（、灰（A) 、水（、水（M）1. 碳（碳（C） 含

3、量含量: 20%- 70%, 是煤中最主要的可燃成分。是煤中最主要的可燃成分。 完全燃烧所释放的能量完全燃烧所释放的能量: 32988kJ/kg42. 2. 氢（氢（H H） 含量含量: 2%- 6%: 2%- 6% 完全燃烧所释放的能量完全燃烧所释放的能量: 120370kJ/kg : 120370kJ/kg 3. 氧和氮（氧和氮（O , N） O 含量含量: 12%- 40%; N 含量含量: 0.5%-2.5% 。二者均为燃料的内杂质。二者均为燃料的内杂质。 燃烧后产生有害气体燃烧后产生有害气体 NOx4. 硫（硫（S ） 含量含量: 一般一般 1400ST 1400： 难熔灰分难熔灰分

4、 ST 1200ST 1.7 1.7 ，STST、FT FT 高高 2.8 40% -90%, A = 6-25%, M = 1-5%, Q = 25000 32500 C 40% -90%, A = 6-25%, M = 1-5%, Q = 25000 32500 kJ/kgkJ/kg贫煤：贫煤：V Vdafdaf = 10-20%; = 10-20%; 烟煤：烟煤：V Vdafdaf = 20-40%; = 20-40%; 一般一般 C = 40% -60% -75%, A = 7-30% - 50%, M = 3-16%, Q = 20000 C = 40% -60% -75%, A =

5、 7-30% - 50%, M = 3-16%, Q = 20000 30000 kJ/kg 30000 kJ/kg 劣质烟煤劣质烟煤 Q = 11000 20000 kJ/kgQ = 11000 20000 kJ/kg褐煤：褐煤：V Vdafdaf 40%; 40%; A = 15-50% A = 15-50%， Q = 10000 21000 kJ/kgQ = 10000 21000 kJ/kg(一一) 发电厂用煤的质量标准发电厂用煤的质量标准16(二二) 各类煤质的燃烧特性各类煤质的燃烧特性1、无烟煤、无烟煤 含碳量高，含碳量高，V含量低且析出温度高，着火困难、不易燃尽。便含量低且析出温

6、度高，着火困难、不易燃尽。便于输运、不易自燃。于输运、不易自燃。2、烟煤、烟煤 含碳量较无烟煤低，含碳量较无烟煤低， V含量高，着火容易、燃烧快、易燃尽。含量高，着火容易、燃烧快、易燃尽。但大部分具有结焦性。但大部分具有结焦性。3、贫煤、贫煤 介于无烟煤和烟煤间。着火燃尽困难，不易结焦。介于无烟煤和烟煤间。着火燃尽困难，不易结焦。4、褐煤、褐煤 V含量高且析出温度低，着火燃烧容易；含碳量低，故发热含量高且析出温度低，着火燃烧容易；含碳量低，故发热量低。易自燃。量低。易自燃。17q重油、渣油重油、渣油四、液体燃料和气体燃料四、液体燃料和气体燃料成份：成份：C 81% -87%, O = 11-1

7、4%, S,N = 1-2%, H20 4%, A 81% -87%, O = 11-14%, S,N = 1-2%, H20 4%, A1%, Q = 37700 44000 kJ/kgQ = 37700 44000 kJ/kg粘度：粘度：恩氏粘度恩氏粘度 o oE E：某温度下：某温度下 200mL 200mL 油流出粘度计的时间与油流出粘度计的时间与2020时，时， 200mL 200mL 蒸馏水流出时间之比。蒸馏水流出时间之比。闪点和燃点闪点和燃点 凝固点凝固点硫分：高硫硫分：高硫2%2%、中硫、中硫0.5-2%0.5-2%、低硫、低硫 0.5% 0.5%灰分，一般灰分，一般0.3%0

8、.3%18q天然气、人工煤气天然气、人工煤气气体燃料气体燃料天然气：气田气、油田气天然气：气田气、油田气人工煤气：液化石油气、焦炉煤气、高炉煤气、发生人工煤气：液化石油气、焦炉煤气、高炉煤气、发生炉煤气炉煤气19第二节燃料燃烧计算第二节燃料燃烧计算l完全燃烧完全燃烧 生成物生成物COCO2 2l不完全燃烧不完全燃烧 生成物生成物COCO 理想气体理想气体 1kmol1kmol体积为体积为22.4 Nm22.4 Nm3 3 ( (标准状态标准状态) )20v（一）理论空气量（干空气）（一）理论空气量（干空气）一、燃烧所需一、燃烧所需空气量空气量及及过量空气系数过量空气系数1. C1. C1kg(

9、Nm3)1kg(Nm3)燃料完全燃烧，且无剩余氧气，所燃料完全燃烧，且无剩余氧气，所需空气量。需空气量。可燃元素有可燃元素有 C C、 H H、 S S。分别计算其需氧量。分别计算其需氧量0V22COOC23234 .224 .2212CONmONmkgC2323866. 1866. 11CONmONmkgC3100866. 1NmCar212. H2. H3. S3. SOHOH22222OHNmONmkgH232328 .444 .22032. 4OHNmONmkgH232321 .1156. 51310056. 5NmHar22SOOS23234 .224 .2232SONmONmkgS

10、23237 . 07 . 01SONmONmkgS224. 1kg4. 1kg燃料本身含燃料本身含O O理论氧气量理论氧气量kgOar10031007 . 0100324 .22NmOOarar1007 . 010056. 51007 . 0100866. 102ararararOOHSCV理论空气量理论空气量)1007 . 010056. 51007 . 0100866. 1 (21. 010ararararOHSCVararararOHSC0333. 0265. 0)375. 0(0889. 000293. 1Vm 23l（二）实际供给空气量及过量空气系数（二）实际供给空气量及过量空气系数