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1、第二章 燃料特性与锅炉本体热平衡,授课教师 王世昌2009年5月,第二章 燃料特性与锅炉本体热平衡,第一节 气体燃料与液体燃料的性质第二节 动力煤的特性 第三节 空气焓与烟气焓的计算 第四节 锅炉本体热平衡方程,第二章 导读,要求：掌握动力煤性质与锅炉本体热平衡重点：气体燃料、液体燃料、固体燃料的燃烧特点。锅炉本体的各项热损失难点：锅炉本体效率、锅炉机组效率、折算硫分、标准煤关键词：元素分析、工业分析、发热量、灰熔点、锅炉本体效率、锅炉机组效率,2.1 气体燃料与液体燃料的性质,1，气体燃料特点：气态、着火温度低，发热量变化范围较大。国内部分气体燃料性质见 表2-1Qnet,ar=1341MJ
2、/m32，液体燃料特点：液态、着火温度低 国内部分燃油性质参见 表2-3 国内多数火电厂的点火用油改为0#轻柴油。,2.2 动力煤的特性,一、计算基准1，收到基，下标ar（arrival）2，空气干燥基，下标ad(air dry)3，干燥基，下标d(dry)4，干燥无灰基，下标daf(dry ash free)二、动力煤的工业分析成分 1，水分（M）,2.2 动力煤的特性,二、动力煤的工业分析成分 2，灰分（A）3，挥发分（V）4，固定碳（FC）,四种不同的计算基准之间的换算关系见 表2-4,2.2 动力煤的特性,二、动力煤的工业分析成分 动力煤的基本分类：（1）烟煤 20%Vdaf37%着火
3、容易，发热量高。（2）贫煤 10%Vdaf20%着火难度略小，发热量高。（3）无烟煤 Vdaf10%，着火困难，发热量高。（4）褐煤 Vdaf37%,Qnet,ar17.5 MJ/kg，着火容易，燃烧稳定性差。,2.2 动力煤的特性,三、动力煤的元素分析成分 1，碳（C）2，氢（H）3，氧（O）4，氮（N）5，硫（S）,煤的热分解过程：随着温度的升高，煤依次析出水分、挥发分，剩余的固体包括灰分和固定碳。理论上讲，一部分碳和全部的氢、氧、氮、硫都在挥发分中。另一部分碳是焦炭中的固定碳。,2.2 动力煤的特性,四、发热量与相关概念 1，弹筒热量 测定过程概述：将煤磨制成粒径200微米以下的煤粉，在
4、纯氧压力为2.8MPa左右的密封氧弹中燃烧完毕，燃烧后形成的水蒸汽被冷却成液态水。,下标 b 表示氧弹弹筒，gr表示高位。,硝酸生成热修正系数。取值方法见GB/T213-2003,2.2 动力煤的特性,四、发热量与相关概念 2，高位发热量 gross,将水蒸汽的凝结释过程释放的热量考虑在内。,2.2 动力煤的特性,四、发热量与相关概念 3，低位发热量 net,不将水蒸汽凝结释过程释放的热量考虑在内。锅炉排烟温度高于100，因此低位发热量是常用的指标。,2.2 动力煤的特性,四、发热量与相关概念 4，标准煤5，折算成分,8%,4%,0.2%,2.2 动力煤的特性,五、灰成分与灰的熔融特性 灰成分
5、SiO2，Fe2O3，Al2O3，CaO,MgO,Na2O,K2O,TiO2,P2O5,SO31，变形温度：DT Defromed Temperature2，软化温度：ST Soften Temperature3，流动温度：FT Flow Temperature,20 mm,7,2.2 动力煤的特性,六、飞灰与底渣的形成过程与特点 1，飞灰2，底渣3，沉降灰4，固体废弃物的含碳量（1）造成了固体不完全燃烧损失；（2）与配风、炉膛温度、锅炉负荷、低NOx燃烧技术有关。,2.3 空气焓与烟气焓的计算,一、空气量的计算（1）理论空气量（2）过量空气系数与漏风系数,漏风系数之和,2.3 空气焓与烟气焓
6、的计算,一、空气量的计算（2）过量空气系数与漏风系数,空气预热器：,漏风系数的近似取值范围：炉膛：0.05；分隔屏、后屏：0.0；高温过热器：0.01；高温再热器：0.01；省煤器：0.02；回转式空气预热器：0.050.1,2.3 空气焓与烟气焓的计算,一、空气量计算（3）实际空气量,过量空气系数的取法：无烟煤：1.251.30；贫煤：1.151.20；烟煤：1.101.15；褐煤：1.281.30。收到基低位发热量高于21MJ/kg的煤取下限，收到基低位发热量低于21MJ/kg的煤取上限。,2.3 空气焓与烟气焓的计算,二、烟气量的计算 1，完全燃烧时的实际烟气量,2.3 空气焓与烟气焓的
7、计算,二、烟气量的计算 1，完全燃烧时的实际烟气量 2，烟气中的三原子气体容积份额和飞灰浓度,2.3 空气焓与烟气焓的计算,二、烟气量的计算 2，烟气中的三原子气体容积份额和飞灰浓度,2.3 空气焓与烟气焓的计算,二、烟气量的计算 3，锅炉运行中过量空气系数的确定 三、烟气量的计算,2.3 空气焓与烟气焓的计算,三、烟气量的计算 1，空气焓,理论值,实际值,2.3 空气焓与烟气焓的计算,三、烟气量的计算 2，烟气焓,理论值,2.3 空气焓与烟气焓的计算,三、烟气量的计算 2，烟气焓,实际值,1m3 空气、烟气、1kg飞灰的焓随着温度的变化规律见 表 2-7,2.4 锅炉本体热平衡方程,一、锅炉
8、本体输入热量与各项热损失 1，锅炉有效输入热量 2，锅炉有效输入热量,2.4 锅炉本体热平衡方程,一、锅炉本体输入热量与各项热损失 2，排烟损失,2.4 锅炉本体热平衡方程,一、锅炉本体输入热量与各项热损失 3，气体不完全燃烧损失,2.4 锅炉本体热平衡方程,一、锅炉本体输入热量与各项热损失 4，固体不完全燃烧损失,2.4 锅炉本体热平衡方程,一、锅炉本体输入热量与各项热损失 5，散热损失,保热系数,2.4 锅炉本体热平衡方程,一、锅炉本体输入热量与各项热损失 6，灰渣物理热损失,2.4 锅炉本体热平衡方程,二、锅炉本体热效率,正平衡法,反平衡法,2.4 锅炉本体热平衡方程,三、锅炉机组净效率,b发电煤耗，kg/(kWh)Qfy驱动锅炉辅机和吹灰所用外来蒸汽热耗，kJ/kg P制粉系统、送风机、引风机、烟气再循环风机、强制循环风机、电除尘器等辅助机械电动机的实际功率，kW,
