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锅炉及锅炉房设备.ppt,05/2003 Page 1锅炉及锅炉房设备15章Sato s锅炉及锅炉房设备.ppt,05/2003 Page 2第一章基本知识Sato s锅炉及锅炉房设备.ppt,05/2003 Page 31.1概述一锅炉立口分一木意图锅炉及锅炉房设备.ppt,05/2003 Page 41.1概述第一章Sato s一、什么是锅炉生产蒸汽或热水的换热设备任务：燃料（煤、汕、天然气等）的化学能转化为热能二、锅炉的重要性1.锅炉及锅炉房是供热系统中热源产生的主要设备2.锅炉是化工、石化、冶金、轻纺、造纸等工矿企业主要动 力及供热设备3.锅炉是能源工业发展的主要组成部分火力发电站三大主机 之一锅炉及锅炉房设备.ppt,05/2003 Page 51.1概述Sato s4.锅炉及锅炉房设备在节能、环保等科技改造及研究方面具有重 要地位三、锅炉的分类1.根据用途的不同分为：电站锅炉在火电厂，蒸汽驱动汽轮机组发电工业锅炉用于工业及采暖动力锅炉驱动蒸汽动力装置2.按载热工质的不同分为：蒸汽锅炉热水锅炉锅炉及锅炉房设备.ppt,05/2003 Page 61.1概述第一章Sato s3.按能源分为：燃煤锅炉燃油锅炉燃气锅炉废热锅炉太阳能锅炉4.按燃烧方式分；5.按出口介质压力分;6.按锅炉容量大小分；7.按介质流动方式分;8.按组装方式分；9.按换热方式分四、锅炉工业的研究方向及本专业的学习重点节能降耗，提高效率防止和降低环境污染，开发新的洁净燃烧技术 合理有效地利用地方燃料,提高机械化、自动化水平 重点在于基本原理的理解和学习，方法的应用锅炉及锅炉房设备.ppt,05/2003 Page 7 L2锅炉的基本结构及其工作过程Sato s-、基本结构L锅炉本体构成锅炉的基本组成部分称为锅炉本体，山汽锅、炉子及安全附 件组成。汽锅-锅炉本体中汽水系统，高温燃烧产物烟气通过受热 而将热量传递给汽锅内温度较低的水，水被加热，沸腾汽化,生成蒸汽。炉子本体中燃烧设备，燃烧将燃料的化学能转化为安全附件一水位计、压力表、安全阀2.锅炉金属钢架及平台楼梯二、锅炉的工作过程i.燃料的燃烧过程锅炉及锅炉房设备.ppt,05/2003 Page 8 L2锅炉的基本结构及其工作过程_ 1I 定义：燃料在炉内（燃烧室内）燃烧生成高温烟气，并排出灰 渣的过程高温烟气给煤斗燃料（煤）炉排面（燃烧室）除渣板（入灰渣斗）空气在一定的燃烧烧设备内，正常燃烧应具备的条件：，高温环境必需的空气量及空气与燃料的良好混合燃料的供应机灰渣和烟气的排放锅炉及锅炉房设备.ppt,05/2003 Page 9 L2锅炉的基本结构及其工作过程第一章Sato s2.烟气向水（汽等工质）的传热过程辐射 辐射+对流 对流高温烟气一水冷壁一 过热器（凝渣管）一对流管束 对流尾部受热面（省、空）一除尘引风机 烟囱3.工质（水）的加热和汽化过程蒸汽的生产过程 1）给水：水一省煤器一汽锅2）水循环：汽锅 一F降管 一F集箱 一水冷壁3）汽水分离锅炉及锅炉房设备.ppt,05/2003 Page 10 1.3锅炉基本特性第一章Sato s一、锅炉容量1.蒸发量（产热量）：锅炉每小时所产生的蒸汽（热水）流量2.额定蒸发量（产热量）：锅炉在额定参数（压力、温度和保 证一定热效率下，每小时最大连续蒸发量（产热量），符号0（。）,单位t/h（k J/h,MW）o二、蒸汽（热水）参数1.蒸汽参数锅炉出口处蒸汽的额定压力（表压）和温度，符号p（t）；单位 MPa9o2.热水参数锅炉出口处热水的额定压力（表压）和温度及回水温度。锅炉及锅炉房设备.ppt,05/2003 Page 11 1.3锅炉基本特性第一章Sato s三、受热面蒸发率、受热面发热率1.受热面蒸发率每m2蒸发受热面每小时所产生的蒸汽量，符号D/H；单位 kg/m2-h2.受热面发热率每m2受热面每小时所产生的（热水）热量，符号Q/H；单位 kJ/m2-h四、锅炉热效率每小时送进锅炉的燃料（全部完全燃烧时）所能发出的热量 中有有百分之几被用来产生蒸汽或加热水，以符号或表示。锅炉及锅炉房设备.ppt,05/2003 Page 12 1.3锅炉基本特性第一章Sato s五、锅炉型号表示方法锅炉型号由三部分组成，各部分之间用短横线相连。1 妒充暴 1-3第一部分 第二期分 第三部分34 xx-xx/xxx-x上上一 髅懿摆炼度 燃烧设法代号 仁-碧I定藕汽压力或允许工作压力.MPa本体型式代号第一部分：表示锅炉型式，燃烧方式和蒸发量，共分三段:第一段用两个汉语拼音字母代表锅炉本体型式；第二段用一个汉语拼音代表燃烧方式；第三段用阿拉伯数字表示蒸发量。锅炉及锅炉房设备.ppt,05/2003 Page 13 1.3锅 炉基本特性第一章第二部分：表示蒸汽（或热水）参数，共分两段，中间一斜线分开。第一段用阿拉伯数字表示额定蒸汽压力或允许工作压力；第二段用阿拉伯数字表示过热蒸汽（或热水）温度，饱和蒸汽二段 第三部分：表示燃料种类，以拼音字母和罗马字分别代表燃料 类别和分类。举例：10-1.3-A：双锅筒横置式链条炉排锅炉，额定蒸发量为 10t/h,额定 压力为L25MPa,出口过热蒸汽温度为饱和温度，燃 用n类烟煤。2X5120-0.8/130/80-7：强制循环室燃锅炉，额定热功率为 120MW,允许工作压力为0.8MPa,出水温度130,进水温度为 80,燃料为油。锅炉及锅炉房设备.ppt,05/2003 Page 14 1.4锅 炉房设备的组成第一章Sato s一、锅炉房设备包括锅炉本体及其辅助设备。锅炉本体设备包括：汽锅、炉子、蒸汽过热器、省煤器和空气预 热器。锅炉附加受热面：蒸汽过热器、省煤器和空气预热器锅炉尾部受热面：省煤器和空气预热器二、锅炉房辅助设备1.运煤、除灰系统2.送引风系统3.水、汽系统（包括排污系统）4.仪表控制系统锅炉及锅炉房设备.ppt,05/2003 Page 15 1.4锅 炉房设备的组成第一章Sato s图1-2锅炉序设备简图1-WM；2一链条炉排；3蒸汽过热器；4一省点；5空气预热器；6-除尘新7-引风机；8烟囱；一送风机；K一给水泵；“一运煤皮带运粉机；12T仓；1S一灰车锅炉及锅炉房设备.ppt,05/2003 Page 16 1.5锅 炉发展简史第一章Sato s锅炉沿着两个方向发展：a）在锅筒内部增加受热面，形成烟管锅炉系列;b）在锅筒外部发展受热面，形成水管锅炉系列。锅炉发展的一大飞跃一、烟管锅炉二、水管锅炉三、快装锅炉锅炉及锅炉房设备.ppt,05/2003 Page 17第二章燃料及燃烧计算Sato s锅炉及锅炉房设备.ppt,05/2003 Page 182.1 燃料的化学成分及其性质第二章Sato s一、燃料的化学成分及其性质燃料(S、1、g)I燃基：高分子化合物，成分C、H、O、N、SQ性基：多种矿物质灰分1.碳(C)：主要的燃烧成分，约占5095%,。j=33704 k J/k g。纯 碳燃点高，燃烧缓慢。燃料中的碳多以化合物形式存在2.氢(H)：重要的燃烧成分，煤中约占28%,0i256OOk J/k g。十分容易着火，燃烧迅速，易爆。液体和气体燃料氢含量较高约 占从百分之十几到几十不等，燃烧室易析出碳黑而冒黑烟。3.硫(S)：是燃料中的有害成分，约占可燃成分的8肌k j/k g,燃烧后的产物是锅炉及锅炉房设备.ppt,05/2003 Page 192.1燃料的化学成分及其性质第二章Sato s有机硫全硫邑丁如沙硫铁矿中硫Sp无机硫 硫酸盐中硫Sssc2、SO3,与水蒸汽相遇会生成亚硫酸和硫酸。1)S02 SO3排放造成大气污染2)锅炉尾部受热面造成低温腐蚀4.氧和氮氧和氮是不可燃成分。约占40%,含氧量随煤化程度增高而明 显减少。氮主要以有机氮形态存在，约占0.52%。高温燃烧生成NO*，有 害。锅炉及锅炉房设备.ppt,05/2003 Page 202.1燃料的化学成分及其性质第二章5.水分(Wate r、Mo istur e)：燃料中的主要杂质，约占560%。1)水分进入炉内吸热汽化成水蒸汽，对燃烧不利j2)在烟气露点时，水蒸气与SO2、SO3生成亚硫酸和硫酸，造 成低温腐蚀；3)wT-匕 T-矽个一6.灰分(Ash)燃料中主要不可燃的矿物杂质成分，与成煤条件、开采方式、运输条件1)AT可燃物减少，夕人着火困难，灰渣量增加，运行操作繁 重；2)At且5J炉内易结渣，使受热面传热恶化，f OJA I _+|Wy T对流受热面磨损严重3)aT,烟气流速叫J 一.J对流受热面及灰、堵灰，传热系数kJ,o J锅炉及锅炉房设备.ppt,05/2003 Page 212.1燃料的化学成分及其性质第二章Sato s二、燃料成分分析数据的基准及换算1.燃料成分表示方法1）应用基一一以进入锅炉房准备燃烧的煤为分析基准，以次为100%cy+Hy+Sy+Oy+Ny-i-Wy+Ay=100%燃料的应用基成分是锅炉燃用燃料的实际应用成分，用于锅炉的 燃烧、传热、通风和热工试验的计算。2）分析基在实验室条件下（室温20,相对湿度60%）,风干后的煤样作为分析基准 Cf+Hf+Sf+Of+Nf+Wf+Af=100%3）干燥基除去全部水分后的煤作为分析基准0+小+58+。8+僧+/=100%4）可燃基将变化较大，对燃烧不利的杂质灰分和水分除去后 的煤作为分析基准aaa锅炉及锅炉房设备.ppt,05/2003 Page 222.1燃料的化学成分及其性质第二章Sato s4）可燃基将变化较大，对燃烧不利的杂质灰分和水分除去后 的煤作为分析基准燃料的可燃基成分不再受水分和灰分变化的影响，是一种稳定的 组成成分，常用于判断煤的燃烧特性和进行煤的分类的依据，如 可燃基挥发分U。煤矿提供的煤质成分，通常也是可燃基各组成 成分。上述基准的换算关系如图2-12.燃料成分各种表示方法之间的换算1）换算方法 欲求基准成分=已知基准成分X换算系数2）换算系数k：见平衡4表2-13.全水分计算方法全水分是分析基水分和应用基风干水分之和，由于其基准不同,需叠竟：wy=w+wf 1QOZWZ%瓦 wy=ww+wf-f 100 10锅炉及锅炉房设备.ppt,05/2003 Page 232.2煤的燃烧特性第二章Sato s煤的燃烧特性一、煤在炉内加热燃烧过程1.预热和干燥 2挥发物的逸出3.焦炭的形成 4.灰渣的形成二、煤的工业分析1.水分(wy)内在水分 外在水分2.挥发分(V)失去水分的干燥煤样，在隔绝空气的条件下，加热到一定温度时，析出的气态物质的百分含量。1)挥发 分主要有C-H化合物、H2 CO、H2s等可燃气体和 少量GJ2、CO2和N2组成；2)挥发分时煤分类的主要依据锅炉及锅炉房设备.ppt,05/2003 Page 242.2煤的燃烧特性第二章Sato s煤种逸出温度（）着火温度（）褐煤40130170250450烟煤20 40170320400500贫煤10 20370390600700无烟煤7003）煤中挥发分逸出后，如与空气混合不良，在高温缺氧条件下 易化合成难以燃烧的高分子复合烧，产生碳黑，造成大量黑烟,个3.灰分（Ag）焦炭燃烧后的残留物质4.固定碳（2城）焦炭中的可燃物质，焦炭燃烧主要是固定碳 的燃烧锅炉及锅炉房设备.ppt,05/2003 Page 252.2煤的燃烧特性Sato s三、焦炭的性质焦结性焦炭煤在隔绝空气加热时，水分蒸发、挥发分析出后固体残余物质。焦结性由于煤种不同,结性状1.焦炭结构特征1）粉状3）弱粘结5）不膨胀熔融粘结7）膨胀熔融粘结焦炭的物理性质、外观等各不相同焦2）粘结4）不熔融粘结6）微膨胀熔融粘结8）强膨胀熔融粘结锅炉及锅炉房设备.ppt,05/2003 Page 262.2煤的燃烧特性第二章Sato s2.焦结性对层燃炉燃烧过程的影响1）粉状焦炭堆积紧密，妨碍空气流动烟气流速过大，易被气流携带，形成火床火口；烟气流速过小，燃烧通风不畅，易从通风孔隙中漏入灰坑2）强焦结性煤挥发分逸出后，焦炭呈熔融状态，粘结成片内部固定碳难于空气接触而燃尽；燃烧层通风不畅四、灰分的熔融特性灰熔点灰分：焦炭燃烧后的残留物质。灰分的组成：SiO2 A12O3各种氧化铁、CaO MgO、KQ、N%。等，不是单一物质，无固定熔点，采用角锥法测定特征温度锅炉及锅炉房设备.ppt,05/2003 Page 272.2煤的燃烧特性Sato sCtx变形温度：测试角锥开始变园或弯曲时的温度1.t2软化温度：灰锥顶弯曲道平盘上或呈半球形时的温度流动温度：灰锥熔融倒在平盘上，并开始流动时的温度（易熔性灰分t?14253.为避免炉膛出口结渣，要求锅炉设计或运行时，M*2-1OO锅炉及锅炉房设备.ppt,05/2003 Page 282.2煤的燃烧特性第二章Sato s五、煤的可磨性衡量煤的机械强度的特性可磨性系数：以风干状态下的硬质标准煤(一般以难磨的无烟煤 Kk m=l为基准)与待磨煤在相同颗粒度的情况下，磨制成相同细度 的煤粉，各自电耗量之比。K 一里“km 一 厂ExKQL的易磨煤XL2为难磨煤六、发热量1.燃料的发热量Q：单位质量的固体、液体燃料，在完全燃烧时 所放出的热量(k J/k g);单位容积的气体燃料在完全燃烧时所发出的 热量(k J/Nm3)2.高位发热量。每公斤燃料完全燃烧后所放出的热量，含所生 产水蒸汽汽化潜热，(k j/k g)锅炉及锅炉房设备.ppt,05/2003 Page 292.2煤的燃烧特性第二章Sato s3.低位发热量。碗：每公斤燃料完全燃烧后所放出的热量，扣除 随烟气带走的水蒸汽的汽化潜热的热量，（k J/k g）水分来自：H与氧的反应；燃料中的含水量wy4.各成分分析的高、低位发热量间的关系、9 Hy Wy1）。力=。；卬-2512（同+）=2-226-25W，）k J/k g2）Qi=。4-2263-25W，）k J/k g3）。=。226可）k J/k g4）Q1=Q 326H k J/k g5.发热量的测定采用氧弹测热仪pl6图2-26.发热量的计算锅炉及锅炉房设备.ppt,05/2003 Page 302.2煤的燃烧特性1）门捷列夫经验计算公式2=339 Cy+1030”-109（。-Sy）-25Wy k J/k g2）煤碳科学研究院（pl6式2-12）100_心_小 1002X=k,Cy+k2Hy+左-k4Oy-k5-（-10）-25W%1 2 3 4 5 W0 00-Wy 3）计算值与实测值的误差当 M 25%寸，僚 60（k J/k g当 作2我，Ae 8前高水分燃料4186.82）折算灰分煤低位应用基发热量中每4186.8k J热量 所对应的灰分可=长=写丝%;勺4%为高灰分燃料 4186.83）折算硫分煤低位应用基发热量中每4186.8k J热量 所对应的硫分o y 4186.8S，%=%；02%为高硫分燃料锅炉及锅炉房设备.ppt,05/2003 Page 322.2煤的燃烧特性Sato s9.发热量作为煤种细分类的依据之一 挥发分和应用基低位发热量锅炉及锅炉房设备.ppt,05/2003 Page 332.3锅炉燃料Sato s一、煤炭分类见22介绍各种煤的特性1.褐煤 2.烟煤3.贫煤 4.无烟煤二、燃料油锅炉燃用的液体燃料主要是重油和渣油。重油是石油提炼汽油、煤油和柴油后的剩余物，渣油是进一步提炼后的剩余物。1.重油重油的成分与煤一样，也是由碳、氢、氧、氮、硫和灰分、水 分组成。它的主要元素成分是碳和氢，其含量甚高(0=8187%,”占1114%),而灰分、水分的含量很少，其发热量高而稳定，通常锅炉及锅炉房设备.ppt,05/2003 Page 342.3锅炉燃料Sato sQL=4060043100k J/k go特点：1）氢含量多，发热量高，极易着火与燃烧，2）可以方便地实现管道输送，便于运行调节，贮存和管理都较简 便。3）由于重油的灰含量甚低，既不需装置除渣设备，锅炉受热面也 很少积灰和腐损。4）由于重油中氢含量高，燃烧后会生成大量水蒸汽，容易在尾 部受热面的低温部位凝结，这样使重油中所含硫分要比煤中含等量 硫分对锅炉受热面的低温腐蚀更为有害。5）在贮存和燃用重油时，必须重视防火、防爆，避免意外事故。2.燃料油的特性指标1）粘度锅炉及锅炉房设备.ppt,05/2003 Page 352.3锅炉燃料第二章Sato s粘度是液体对其自身流动具有的阻力，是表征流动性能的特性 指标。粘度大，流动性能差，在管内输送时阻力就大，装卸和雾化 都会发生困难。恩氏粘度是以200ml试验重油在温度为才时，从恩氏粘度计 中流出的时间与200ml温度为20的蒸储水从同一粘度计中流出的 时间之比，即 TEt=，E工20式中心为粘度计常数或K值，03=51 15。(1)重油的粘度和它的成分、温度、压力有关。加热温度愈高，重油的粘度愈小。因此，重油在运输、装卸和燃用时都需要预热。(2)通常要求油喷嘴前的重油温度在100C以上，粘度不大于42)闪点和燃点闪点-在大气压下，重油表面油气和空气的混合物在标准条件下接触明火时，发生短暂的闪光(一闪即灭)现象的最低油温。锅炉及锅炉房设备.ppt,05/2003 Page 362.3锅炉燃料第二章Sato s燃点当油面上的油气与空气的混合物遇明火能着火持续燃烧（持续时间不少于5s）的最低油温。重油的上闪点为80130,燃点比闪点高1030。闪点是防止油发生火灾的一个重要指标，因此燃料油的预热温度 必须低于闪点。对于敞口容器中的油温至少应比闪点低10,对于 封闭的压力容器和管道内的油温则可不受此限。3）凝固点重油在倾斜45。的试管中，经过Imin不发生流动变 化的最低温度。重油凝固点与所含石蜡含量有关，含蜡量越高，油的凝固点越高。三、气体燃料1.气体燃料的种类锅炉及锅炉房设备.ppt,05/2003 Page 372.3锅炉燃料第二章Sato s气田气（纯天然气）从气井开采出来然看石油气（石油伴生气）伴随石油一起开采出来 人八 凝析气田气含石油轻质得分煤矿矿井气从井下煤层抽出V.干储煤气利用焦炉、炭化炉等对煤进行干编而得到,丁做L气化煤气一一煤在高温下与气化剂反应所生产的燃气。如水煤气、发生炉煤气、压力气化 人工燃气I“油制气用石油系原料经热加工制成的燃气总称。采用重油或渣油，作掺混气或缓冲气 高炉煤气和转炉煤气冶金企业炼铁、炼钢的副产气液化石油气从油、气开采或石油加工过程中获得。炼油厂催化裂化气中提取。主要组分GHg C3H6等生物气（沼气）一一各种有机物质在隔绝空气的条件下发酵，并在微生物作用下产生的可燃气体锅炉及锅炉房设备.ppt,05/2003 Page 382.3锅炉燃料Sato s2.气体燃料的主要成分1）天然气甲烷约占8098%,其次是烷属重碳氧化合物和%S,还含有少量 及、C02 和矿物杂质,发热量很高，=3349037680k J/Nm3o天然气是一种优质燃料，也是优质的重要化工原料。2）高炉煤气是炼铁的副产品，产量大。可燃气体CO约占2030%,为约占 515%；惰性气体CO2约占515%,%约占4555%,二42006300 k J/Nm3o小含量高达6080g/Nm3；通常作为工业炉或锅炉掺加燃料。3）焦炉煤气是冶金企业炼焦的副产品，月占4661%,CH2广30%,N/78%,C0产23%,QL=1630017200 k J/Nm3o 乙 乙锅炉及锅炉房设备.ppt,05/2003 Page 392.3 锅炉燃料第二章Sato s4)液化石油气3.气体燃料的发热量Qdw=0.012H57/2S+QcoCO+QhH2+S(2C/J 式中Q/s等为气体成分低位发热量,曲/Nm3见表2-9(p24)锅炉及锅炉房设备.ppt,05/2003 Page 402.4 燃料的燃烧计算第二章Sato s基本假设：1.空气、烟气均为理想气体，每k mo l体积等于22.4Nm3；0?0.212.空气中只有02和N2成分，其容积比为:瓦=诬；3.每k g燃料都是在完全燃烧的条件下计算。一、理论空气量及过量空气系数L理论空气量啜的计算c+。2=CO2；S+。2=S02；2H2+O2=2H2O每摩尔：12Kg22.4 22.4;32 kg22.4 22.4;2x2.016 依22.4 2 x 22.4每 kg 1kg1.866 1kg0.71kg5.55每kg燃料cy 1.866 qy0.75.55 100100100n cySy Hyoy/m3/依4=1.866+0.7+5.55-0.7?Q 100100 100100锅炉及锅炉房设备.ppt,05/2003 Page 412.4燃料的燃烧计算第二章Sato s1匕=0.21h 丫(1.866+0.7-+5.55-0.7100 100 100户 Nm/kg=0.0889(0+0.37550+0.265H-0.0333。理论空气量的经验计算公式：pp262.过量空气系数、实际空气量和漏风系数1）过量空气系数燃烧时实际供给空气量与理论空气量之比a-,匕。炉膛出口处过量空气系数为平均值，与燃烧设备、燃料种类、燃烧方式等有关。层燃炉=L31.4；室燃炉0；=1.051.12）实际空气量：匕=匕。Nm3/k g3）漏风系数锅炉运行时，炉中处于负压工作状态，炉外冷空气从炉墙、门孔几 个受热面贯穿墙处漏入炉内，使炉内过量空气系数烟烟气流程逐锅炉及锅炉房设备.ppt,05/2003 Page 422.4燃料的燃烧计算Sato s渐增大，其值为：a=a-a各受热面漏风量：匕=Aa匕-Nm3/k g二、燃烧生成烟气量完全燃烧时烟气成分是：C02 S02 H20。2、N21.理论烟气量的计算(a=1)不含有。2 y c yVr02=VC02+Vso=1.866+0.7 =0.01866(Cy+0.375Sy)Nm3/k g+1.293-x1.2414+1.24G100 18 100 100 及 皿=0.111，+0.012414+0.01614+1.24G皿 Nm3/k g(四个来源)22 4 NyV；=0.79V；+-=0.79V：+O.OO87V Nm3/k g锅炉及锅炉房设备.ppt,05/2003 Page 432.4燃料的燃烧计算Sato sW=%。2+%+暇=%+%=0.1118+0.01866(。)+0.3755,)+0.0124W+O.OO82Vy+0.8061V,+1.24G 皿理论烟气量的经验计算公式：pp.27-282.实际烟气量的计算(a 1)含有过量。21)过量空气中氧容积：Vo?=021(a-l)KNm3/k g2)过量空气中氮容积：-啜=079(。-1)町h tf/k g3)过量空气中水蒸汽容积：Vh2o Vh2o=0-0161(-Wm3/k g4)实际烟气量理论烟气量与过量空气之和匕=V；+0.21(a-1)匕吸+0.79(。-1脾+0.0161(a-1)匕=匕+1.0161(a 1)匕=V&a+V-+%2+%NmVk g三、空气和烟气的焰锅炉及锅炉房设备.ppt,05/2003 Page 442.4燃料的燃烧计算第二章Sato s1.理论空气的焰每k g固体（液体）燃料燃烧时所需理论空气 量，在等压下，从0加热到3 所需要的热量，单位k j/k gI：=匕（c3）k J/k g（查表210）2.理论烟气的烙每k g固体（液体）燃料燃烧后所生成理论烟气量，在等压下，从0加热到3 所需要的热量，单位k J/k gI；=Vrq（c3）rq+V：（cS）Nz+V；o 3）凡0 k J/k g式中（。占）即、（。19）%、（。3）/0等由表2-10查取（pp.29）3.实际烟气燃1）烟气中过量空气的焰：Mk=（a-l）/f k J/k g2）实际烟气的焰：4=/；+M=/；+的施AI执=而，（叫锅炉及锅炉房设备.ppt,05/2003 Page 452.4燃料的燃烧计算Sato s入炉燃料灰分随烟气带出的灰分重量比，称飞灰份额，层燃 炉=0.20.3,煤粉炉=0.850.9。只有当燃料中灰分很大时，才 需加以考虑，即：1000 也-1.43QL例题：作业：2,3,5锅炉及锅炉房设备.ppt,05/2003 Page 46 2.5锅炉运行时烟气分析及其应 a_Sato s一、烟气分析的目的在锅炉运行时，通过烟气取样分析，计算出CO、a、a,从 而了解和掌握锅炉实际燃烧情况，便于制定合理的燃烧调整及燃烧 设备的改进方案，从而提高燃烧效率和锅炉热效率。炉膛出口过量空气系数有一最佳值：4向%+0+又 T-Vy T-/T,（固体不完全燃烧公ta J气体不完全燃烧私T二、理论上烟气分析成分1.a=1每k g燃料完全燃烧时产生的烟气成分：ro2 n2 h2o；锅炉及锅炉房设备.ppt,05/2003 Page 47 2.5锅炉运行时烟气分析及其应2.al燃料完全燃烧时产生的烟气成分：R023.1燃料不完全燃烧时产生的烟气成分：R02、CO；Sato s、H2O O2N2 H2O O2V=%+匕+K+匕0+%y R02 N2 02 H20 COV=VRn+VN+vn+vrngy RO2 N?O2 CO三、烟气分析仪器及测定1.烟气分析仪1）奥氏分析仪/KOH或NaOH溶液吸收RO2，（%）焦性没食子酸的苛性钾溶液吸收。2及RO2，（%）.氯化亚铜氨溶液吸收CO及。2，（%）锅炉及锅炉房设备.ppt,05/2003 Page 48 2.5锅炉运行时烟气分析及其应Sato s2）色谱层析仪3）红外线烟气分析仪2.测定：（由锅炉实验完成）四、烟气成分测定的计算y VoL RO2=-x100%；2.2=7x100%3 M=）x100%4 CO=xlOO%gy VgyRO2+N2+。2+co=100%五、烟气分析结果的应用1.烟气量的计算锅炉及锅炉房设备.ppt,05/2003 Page 49 2.5锅炉运行时烟气分析及其应 a_Sato sTZ 1.866(Cy+0.375Sy)XT 3/1V=-Nm3/k g/R02+CO2.烟气中CO含量的计算,1)燃料特性系数只与燃料的可燃成分有关，与燃料的水分、灰分无关，也不随应用基、分析基、干燥基即可燃基等而变化。A=2.350.126。Cy+0.375Sy2)不完全燃烧方程式RO2+Q+0.605CO+4（尺。2+CO）=213）CO含量的计算（21_加2）_（犬02+5）0.605+p%锅炉及锅炉房设备.ppt,05/2003 Page 50 2.5锅炉运行时烟气分析及其应 a_Sato s4）不完全燃烧RO?的计算21-02+(0.605+/7)C0ro2=1+4%5）完全燃烧方程式（1+/）氏。2+5=216）在理论空气下完全燃烧时，。2=妗。=，0则 RO2-ROr3.过量空气系数的计算1）不完全燃烧时。的计算1 a-1-3.7602一05C100（尺。2+。2+C。）锅炉及锅炉房设备.ppt,05/2003 Page 51 2.5锅炉运行时烟气分析及其应 a_Sato s2）完全燃烧时Q的计算 11-3.76-z-100-（尺。2+。2）3）完全燃烧时a的近似计算在锅炉实际运行时，CO的含量一般都不高，可是为完全燃烧，而干烟气中的氮气接近79%,即2=79%,则：1 1 21ZV-.一1.以2-1-以色 21-321 N2 21 792121 1+7 R0a-=-=-21-。2 21-。2 R021+在锅炉实际运行中，常采用。2和R02表监控锅炉及锅炉房设备.ppt,05/2003 Page 52 2.5锅炉运行时烟气分析及其应Sato s习题课：L成分分析基准2.燃烧计算3.温焰表作业：7,8锅炉及锅炉房设备.ppt,05/2003 Page 53第三章锅炉热平衡Sato s锅炉及锅炉房设备.ppt,05/2003 Page 543.1锅炉热平衡及锅炉热效率Sato s锅炉热平衡是研究燃料的热量在锅炉中利用的情况，有多少被有 效利用，有多少变成了热量损失，这些损失又表现在哪些方面以 及它们产生的原因。研究的目的是为了有效地提高锅炉热效率热效率是锅炉的重要技术经济指标，它表明锅炉设备的完善程度 和运行管理的水平。提高锅炉热效率以节约燃料，是锅炉运行管 理的一个重要方面。为了全面评定锅炉的工作状况，必须对锅炉进行测试，这种试验 称为锅炉的热平衡（或热效率）试验。通过测试进行分析概括了解 锅炉热效率的影响因素得出较先进的运行经验数据，作为设计锅 炉和改进运行的可靠依据。一、锅炉热平衡1.锅炉热平衡方程式锅炉热平衡是以1k g固体燃料或液体燃料（气体燃料以lNm3）为单位 组成热量平衡的。1k g燃料带入炉内的热量及锅炉有效利用热量和 损失热量之间的关系可参考图锅炉及锅炉房设备.ppt,05/2003 Page 553.1锅炉热平衡及锅炉热效率第三章Sato s锅炉热平衡的公式可写为：Qr=。+。2+2+Q+以+。6 kJ/kg（34a）Qr每公斤燃料带入锅炉的热量，k J/k g；Qi-锅炉有效利用热量k J/k g；Q2排出烟气带走的热量，称为锅炉排烟热损失，k J/k gQ3未燃完可燃气体所带走的热量，称为气体不完全燃烧热损 失（化学不完全烧热损失），k J/k g；色未燃完的固体燃料所带走的热量，称为固体不完全燃烧热 损失（机械不完全燃烧热损失），k J/k g；2锅炉散热损失，k J/k g；。6-灰渣物理热损失及其他热损失，k J/k goQiQ3 Q4锅炉及锅炉房设备.ppt,05/2003 Page 563.1锅炉热平衡及锅炉热效率Sato s如果在等式(3-la)两边分别除以口,则锅炉热平衡就以带入热量的 百分数来表示，即：100=qr+q2+q3+q4+q5+q62.燃料带入锅炉的热量2它由以下几个部分组成：2=2et,v,ar+L+Z+2/1)燃料的物理显热ir=C artr(1)固体燃料应向基比痴：”4.187”理二”JQ k J/k g-(2)液体燃料应用基比热：C/L738+0.0025。k J/k g-2)蒸汽带入热。zq当用蒸汽雾化重油或喷入锅炉蒸汽时考虑 Z=Gzq(-2500)式中2500排烟中蒸汽焰近似值，k J/k g锅炉及锅炉房设备.ppt,05/2003 Page 573.1锅炉热平衡及锅炉热效率Sato s3）外来热量。wi当用锅炉范围以外的废气、废热等来预热空 气时考虑。献=，（外Y）一般情况下：Qr=Qnear二、锅炉热效率 Q且 xlOO%1.锅炉正平衡热效率 g Q1）锅炉有效利用热量&21=k J/k g2）锅炉每小时有效利用热量QgiQgl=Dxl O3（iq 0）+%X 及 go k j/h（1）饱和蒸汽熔：，,=，-而热水锅炉每小时有效利用热量Qgi一汽化潜热，k J/k gW蒸汽湿度!工业锅炉b5%电站锅炉1%=GxlO3a2%)k J/h锅炉及锅炉房设备.ppt,05/2003 Page 583.1锅炉热平衡及锅炉热效率Sato s式中心，I锅炉给水和排污水焰，k J/k g；i 干饱和蒸汽的焰，k J/k g；不，2锅炉进、出热水的焰，k J/k g；所以,%，BQ黑2.锅炉反平衡热效率=Ql QrxlOO%=价=100-（/+%+夕4+/+置）%锅炉正平衡只能求得锅炉的热效率，不能据此研究和分析影响锅 炉热效率的种种因素，以寻求提高热效率的途径。而反平衡则是 依据对各种热损失的测定来计算其锅炉热效率。对小型锅炉而言，一般以正平衡为主，反平衡为辅。对于大型锅 炉，由于不易准确测定燃料消耗量，其锅炉热平衡主要靠反平衡 求得。锅炉及锅炉房设备.ppt,05/2003 Page 593.1 锅炉热平衡及锅炉热效率第三章热平衡试验在精度上有一定要求：(1)只进行正平衡试验，要求应进行两次测试偏差在4%以内(2)同时进行正、反平衡实验时，两种方法测试偏差应在5%以内资端踞里奥物融耨两次测试偏差应在6%以内锅炉的毛效率 J通常所指的锅炉效率都是毛效率锅炉的学效率 7是在毛效率基础上扣除锅炉自用汽和电能消耗后的效率。/=一八dw式中 0自用汽和自用电能消耗所相当的锅炉效率降低值Dz自用汽消耗量，t/h；Nz自用电耗量，k Wh/h 生产每度电的标准煤，k g/k Wh,a0.407 k g/k Whb锅炉及锅炉房设备.ppt,05/2003 Page 603.2固体不完全燃烧热损 失Sato s一、形成灰渣损镌：未参与燃烧或未燃尽的碳粒与灰渣一同落入 灰斗所造成的损失。漏煤损臾丁：部分燃料经炉排落入灰坑造成的损失。对于 煤粉炉，贝W=o飞灰损失，：未燃尽的碳粒随烟气带走所造成的损失 二、影响因素1.燃料特性对心的影响当燃用灰分含量高和灰分熔点低的煤时，它的固态可燃物被灰 包裹，难以燃尽，灰渣损失大。当燃用挥发物低而焦结性强的煤 时，燃烧过程主要集中在炉排上，燃烧层温度高，较易形成熔渣,阻碍通风，既加重司炉拨火的工作量，又增加灰渣损失。当燃 用水分低，焦结性弱而细末又多的煤时，特别是在提高燃烧强度 而增强通风的情况下，飞灰损失就增加。锅炉及锅炉房设备.ppt,05/2003 Page 613.2固体不完全燃烧热损 失Sato s2.燃烧方式对心的影响：不同燃烧方式的数值差别很大，如机械威风力抛煤机炉的飞灰损失 就较链条炉大。煤粉炉没有漏煤损失，但它的飞灰损失却比层燃炉大 得多。沸腾炉在燃用石煤或煤肝石时，飞灰损失将更大。3.炉子结构对心的影响层燃炉的炉拱，二次风以及炉排的大小，长短和通风孔隙的大小 等对燃烧都有影响。如炉排的通风孔隙较大面又燃用细末多的燃料 时，漏煤损失就会有较大的增加。煤粉炉炉膛的高低、燃烧器布置 的位置等也对燃烧有影响。如炉膛尺寸过小，烟气在炉内的流程及 停留时间过短，燃料来不及燃尽而被烟气带走，使飞灰损失增大。4.锅炉运行工况对心的影响运行时锅炉负荷增加，相应地穿过燃料层和炉膛的气流速度迅速增 加，以致飞灰损失也加大。此外，层燃炉运行时的煤层厚度、链条炉 炉排速度以及风量分配，煤粉炉运行时的煤粉细度及配风操作等对 也有影响。过量空气系数对也有影响，如。厌低，%会增加，而随 稍增，则%会有所降低。锅炉及锅炉层设备.ppt,05/2003 Page 623.2固体不完全燃烧热损 失Sato s三、固体不完全燃烧热损失的测定和计算1.测定数据在锅炉正常运行工况下，定时收集：q?Gk g/h)取样分析：(1)可燃物百分数：丸、&n、氏砧()；(2)可燃物的发热量：Qh,=Qlm=Qm=3270Qk J/k g)2.计算公式 汝 c R板G板0 4=Q版苗T(k J/k g)r QQ加个常(k J/k g)不(k J/k g)32700=。丁+。丁+。丁=%(G 版+G加%,(k j/k g)“4=祟 x 100=武+宵+qf%锅炉及锅炉房设备.ppt,05/2003 Page 633.2固体不完全燃烧热损 失Sato s3.灰平衡方程热平衡试验中，飞灰量很难准确测定，一般通过灰平衡方法解决 灰平衡：进入炉内燃料的总灰量应等于灰渣、漏煤及飞灰之和BAy 100-Rhz 100-R加“100-H/100 z 100 100#100上式两边分别乘以黑 am=G/00_&z）+G 加（100-孔）+G（100-R 向）BAy BAy BAy务.GOO-联）_G.（100-鼠）*hz BAy lm BAyG.OOf）。执 Bp则：灰平衡方程为：a hZ+aim+61 fh=1 afh=ahZaim锅炉及锅炉房设备.ppt,05/2003 Page 643.2固体不完全燃烧热损 失Sato sa 仍 BA y _乃_ 二100-阵7。极 BA，,汝 100-Rhzr a/ACj,=-100-Rl m32700/ahzRhz al mRl m 0fh5 uA=-(-1-1-)100 100 尺汝 100 H 加 100 H 升q4=100%Qr锅炉及锅炉房设备.ppt,05/2003 Page 653.3气体不完全燃烧热损失 3第三章一、气体不完全燃烧热损失的形成心是由于部分CO、凡、CH4等可燃气体未燃烧放热就随烟