新03+燃料燃烧计算和锅炉机组热平衡　蓝白.ppt

1、第三章 燃料燃烧计算和 锅炉机组热平衡,单位质量1kg燃料燃烧 需要的空气量 生成的烟气量,第一节 燃烧过程的化学反应,锅炉设计中的重要部分 热力计算,课程设计,燃料(C、H、O、N、S)完全燃烧过程： C + O2 CO2 2H2 + O2 2H2O S + O2 SO2 不完全燃烧： 2C + O2 2CO,Nm3 标准状态下的立方米，俗称“标米”,理论空气量,理论空气量V0：1kg燃料完全燃烧时所需的最少空气量称为理论空气量。 V0 =燃料中各元素完全燃烧所需空气量之和减去燃料自带的含氧折算量,第二节 燃烧所需空气量,C + O2 CO2燃烧所需氧量：,1kg燃料完全燃烧所需氧量：,1k

2、g燃料完全燃烧所需理论空气量V0：,理论空气量 V0 实际空气量 Vk,过量空气系数 (用于烟气量计算) 或 (用于空气量计算),炉膛出口过量空气系数,煤粉炉：,漏风系数 及空气平衡,定义： 炉膛后任一烟道截面处的过量空气系数：,后果： 排烟温度 排烟容积 风机电耗 锅炉效率,烟气侧：炉膛后直至排烟处，过量空气系数逐渐增大， 烟气侧过量空气系数， 存在一个最佳的过量空气系数，通常用炉膛出口的过量空气系数表示; 空气侧：由锅炉送风机开始，均为正压， 空气侧过量空气系数; 逐渐减小，向外的漏风逐渐减少,要点：,解释以上各式的意义,解释以上各式的意义,第三节 燃烧生成的烟气量(计算),完全燃烧的烟气

3、： 可燃物燃烧生成的CO2、H2O、SO2 燃料和空气中的N2 过量空气中未反应的O2 水蒸汽 1kg燃料完全燃烧的烟气体积Vy：,可燃物燃烧生成的CO2、H2O、SO2 C + O2 CO2燃烧生成的CO2 的体积： 理论氮气体积：燃料中的氮和理论空气量中的氮 烟气中多余的自由氧： 理论水蒸汽体积：燃料中氢完全燃烧生成的水蒸汽、燃料中的水汽化生成的水蒸汽、理论空气量带入的水蒸汽、采用蒸汽雾化等设备带入的水蒸汽体积。,不完全燃烧的烟气 与完全燃烧相比，一部分可燃气H2、CO、CmHn进入烟气，其中CO的含量用来判断不完全燃料的程度 1kg燃料中Car中Car,COkg的碳生成CO，Car,CO

4、2kg的碳生成CO2,第四节烟气分析,烟气成分及含量直接反映炉内的燃烧工况 炉膛出口过量空气系数炉膛的空气供给量 排烟的过量空气系数排烟热损失 CO、H2、CH4等可燃气体成分化学不完全燃烧损失,烟气分析手段 化学方法： 吸收剂 燃烧吸收色谱分析 物理方法： 导热性导磁性导电性光学性,烟气成分分析仪,商业化的成熟产品 电厂要求上在线烟气监测系统,O2氧气在干烟气中的份额 1.2O23.5,过量空气系数与过氧量的关系,第六节运行中过量空气系数的确定,氧化锆氧量分析仪 送风机自动调节,运行中到底送了多少风？,进入锅炉的热量中有多少被蒸汽吸收利用，有多少损失掉了锅炉热效率,1kg燃料的输入热量：,Q

5、1锅炉有效利用的量，蒸汽吸收利用的热量,第八节锅炉机组热平衡,锅炉效率,锅炉输入热量(kJ/kg) 锅炉有效利用热(kJ/kg) 燃烧消耗量(kg/s) B,q2-排烟热损失,最大的一项4-8% 排烟物理显热，排烟温度大于周围大气温度，一般120左右 影响因素：排烟温度 排烟温度太高效率低 提高10，损失增加约1%； 排烟温度太低低温腐蚀(SO3凝结硫酸) 烟气容积,最佳的炉膛出口过量空气系数,q2q3q4 之和最小,q3-化学不完全燃烧热损失,可燃气体不完全燃烧热损失 0.5% 煤粉炉一般q3=0 CO、H2、CH4未完全燃烧放热随烟气带走的热损失 影响因素：燃料的挥发分 炉膛过量空气系数、

6、燃烧器结构和布置、炉膛温度、炉内空气动力场,q4-机械不完全燃烧热损失,固体不完全燃烧热损失 0.5-5% 仅次于q2 固态排渣煤粉炉：褐煤1%，烟煤2%，贫煤3%，无烟煤4% 燃料中未燃烧、燃尽碳造成的热损失 煤粉炉：烟道灰、飞灰、冷灰或冷灰斗灰渣 影响因素：燃料（类型、细度） 燃烧（炉膛、燃烧器、负荷、风粉混合）,飞灰可燃物 飞灰含碳量,机械不完全燃烧损失q4 的计算,灰渣中未燃烧或未燃尽的碳粒引起的损失； 未燃尽碳粒随烟气排出炉外而引起的热损失,原则：灰渣及飞灰中的含碳量与碳的发热量的乘积的总和 定义： 灰渣中含碳的重量百分比为： ，灰渣量： 飞灰中含碳的重量百分比为： ，飞灰量：,每小

7、时所损失的可燃物重量 每小时损失的热量 折算到每公斤燃料所损失的热量：,进入锅炉的总灰量等于排出锅炉的灰渣、飞灰中的灰分的总和 定义,灰平衡,q4讨论,在锅炉运行中， 可以取样测得， 可以查表，或做灰平衡实验得到 锅炉的设计中，根据燃料的种类及燃烧方式直接选用：0.55% 大小取决于：燃料的种类（挥发份与灰分等），煤粉的细度，过量空气系数，炉膛的结构（决定了停留时间），锅炉的运行方式，炉膛的温度（负荷）等,q5-散热损失,0.2-0.6% 锅炉本体、管道、附件温度环境温度 对流及辐射 影响因素：锅炉外表面积（炉墙结构） 温度（保温、环境温度）,散热损失与锅炉的容量成反比 散热损失与锅炉的负荷成

8、反比,q6-其他热损失,灰渣物理显热损失、冷却热损失 0.5-1% 炉膛下部排出的灰渣带走的热量 冷却用水或空气所吸收的热量不能送回锅炉系统中应用 影响因素：灰渣温度、灰渣量,B与 Bj,燃烧消耗量(kg/s) B 计算燃料消耗量Bj,真正在炉内燃烧掉的,热损失计算方法,不同的热损失界定方法 1973年前苏联1973年锅炉热力计算标准方法 CE采用的美国机械工程师学会动力试验规程 日本三菱公司,第九节锅炉机组热平衡试验,反平衡法,输入输出热量法,正平衡法,热损失法,锅炉效率的测定,所测数据 排烟温度 q2 烟气中各组分含量 q3 飞灰含碳量 q4 等,常采用反平衡法:,燃烧效率,q2、q5、q6燃料燃烧所释放的热量以各种形式逃离锅炉造成的热损失 q3、q4进入锅炉的燃料没有燃烧或不完全，没有放出更多热量而造成的损失,知识点,理论空气量的定义 理论空气量与煤的元素分析的关系 煤粉炉的过量空气系数一般多大？ 过量空气系数的定义？ 煤粉炉排放的烟气中含有的成分有哪些？ 漏风系数的定义？ 炉膛、烟道、空预器、制粉系统的漏风的方向？ 锅炉效率的定义？煤粉炉的锅炉