锅炉及锅炉房设备

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1、锅炉及锅炉房设备内蒙古建筑职业技术学院主讲杨二虎燃料分析2、1煤的组成及特性2、2液体燃料的组成及特性2、3气体燃料的组成及特性第二章燃料分析燃料是指可以燃烧并能放出热能加以利用的物质。锅炉燃烧所用的燃料有固体燃料(煤、煤矸石等)、液体燃料(轻柴油、重油、渣油等)、气体燃料(天然气、混合发生炉煤气、水煤气、液化石油气、高炉煤气、焦炉煤气等)。第一节煤的组成及特性煤是由碳(C)、氢(H)、硫(S)、氧(O)、氮(N)、灰分(A)和水分(M)组成,但燃料不是这些成分的机械混合,而是一种极为复杂的化合物。一、煤的元素分析(一)煤的元素分

2、析成分煤的元素分析成分是用各成分相应的质量占燃料总质量的百分数表示的。1.碳(C)碳是煤中主要的可燃元素。1kg纯碳完全燃烧可放出32866kJ热量。含碳量愈多的煤,其发热量也愈高。纯碳的着火温度较高,煤中的碳含量愈高愈难着火,燃烧过程也愈缓慢,燃尽时间也愈长。2.氢(H)氢是煤中重要可燃元素,其热值较纯碳高得多,是碳的3、8倍。氢的着火温度较低,所以,煤中氢的含量愈多对燃烧愈有利。3.硫(S)硫是煤中的有害元素,它虽燃烧,但发热量不大,1kg硫完全燃烧放出9050kJ热量。煤中硫分为可燃硫和不可燃硫。可燃硫包括有机硫和硫铁矿硫,

3、但硫的燃烧产物是SO和SO。而硫酸盐硫属于不可燃烧,成为灰分的一部分。4、氧(O)和氮(N)氧和氮是煤中的不可燃元素。由于它们的存在,煤中的可燃碳和可燃氢的含量减少,降低了煤的发热量。在高温条件下,氮被氧化生成NOX,随烟气排入大气,造成严重的环境污染。在各种煤中,氧的含量是1%~2%,氮的含量在0.5%~2.0%之间。5、灰分(A)灰分是煤中固态不可燃物。是煤中的主要杂质。由于灰分的存在,①减少了煤中可燃成分的含量、降低了煤的发热量;②灰分增加了煤的开采、运输的工作量;③灰分在煤的加工和磨制过程中,增加了电能的消耗和设备的磨损;

4、④灰分影响煤的着火、燃烧和燃尽,造成锅炉受热面结渣、积灰、磨损和腐蚀,使传热效果下降,降低了锅炉效率;⑤飞灰随烟气排入大气,污染环境。煤中灰分的含量与开采、运输和储存有关。波动幅度很大,一般在5%~35%之间,劣质煤中灰分高达75%。6、水分(M)水分是煤中的不可燃成分,它占据了煤中可燃成分的含量,使煤的发热量降低。由于水分的存在:①对煤的加工和磨制造成困难,而且增加了能量的消耗;②水分对煤的预热干燥阶段非常不利,使炉膛温度下降,造成着火困难。③水分在高温下汽化成水蒸气,成为烟气的一部分,增加了排烟热损失。水分在煤中也是以两种形态

5、存在:①外水分W:煤在开采、运输、储存和洗选过程中带进的水分。通过自然干燥而除去。②内水分W:吸附和凝聚在煤块内部毛细孔中的水分,也称固有水分。内水分不易蒸发,在105~110℃温度下可以烘干。为便于燃料的热工计算和燃烧机理分析,对煤的各组成成分用相应的质量百分比表示,各成分质量百分比的总和为100%。即元素分析C+H+O+N+S+A+W=100%(二)煤的各种“基”的表示方法和基的换算1、煤的各种“基”的表示方法1)接收基(应用基)接收基表示实际应用的煤(炉前煤)中各组成成分的质量百分比总和。用下角标ar表示。其表达式为Car+

6、Har+Oar+Nar+Sar+Aar+Mar=100%注:在进行锅炉热工计算以及分析锅炉运行工况时,以接收基作为原始依据。2)空气干燥基空气干燥基表示不含外水分条件下,煤中各组成成分的质量百分比总和,用下角标ad表示。其表达式为:Cad+Had+Oad+Nad+Sad+Aad+Mad=100%3)干基干基表示不含水分条件下,煤中各组成成分的质量分数总和。它用下角标d表示。其表达式为Cd+Hd+Od+Nd+Sd+Ad+Md=100%4)干燥无灰基(可燃基)干燥无灰基表示不含水分和灰分条件下,煤中各组成成分的质量分数总和。用下角标d

7、af表示。其表达式为:Cdaf+Hdaf+Odaf+Ndaf+Sdaf+Adaf+Mdaf=100%2、各种基的表示方法3、四种“基”的换算各种“基”可以相互换算,按下式进行B=KA式中A——已知“基”的相应成分;B——换算“基”的相应成分;K——换算系数,如表2—1所示。二、煤的工业分析及燃烧特性煤的工业分析是测定煤的水分(M)、灰分(A)、挥发分(V)、固定碳(Cgd)的含量。煤的工业分析成分是用质量分数表示的。即C+V+M+A=100℅煤的工业分析的内容还包括煤的发热量测定、煤灰熔融性测定。(一)挥发分(V)煤在限定条件下隔

8、绝空气加热后,所得挥发性有机物质称为挥发分。煤中挥发分的主要成分是碳氢化合物、氢气等。煤的挥发分与煤的种类、煤的碳化程度关系密切,煤龄愈久远,挥发分含量愈少,挥发分逸出的温度和煤的着火温度相应也愈高,与此相反,煤龄愈短,挥发分含量愈高,挥发分逸出温

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