管式加热炉燃料的燃烧.pptx
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1、第第4 4节节 燃料的燃烧燃料的燃烧4.1 4.1 燃料的种类、组成和发热值燃料的种类、组成和发热值4.2 4.2 理论空气用量与过剩空气系数理论空气用量与过剩空气系数4.3 4.3 全炉热效率、燃料用量及火嘴全炉热效率、燃料用量及火嘴 个数的确定个数的确定4.4 4.4 提高加热炉热效率的方法提高加热炉热效率的方法4.1 4.1 燃料的种类、组成和发热值燃料的种类、组成和发热值4.1.1 4.1.1 燃料的种类燃料的种类 4.1.2 4.1.2 燃料的组成燃料的组成 4.1.3 4.1.3 燃料的发热值燃料的发热值 4.1.1 4.1.1 燃料的种类燃料的种类气体燃料:气体燃料:v气体燃料的
2、来源多是生产过程中产生的利用气体燃料的来源多是生产过程中产生的利用价值不高或不足利用的轻烃价值不高或不足利用的轻烃v催化干气、焦化干气、不凝气(烃类)等催化干气、焦化干气、不凝气(烃类)等v主要组成是甲烷、乙烷和少量的主要组成是甲烷、乙烷和少量的C C3 3、C C4 4v液体燃料大都是在生产过程中产生的重质油品液体燃料大都是在生产过程中产生的重质油品v常压重油、减压渣油以及原油常压重油、减压渣油以及原油v在使用液体燃料时,要注意的问题:在使用液体燃料时,要注意的问题:雾化效果要好雾化效果要好燃料粘度适中燃料粘度适中 4.1.1 4.1.1 燃料的种类燃料的种类液体燃料:液体燃料:4.1.2
3、4.1.2 燃料的组成燃料的组成v元素组成:碳(元素组成:碳(C C)、氢()、氢(H H)、硫()、硫(S S)、氧()、氧(O O)、)、氮(氮(N N)、水份()、水份(W W)、灰分()、灰分(A A)v确定方法确定方法说明:说明:d d4 42020 :燃料油在:燃料油在2020时的相对密度比重;时的相对密度比重;C C、H H、S S:质量百分数,如:质量百分数,如C=86C=86表示表示86%86%。元素分析法元素分析法经验公式法经验公式法4.1.3 4.1.3 燃料的发热值燃料的发热值定义:指定义:指1kg1kg燃料燃料完全燃烧完全燃烧时所放出的热量时所放出的热量发热值基准:气
4、体燃料:发热值基准:气体燃料:kJ/nmkJ/nm3 3Fuel Fuel (0 (0、1atm)1atm)液体燃料:液体燃料:kJ/kgFuelkJ/kgFuel分类:低发热值分类:低发热值Q Ql l :生成的水呈气态:生成的水呈气态 高发热值高发热值Q Qh h :生成的水呈液态:生成的水呈液态Q Qh h-Q-Ql l=r r水水 发热值的计算:发热值的计算:气体燃料气体燃料Q Qh h=q=qhihiy yi i,kJ/nmkJ/nm3 3FuelFuel Q Ql l=q=qliliy yi i,kJ/nmkJ/nm3 3FuelFuel 4.1.3 4.1.3 燃料的发热值燃料的
5、发热值发热值的计算:发热值的计算:液体燃料液体燃料-门捷列夫公式门捷列夫公式Q Qh h=81C+300H+26(S-O)4.187=81C+300H+26(S-O)4.187,kJ/kgFuelkJ/kgFuelQ Ql l=81C+246H+26(S-O)-6W4.187=81C+246H+26(S-O)-6W4.187,kJ/kgFuelkJ/kgFuel 说明:各元素放热:说明:各元素放热:C C:8100kcal/kg8100kcal/kg;H H:30000kcal/kg30000kcal/kg;S S:2600kcal/kg2600kcal/kg;H H2 2O O:600kca
6、l/kg600kcal/kg;故故C C、H H、S S、O O为质量百分数,如为质量百分数,如C=24C=24,H=70H=70,O=6O=6。4.1.3 4.1.3 燃料的发热值燃料的发热值4.2 4.2 理论空气用量与过剩空气系数理论空气用量与过剩空气系数 4.2.1 4.2.1 理论空气用量理论空气用量 4.2.2 4.2.2 燃料的燃烧机理燃料的燃烧机理4.2.3 4.2.3 过剩空气系数过剩空气系数 4.2.1 4.2.1 理论空气用量理论空气用量定义:定义:1kg1kg液体燃料或液体燃料或1nm1nm3 3气体燃料完全燃烧时气体燃料完全燃烧时 理论上需要的空气量理论上需要的空气量
7、液体燃料:液体燃料:每每kgkg液体燃料燃烧所需的理论空气量为:液体燃料燃烧所需的理论空气量为:L L0 0=1/0.23(0.0267C+0.08H+0.01S-0.01O)=1/0.23(0.0267C+0.08H+0.01S-0.01O)=0.116C+0.348H+0.0435(S-O)=0.116C+0.348H+0.0435(S-O)kgkg空气空气/kg/kg燃料燃料4.2.1 4.2.1 理论空气用量理论空气用量气体燃料:气体燃料:nmnm3 3air/nmair/nm3 3FuelFuel V V0 0=V=V0i0i.y.yi i4.2.2 4.2.2 燃烧机理燃烧机理烃类
8、:键式反应脱氢、断链烃类:键式反应脱氢、断链烃类一般在烃类一般在200-300200-300时开始氧化;时开始氧化;T T400400时供氧不足,可能发生析碳反应时供氧不足,可能发生析碳反应(结焦结焦)析碳能力:析碳能力:渣油重油重柴轻柴汽油液化气渣油重油重柴轻柴汽油液化气 天然气天然气燃烧过程:物理扩散预混式燃烧过程:物理扩散预混式化学反应外混式化学反应外混式实现完全燃烧,必须供给过剩的空气实现完全燃烧,必须供给过剩的空气4.2.3 4.2.3 过剩空气系数过剩空气系数定义:定义:管式炉中实际入炉空气量与理论空气量之比管式炉中实际入炉空气量与理论空气量之比对对的影响:的影响:太小太小O O2
9、 2供应不足供应不足燃料燃烧不充分燃料燃烧不充分热效率热效率太大太大烟气量烟气量烟气带走的热量烟气带走的热量热损失热损失烟气中含氧量烟气中含氧量炉管表面氧化炉管表面氧化使用寿命使用寿命(每增加每增加0.10.1,降低降低1.5%1.5%左右左右)所以加热炉操作时应在确保燃料完全燃烧的前提下,尽量所以加热炉操作时应在确保燃料完全燃烧的前提下,尽量降低过剩空气系数。降低过剩空气系数。燃料性质:气体燃料:燃料性质:气体燃料:1.11.11.21.2 液体燃料:液体燃料:1.21.21.31.3,提高雾化,提高雾化燃烧器的性能:自然引风式:燃烧器的性能:自然引风式:1.21.21.4(1.4(国内国内
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