管式加热炉第四节燃料的燃烧课件

第4节燃料的燃烧4.1燃料的种类、组成和发热值4.2理论空气用量与过剩空气系数4.3全炉热效率、燃料用量及火嘴个数的确定4.4提高加热炉热效率的方法4.1燃料的种类、组成和发热值4.1.1燃料的种类4.1.2燃料的组成4.1.3燃料的发热值4.1.1燃料的种类气体燃料：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催化干气、焦化干气、不凝气（烃类）等主要组成是甲烷、乙烷和少量的C3、C44.1.2燃料的组成元素组成：碳（C）、氢（H）、硫（S）、氧（O）、氮（N）、水份（W）、灰分（A）确定方法说明：①d420：燃料油在20℃时的相对密度－比重；②C、H、S：质量百分数，如C=86表示86%。元素分析法经验公式法4.1.3燃料的发热值定义：指1kg燃料完全燃烧时所放出的热量⒈发热值基准：气体燃料：kJ/nm3Fuel(0℃、1atm)液体燃料：kJ/kgFuel⒉分类：低发热值Ql：生成的水呈气态高发热值Qh：生成的水呈液态Qh-Ql=

r水

√

⒊发热值的计算：气体燃料Qh=Σqhi·yi，kJ/nm3Fuel

Ql=Σqli·yi，kJ/nm3Fuel

4.1.3燃料的发热值4.2理论空气用量与过剩空气系数

4.2.1理论空气用量4.2.2燃料的燃烧机理4.2.3过剩空气系数α

4.2.1理论空气用量定义：1kg液体燃料或1nm3气体燃料完全燃烧时理论上需要的空气量液体燃料：每kg液体燃料燃烧所需的理论空气量为：L0=1/0.23(0.0267C+0.08H+0.01S-0.01O)=0.116C+0.348H+0.0435(S-O)kg空气/kg燃料4.2.1理论空气用量气体燃料：nm3air/nm3Fuel

V0=ΣV0i.yi4.2.3过剩空气系数⒈定义：管式炉中实际入炉空气量与理论空气量之比α对η的影响：α太小→O2供应不足→燃料燃烧不充分→热效率η↓α太大→烟气量↑→烟气带走的热量↑→热损失↑→η↓→烟气中含氧量↑→炉管表面氧化↑→使用寿命↓(α每增加0.1，η降低1.5%左右)所以加热炉操作时应在确保燃料完全燃烧的前提下，尽量降低过剩空气系数。①燃料性质：气体燃料：α＝1.1～1.2液体燃料：α＝1.2～1.3，提高雾化②燃烧器的性能：自然引风式：α＝1.2～1.4(国内)大能量燃烧器α＝1.1～1.15(国外)新型平行气流燃烧器α＜1.05③炉体密封性④加热炉的测控水平4.2.3过剩空气系数⒉影响过剩空气系数的主要因素奥氏分析仪：将烟气中的水蒸气冷凝；用KOH、C6H3O3(焦性食子酸)测定CO2、O2含量计算公式：4.2.3过剩空气系数⒊过剩空气系数的测定：4.3.1热平衡确定全炉热效率η1kg燃料：说明：各项热能的确定：①热负荷Q：a.若有过热蒸汽管：Q包括过热蒸汽吸收的热量；b.反应炉：Q=油品吸热＋反应热；c.纯加热炉：②q1/Ql：a.自然通风系统：忽略；

b.空气已被预热：③q2/Ql：q2/Ql=f(α，Tg)，P364：Fig7-38；④qL/Ql：立式炉、圆筒炉：qL/Ql=0.02～0.05辐射室：0.01～0.03对流室：0.01～0.024.3.2燃料用量B的确定4.3.3火嘴数量的确定说明：①总额定喷油能力/实际喷油能力＝1.2～1.35；②圆筒炉：不采用2个火嘴，火嘴间距＞1m；

③必须由燃料的性质选用合适的火嘴B=Q/QlNF=B/B额4.4提高加热炉热效率η的方法

4.4.1加热炉热效率降低的原因4.4.2露点腐蚀4.4.3提高管式加热炉热效率的途径4.4.1加热炉热效率降低的原因炉墙散热；烟气带热；燃料燃烧不完全

4.4.2露点腐蚀

有的燃料中含有微量的硫元素，在燃烧的过程中，硫被氧化生成二氧化硫或三氧化硫。如果管壁温度低于水蒸汽的露点温度，水蒸汽就会凝结在炉管上和三氧化硫就结合生成硫酸溶液，二氧化硫和水蒸汽生成亚硫酸溶液，二者对铁具有很强的腐蚀能力，它们的存在加速了炉管的腐蚀过程，大大缩短了设备的运转周期，这种现象叫作露点腐蚀。

原油入炉温度越高，相应的烟气出口温度也越高，炉子的热效率就要下降。因此，应该通过综合的技术经济比较，选择一个适合的原料入炉温度。通常，这个温度在200～250℃之间，即烟气排出温度在400℃以下较为合理。

⒈尽量降低油品的入炉温度

预热入炉空气，是目前提高加热炉热效率的主要手段