《锅炉原理全》PPT课件.ppt

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1、主主 讲：周：周 守守 军E山山东建筑大学建筑大学热能工程学院能工程学院锅炉原理锅炉原理课程简介课程简介一、一、课程的性程的性质和任和任务 本本课程是程是热能与能与动力工程力工程专业的主要的主要专业课之一，通之一，通过本本门课程的学程的学习，使学生掌握，使学生掌握锅炉的工作原理以及炉内和炉的工作原理以及炉内和锅内内过程的基本理程的基本理论；对锅炉炉结构和工作状况有一定的分析能构和工作状况有一定的分析能力。培养力。培养训练学生具有一定的学生具有一定的计算能力和算能力和实验技能，掌握技能，掌握锅炉机炉机组安全，安全，经济运行的基本知运行的基本知识，并，并为学学习热力力发电厂、厂、热工工仪表等表等课

2、程提供必要的程提供必要的专业知知识。二、二、课程的教学内容程的教学内容 以以电站煤粉站煤粉锅炉炉为主干，全面系主干，全面系统地地阐述了述了锅炉的工作炉的工作原理：包括原理：包括锅炉的构成和工作炉的构成和工作过程，程，锅炉用燃料，煤粉制炉用燃料，煤粉制备，燃燃烧基本理基本理论及燃及燃烧设备，各，各对流受流受热面的主要运行面的主要运行问题，各各类型型锅炉的水炉的水动力工况，蒸汽力工况，蒸汽净化，化，锅炉机炉机组的布置及的布置及热力力计算方法等。算方法等。2锅炉原理锅炉原理课程简介课程简介三、考核形式三、考核形式 闭卷笔卷笔试四、教材与参考四、教材与参考书目目1 1锅炉原理炉原理，樊泉桂主，樊泉桂主

3、编，中国，中国电力出版社力出版社,2008;,2008;2 2电站站锅炉原理炉原理，容，容銮恩等合恩等合编，中国，中国电力出版社力出版社,1997,1997；3 3锅炉原理炉原理（第二版），周（第二版），周强泰主泰主编，中国，中国电力出版社，力出版社，20092009；4 4锅炉原理炉原理，陈学俊、学俊、陈听听宽主主编，机械工，机械工业出版社。出版社。3v 锅炉机炉机组的工作的工作过程及程及组成成v 锅炉机炉机组的容量、参数的容量、参数v 锅炉的分炉的分类v 锅炉的主要型式炉的主要型式 第一章第一章 概述概述45冷空气冷空气烟气烟气烟气烟气烟气烟气烟囱烟囱引风机引风机除尘器除尘器空气预热器空气

4、预热器细微灰粒细微灰粒（二次风）（二次风）灰渣沟灰渣沟原煤原煤排粉风机排粉风机（一次风）（一次风）烟气烟气烟气烟气给煤机给煤机磨煤机磨煤机燃烧器燃烧器炉膛炉膛水平烟道水平烟道尾部烟道尾部烟道原煤原煤风、粉风、粉风、粉风、粉未燃煤粒未燃煤粒灰渣灰渣灰渣灰渣灰渣灰渣灰渣沟灰渣沟排渣装置排渣装置冷灰斗冷灰斗未燃煤粒未燃煤粒未燃煤粒未燃煤粒锅炉的工作过程及系统锅炉的工作过程及系统煤、风、烟系统煤、风、烟系统6汽机主凝结水汽机主凝结水水水水水汽水混合物汽水混合物给水泵给水泵省煤器省煤器汽包汽包汽水分离器汽水分离器化学补充水化学补充水汽水混合物汽水混合物下降管下降管下联箱下联箱水冷壁水冷壁上联箱上联箱导汽

5、管导汽管水水水水水水汽水混合物汽水混合物汽水混合物汽水混合物饱和蒸汽饱和蒸汽过热蒸汽过热蒸汽过热器过热器汽轮机调节级汽轮机调节级锅炉的工作过程及系统锅炉的工作过程及系统汽汽 水水 系系 统7锅锅炉炉锅炉本体锅炉本体辅助设备辅助设备锅炉机组锅炉机组锅炉的组成锅炉的组成送风机、引风机、燃料供应送风机、引风机、燃料供应及制备、除灰、除渣、测量及制备、除灰、除渣、测量与控制等与控制等锅炉的燃烧系统，用以完成煤的锅炉的燃烧系统，用以完成煤的燃烧过程。由炉膛、燃烧器、烟燃烧过程。由炉膛、燃烧器、烟道、炉墙构架等非承压部件组成道、炉墙构架等非承压部件组成锅炉的汽水系统，用以完成水变锅炉的汽水系统，用以完成水

6、变成蒸汽的吸热过程。由汽包、下成蒸汽的吸热过程。由汽包、下降管、联箱、导管及各热交换受降管、联箱、导管及各热交换受热面等承压部件组成热面等承压部件组成8额定定蒸蒸发量量（BRL-boilerratedload）在在额定定蒸蒸汽汽参参数数，额定定给水水温温度度和和使使用用设计燃燃料料，保保证热效率效率时所所规定的蒸定的蒸发量，量，单位位为t/ht/h（或（或kg/skg/s）注注：热水水锅炉炉容容量量为单位位时间的的产热量量。单位位为MWMW（或或万大卡万大卡/时）最最大大连续蒸蒸发量量（BMCR-boiler maximumcontinuousrating）在在额定定蒸蒸汽汽参参数数，额定定给

7、水水温温度度和和使使用用设计燃燃料料，长期期连续运运行行所所能能达达到到的的最大蒸最大蒸发量，量，单位位为t/ht/h（或（或kg/s kg/s）锅炉容量炉容量锅炉的容量和参数锅炉的容量和参数9 在在规定定负荷范荷范围内内长期期连续运行运行应能保能保证的出的出口蒸汽参数。口蒸汽参数。额定蒸汽定蒸汽压力力（对应规定的定的给水水压力），力），单位位是是MPaMPa；额定蒸汽温度定蒸汽温度（对应额定蒸汽定蒸汽压力和力和额定定给水水温度），温度），单位是位是0 0C C锅炉的容量和参数锅炉的容量和参数额定蒸汽参数额定蒸汽参数10锅炉的容量和参数锅炉的容量和参数我国电站锅炉参数、容量系列我国电站锅炉参数

8、、容量系列11锅炉的容量和参数锅炉的容量和参数亚临界压力自然、控制循环锅炉参数亚临界压力自然、控制循环锅炉参数锅炉的容量和参数锅炉的容量和参数亚临界压力自然、控制循环锅炉参数亚临界压力自然、控制循环锅炉参数锅炉的容量和参数锅炉的容量和参数超临界、超超临界直流锅炉参数超临界、超超临界直流锅炉参数锅炉的容量和参数锅炉的容量和参数超临界、超超临界直流锅炉参数超临界、超超临界直流锅炉参数锅炉的容量和参数锅炉的容量和参数国外超临界参数机组的发展方向国外超临界参数机组的发展方向锅炉的分类锅炉的分类锅炉的分类锅炉的分类18锅炉的分类锅炉的分类1 1给水水泵2 2省煤器省煤器3 3汽包汽包4 4下降管下降管5

9、 5联箱箱6 6蒸蒸发受受热面面7 7过热器器8 8循循环泵9 9节流圈流圈 19锅炉的分类锅炉的分类20锅炉的分类锅炉的分类当当压力升高到力升高到22.1MPa22.1MPa时，t t373.99373.99，如，如图中中C C点点所示。此所示。此时饱和水和和水和饱和和蒸汽已不再有分蒸汽已不再有分别，此点，此点称称为水的水的临界点，其界点，其压力，力，温度和比容分温度和比容分别称称为临界界压力，力，临界温度和界温度和临界比界比容。容。水定水定压汽化汽化过程的程的T-sT-s图当温度大于当温度大于临界温度界温度时，不，不论压力多大，再也不能力多大，再也不能使蒸汽液化。使蒸汽液化。21哈锅哈锅3

10、30MW330MW亚临界自然循环锅炉亚临界自然循环锅炉亚临界自然循环锅炉亚临界自然循环锅炉 型号：型号：HG-1065/18.5-YM1HG-1065/18.5-YM1。亚临界参数、一次中界参数、一次中间再再热、紧身封身封闭、自然循、自然循环汽包炉，采用平衡通汽包炉，采用平衡通风、直流燃直流燃烧器、四角切器、四角切圆燃燃烧方式。炉膛断面尺寸：方式。炉膛断面尺寸：宽深深=1404814019 mm=1404814019 mm；炉架外形尺寸：；炉架外形尺寸：宽深深=3560044500 mm=3560044500 mm。过热蒸汽出口温度蒸汽出口温度543543，压力力18.5Mpa18.5Mpa；

11、再；再热蒸汽蒸汽进口口/出口蒸汽出口蒸汽压力力4.53/4.3MPa4.53/4.3MPa，进口口/出口蒸汽温度出口蒸汽温度345.83/543345.83/543；锅炉最大炉最大连续蒸蒸发量量1065t/h1065t/h。锅炉汽水流程省煤器水平低过省煤器悬吊管汽包下水管前水冷壁侧水冷壁后水冷壁分隔屏后屏过垂直低过屏再末过侧包墙低过入口集箱汽机房墙再末再水冷壁下集箱23东锅东锅1000MW1000MW超超临界直流锅炉超超临界直流锅炉超（超）临界直流锅炉超（超）临界直流锅炉超（超）临界直流锅炉超（超）临界直流锅炉1 1、试述电站燃煤锅炉的主要工作过程。、试述电站燃煤锅炉的主要工作过程。2 2、什

12、么是最大连续蒸发量？、什么是最大连续蒸发量？300MW300MW机组和机组和600MW600MW机组对应的锅炉最大连续蒸发量是多机组对应的锅炉最大连续蒸发量是多少？少？3 3、自学第、自学第4 4、5 5节的内容，了解各种亚临界和节的内容，了解各种亚临界和超临界锅炉的主要特点和组成。超临界锅炉的主要特点和组成。复习思考题复习思考题第二章第二章 燃料及其燃燃料及其燃烧特性特性v 电站站锅炉燃料炉燃料v 煤的常煤的常规特性特性v 煤的常煤的常规特性特性对锅炉工作的影响炉工作的影响v 煤的分煤的分类v 燃油和燃气的特性燃油和燃气的特性v 习题 燃料分燃料分类 在在自自然然界界所所处的的状状态：固固体

13、体（煤煤）；液液体体（原原油、重油和渣油）；气体（煤气和天然气）油、重油和渣油）；气体（煤气和天然气）获得得方方法法：天天然然燃燃料料（未未加加工工）；人人工工燃燃料料（木炭、焦炭和石油制品）（木炭、焦炭和石油制品）用用途途：工工艺燃燃料料（炼焦焦、锻造造和和化化工工，焦焦结性性好，好，杂质少）；少）；动力燃料力燃料电站锅炉燃料电站锅炉燃料通过燃烧释放热能的可燃物质通过燃烧释放热能的可燃物质29 可可燃燃元元素素 C C（固固定定碳碳和和挥发分分中中的的C C）、H H、S S（可燃硫（可燃硫 和硫酸和硫酸盐硫硫 ）不可燃元素不可燃元素（内部（内部杂质）O O、N N 不可燃成分不可燃成分（外

14、部（外部杂质）M M（内、外）、（内、外）、A A 可燃气体可燃气体 挥发分分 煤的常规特性煤的常规特性煤中的煤中的氢、氧、氮、硫、氧、氮、硫与部分碳所与部分碳所组成的有机成的有机化合物加化合物加热后分解后分解,形成形成气体气体挥发出来出来 煤的元素煤的元素 分析成分分析成分碳碳(C)(C)、氢(H)(H)、氧、氧(0)(0)、氮、氮(N)(N)、硫、硫(S)(S)水分水分(M)(M)、灰分、灰分(A)(A)煤的工煤的工业 分析成分分析成分水分水分(M)(M)、挥发分分(V)(V)、灰分、灰分(A)(A)、固定碳固定碳(FC)(FC)煤的元素分析与工业分析煤的元素分析与工业分析30 收到基（收

15、到基（arar）（原（原应用基用基y y）以以入入炉炉煤煤（包包括括煤煤的的全全部部成成分分）为基基准准 空气干燥基（空气干燥基（adad）（原分析基（原分析基f f）以以风干干状状态煤煤（除除外外部部水水分分）为基基准准 干燥基（干燥基（d d）（原干燥基（原干燥基g g）以去掉全部水分煤以去掉全部水分煤为基准基准 干燥无灰基（干燥无灰基（dafdaf）（原可燃基（原可燃基r r）以去掉全部水分及灰分煤以去掉全部水分及灰分煤为基准基准煤的常规特性煤的常规特性煤的成分计算基准煤的成分计算基准31例例题:已知已知MarMar、Mad,Mad,试将空气干燥基的各种成分将空气干燥基的各种成分换算成收

16、到基。即推算成收到基。即推导换算系数算系数K K。煤的常规特性煤的常规特性煤成分基准间的换算煤成分基准间的换算32例题例题 解：同种燃料去除全部水分其干燥基成分不同种燃料去除全部水分其干燥基成分不变 可以分可以分别用收到基和空气干燥基表示干燥用收到基和空气干燥基表示干燥基基,也就是也就是说用干燥基将收到基和空气干燥基用干燥基将收到基和空气干燥基联系系起来。起来。煤的常规特性煤的常规特性33例题例题 即即煤的常规特性煤的常规特性34对于水分对于水分:不同基准之不同基准之间的的换算公式：算公式：X=KXX=KX0 0 式中式中 X X0 0、X X 某成分原基准及新基准某成分原基准及新基准质量百量

17、百分比，分比，%K K 换算系数（算系数（见表表2-12-1）煤成分基准间的换算煤成分基准间的换算煤的常规特性煤的常规特性 煤煤的的发热量量（kJ/kg)kJ/kg)单位位质量量的的煤煤完完全全燃燃烧时所所释放的放的热量量 低低位位发热量量（Q Qnetnet）高高位位发热量量减减去去水水蒸蒸气气凝凝结放放出出的的汽汽化化潜潜热后后，称称为低低位位发热量量（燃燃料料在在锅炉炉中的中的实际发热量）。量）。高高位位发热量量(Q(Qgrgr)煤煤的的理理论发热量量。由由实验测得得的的弹筒筒发热量量（Q Qb b）减减去去硫硫和和氮氮生生成成酸酸的的校校正正值确定（式确定（式2-92-9）煤的常规特性

18、煤的常规特性煤的发热量煤的发热量36氧氧弹式量式量热计 煤的常规特性煤的常规特性37 干燥基干燥基高、低位高、低位发热量之量之间的的换算算 收到基收到基高、低位高、低位发热量之量之间的的换算算 高、低位发热量间的换算高、低位发热量间的换算煤的常规特性煤的常规特性38 高高位位发热量量(Q(Qgrgr)各各基基准准间的的换算算采采用用表表（2 21 1）换算系数算系数低位低位发热量量(Q(Qnetnet)各基准各基准间的的换算分三步算分三步进行行1.1.已知基准的已知基准的 Q Qnet net 已知基准的已知基准的 Q Qgr gr 2.2.已已知基准的知基准的 Q Qgr gr 所求基准的所

19、求基准的 Q Qgr gr 3.3.所所求基准的求基准的 Q Qgr gr 所求基准的所求基准的 Q Qnet net 发热量各基准间的换算发热量各基准间的换算煤的常规特性煤的常规特性39 折算成分折算成分 相相对于每于每4187 kJ/kg4187 kJ/kg收到基低位收到基低位发热量量的煤中所含的收到基水分、灰分和硫分，称的煤中所含的收到基水分、灰分和硫分，称为折算折算水分、折算灰分和折算硫分水分、折算灰分和折算硫分 煤的常规特性煤的常规特性相关概念相关概念 标准煤准煤 收到基低位收到基低位发热量量为29310 kJ/kg29310 kJ/kg的的燃料燃料为标准煤准煤 标准煤耗量准煤耗量

20、式中式中 、分分别为标准煤耗量与准煤耗量与实际煤耗量煤耗量 相关概念相关概念煤的常规特性煤的常规特性 高温下煤灰的熔融性高温下煤灰的熔融性 用灰熔点表示，煤灰的用灰熔点表示，煤灰的角角锥法法确定确定 变形温度形温度 DTDT（原（原t t1 1）软化温度化温度 STST（原（原t t2 2）流流动温度温度 FTFT（原（原t t3 3）温度温度间隔隔200-400200-400，称，称为长渣渣 温度温度间隔隔100-200100-200，称，称为短渣短渣判断判断锅炉运行中是否会炉运行中是否会结渣的主要因素之一。渣的主要因素之一。煤灰的熔融特性煤灰的熔融特性煤的常规特性煤的常规特性 影响因素影响

21、因素 煤灰的化学煤灰的化学组成成 煤灰中煤灰中酸性氧化物（酸性氧化物（SiOSiO2 2、AlAl2 2O O3 3等等）使灰熔点提高；使灰熔点提高；碱性氧化物（碱性氧化物（FeFe2 2O O3 3、CaOCaO、MgOMgO等等）使灰熔点降低使灰熔点降低 煤灰周煤灰周围高温介高温介质的性的性质 氧化性介氧化性介质中，灰熔点中，灰熔点较高；弱高；弱还原性介原性介质中，中，灰熔点灰熔点较低低 煤灰的熔融特性煤灰的熔融特性煤的常规特性煤的常规特性43 结渣渣 定定义：炉内：炉内软化或熔化的灰粒碰撞并粘附在水冷化或熔化的灰粒碰撞并粘附在水冷壁和主要受壁和主要受热面上生成的渣面上生成的渣层。煤灰煤灰

22、结渣性的常渣性的常规判判别准准则 弱弱还原性气氛下的原性气氛下的软化温度化温度STST 煤灰成分比例：碱酸比，硅煤灰成分比例：碱酸比，硅铝比，硅比，比，硅比，铁钙比比炉内灰的沉炉内灰的沉积一般可分一般可分为结渣和沾渣和沾污煤灰的结渣和积灰特性煤灰的结渣和积灰特性煤的常规特性煤的常规特性44 沾沾污 定定义：煤灰中：煤灰中挥发物物质在受在受热面表面凝面表面凝结并并粘粘结灰粒形成的沉灰粒形成的沉积灰灰层。煤灰沾煤灰沾污性的常性的常规判判别准准则 煤灰成分沾煤灰成分沾污指数指数 煤灰和煤灰和飞灰灰烧结强度：直度：直观的沾的沾污判判别指数指数煤灰的结渣和积灰特性煤灰的结渣和积灰特性煤的常规特性煤的常规

23、特性45 挥发分分 V V V V的含量代表了煤的地的含量代表了煤的地质年年龄，地地质年年龄越短，煤的碳化程越短，煤的碳化程度越浅度越浅,V,V含量越多含量越多煤中煤中V V对锅炉工作的影响炉工作的影响煤的常规特性对锅炉工作的影响煤的常规特性对锅炉工作的影响 V V含量越多（含量越多（C C含量越少），含量越少），V V中含中含O O量亦多，其中的可燃量亦多，其中的可燃 成成分相分相应减少，减少，这时，煤的煤的热值低低 V V含量越多，含量越多，煤的着火温度低煤的着火温度低，易着火燃，易着火燃烧 V V 多，多，V V着火燃着火燃烧造成高温，造成高温，有利于碳的着火、燃有利于碳的着火、燃烧 V

24、 V 多，多，V V挥发使使煤的孔隙多，反煤的孔隙多，反应表面表面积大大，反，反应速度加快速度加快 V V 多，煤中多，煤中难燃的燃的固定碳含量少固定碳含量少，煤易于燃尽，煤易于燃尽46 水分水分M M、灰分、灰分A A M M、A A 高，煤中可燃成分相高，煤中可燃成分相对减少，减少，煤的煤的热值低低 M M、A A 高，高，M M 蒸蒸发、A A熔融均要吸熔融均要吸热，炉膛温度降低炉膛温度降低 M M、A A 高，高，增加着火增加着火热或包裹碳粒或包裹碳粒，使煤着火、燃，使煤着火、燃烧与燃尽困与燃尽困难；M M、A A 高，高，q q2 2、q q3 3、q q4 4、q q6 6 增加，

25、增加，热效率下降效率下降 M M、A A 高，高，过热器易超温器易超温 M M、A A 高，高，受受热面腐面腐蚀、堵灰、堵灰、结渣及磨渣及磨损加重加重 M M、A A 高，高，煤粉制煤粉制备困困难或增加能耗或增加能耗 煤中煤中M M、A A对锅炉工作的影响炉工作的影响煤的常规特性对锅炉工作的影响煤的常规特性对锅炉工作的影响 灰熔点（灰熔点（STST）灰分在熔融状灰分在熔融状态下粘下粘结在在锅炉受炉受热面上造成面上造成结渣，危及渣，危及锅炉运行的安全性和炉运行的安全性和经济性。性。对于固于固态排渣炉，排渣炉，ST 1350ST6.56.59 921.021.0贫煤贫煤 低挥发份煤低挥发份煤991

26、91918.518.5烟煤烟煤 中挥发份煤中挥发份煤 高挥发份煤高挥发份煤191927272727404016.516.515.515.5褐煤褐煤 超高挥发份超高挥发份 煤煤404011.511.5煤的分类煤的分类电厂锅炉用煤分类电厂锅炉用煤分类煤的分类煤的分类电厂锅炉用煤分类电厂锅炉用煤分类 无烟煤无烟煤 碳化程度高，含碳量很高碳化程度高，含碳量很高，达，达95%95%，杂质很少，很少，发热量很高量很高,约为250002500032500 kJ/kg32500 kJ/kg；挥发分很少分很少，小于，小于10%10%，V Vdafdaf析出的温度析出的温度较高高（可达（可达400400），着火和

27、燃尽均），着火和燃尽均较困困难,储存存时不不易自燃易自燃煤的分类煤的分类发电厂煤的分类及燃烧特性发电厂煤的分类及燃烧特性 褐煤褐煤 碳化程度低，含碳量低，碳化程度低，含碳量低，约为404050%50%，水分，水分及灰分很高，及灰分很高，发热量低量低,约100001000021000 kJ/kg21000 kJ/kg；挥发分含量高分含量高，约404050%50%，甚至，甚至60%60%，挥发分的析出温度低（分的析出温度低（200200），着火及燃），着火及燃烧均均较容易容易 煤的分类煤的分类发电厂煤的分类及燃烧特性发电厂煤的分类及燃烧特性 烟煤烟煤 碳化程度次于无烟煤，含碳量碳化程度次于无烟煤，

28、含碳量较高高，一般，一般为404060%,60%,杂质少，少，发热量量较高高,约为200002000030000 30000 kJ/kgkJ/kg；挥发分含量分含量较高高，约101045%45%，着火及燃，着火及燃烧均均较容易容易 煤的分类煤的分类发电厂煤的分类及燃烧特性发电厂煤的分类及燃烧特性 贫煤煤 挥发分含量分含量101020%20%的烟煤的烟煤 挥发份份较少，少，性性质介于无烟煤与烟煤之介于无烟煤与烟煤之间，燃，燃烧性能方面比性能方面比较接近无烟煤；接近无烟煤；劣劣质烟煤烟煤 挥发份份202030%30%；但水分高，灰分更；但水分高，灰分更高的烟煤高的烟煤 发热量低，量低，为11000

29、1100012500 kJ/kg12500 kJ/kg 这两种烟煤着火及燃两种烟煤着火及燃烧均均较困困难 煤的分类煤的分类发电厂煤的分类及燃烧特性发电厂煤的分类及燃烧特性 重油：重油：根据根据8080时不同的运不同的运动粘度而分成粘度而分成2020、6060、100100、200200四种牌号，其四种牌号，其质量指量指标如表如表2-92-9所示。所示。渣油：渣油：石油石油炼制制过程中排出的残余物不程中排出的残余物不经处理，直接作理，直接作为燃料油燃料油时称称为渣油。渣油。燃油和燃气的特性燃油和燃气的特性燃料油燃料油 以以轻柴油柴油为主，重油和主，重油和轻柴油常作柴油常作为锅炉点火炉点火和和稳燃

30、用油。燃用油。燃料油成分和煤一燃料油成分和煤一样，也是由碳、，也是由碳、氢、氧、氮、氧、氮、硫以及水分、灰分等硫以及水分、灰分等组成。但主要成分是碳和成。但主要成分是碳和氢，一，一般碳含量在般碳含量在8484一一8787，氢含量含量为1111一一1414发热量常在量常在377003770044000kJ44000kJkgkg，且，且变化不大。化不大。燃料油的物理特性燃料油的物理特性 凝固点：凝固点：燃料油是各种燃料油是各种烃的复的复杂混合物，没有混合物，没有固定的凝固点。固定的凝固点。粘度：粘度：恩氏粘度恩氏粘度EE。闪点：点：油气和空气的混合物与明火接触而油气和空气的混合物与明火接触而发生生

31、短促短促闪光光时的油温称的油温称为燃油的燃油的闪点。点。燃点：燃点：燃点是油面上的油气和空气的混合物遇燃点是油面上的油气和空气的混合物遇到明火能着火燃到明火能着火燃烧并持并持续5s5s以上的最低油温。以上的最低油温。燃油和燃气的特性燃油和燃气的特性58 含硫量：含硫量：石油中的硫以硫化石油中的硫以硫化氢、单质硫和各种硫和各种硫化物的形式存在。按含硫量的多少，分硫化物的形式存在。按含硫量的多少，分为低硫低硫油油(Sar(Sar0.5%)0.5%)、中硫油、中硫油(Sar(Sar0.5-2%)0.5-2%)和高硫油和高硫油(Sar(Sar2 2)三种，当含硫量高于三种，当含硫量高于0.30.3时，

32、就，就应注注意低温腐意低温腐蚀问题。灰分：灰分：重油的灰分很少，但含有重油的灰分很少，但含有钒、钠、钾、钙等元素的化合物。等元素的化合物。钒酸酸钠的熔点的熔点约为600600，对壁温高于壁温高于610610的受的受热面会面会产生高温腐生高温腐蚀。燃油和燃气的特性燃油和燃气的特性59 天然气：气田煤气和油田伴生煤气。主要成分天然气：气田煤气和油田伴生煤气。主要成分都是甲都是甲烷(CH(CH4 4)，气田煤气的甲，气田煤气的甲烷含量高达含量高达7575-9898，油田伴生煤气的甲，油田伴生煤气的甲烷含量含量为3030一一7070，而而COCO含量达含量达5%5%。两者的。两者的发热量均很高，可达量

33、均很高，可达35000-54400kJ35000-54400kJm3m3。人工气体燃料：高炉煤气、焦炉煤气、人工气体燃料：高炉煤气、焦炉煤气、发生炉生炉煤气和液化石油气。煤气和液化石油气。燃油和燃气的特性燃油和燃气的特性气体燃料气体燃料通常以各种气体的容积百分数来表示其成分通常以各种气体的容积百分数来表示其成分1.1.某某锅炉燃用煤种的空气干燥基成分炉燃用煤种的空气干燥基成分为：Cad=60.5%Cad=60.5%；Had=4.2%Had=4.2%；Sad=0.8%Sad=0.8%；Aad=25.5%Aad=25.5%；Mad=2.1%Mad=2.1%；和；和风干水分干水分M Mf f=3.5

34、%=3.5%；试计算上述各种成分的收到基含量。算上述各种成分的收到基含量。2.2.若已知若已知风干水分干水分M Mf f和空气干燥基水分和空气干燥基水分MadMad，试推推导收到基收到基水分水分MarMar的的计算式：算式：3.3.某种煤收到基含碳量某种煤收到基含碳量为4141。由于受外界条件的影响，。由于受外界条件的影响，其收到基水分由其收到基水分由1515减少到减少到1010，收到基灰分由，收到基灰分由2525增加到增加到3535，试求其水分和灰分求其水分和灰分变化后的收到基含碳量（要求先推化后的收到基含碳量（要求先推导换算公式，后算公式，后计算）。算）。作业作业61复习思考题复习思考题1

35、.1.煤的元素分析与工煤的元素分析与工业分析成分是什么？分析成分是什么？挥发分、水分及灰分分、水分及灰分对锅炉工作有什么影响？炉工作有什么影响？2.2.煤的高、低位煤的高、低位发热量的定量的定义及其关系。及其关系。第三章第三章 燃料燃燃料燃烧计算和算和 锅炉机炉机组热平衡平衡v 燃料的燃燃料的燃烧计算算v 烟气分析烟气分析v 空气和烟气的空气和烟气的焓v 锅炉机炉机组的的热平衡平衡v 习题 理理论工况工况 燃料在没有燃料在没有过剩空气的情况下完全燃剩空气的情况下完全燃烧 燃燃烧产物（烟气）物（烟气）组成成分成成分 COCO2 2、SOSO2 2、N N2 2和和H H2 2O O 理理论烟气量

36、烟气量 设计工况工况 实际送入的空气量大于理送入的空气量大于理论空气量，以保空气量，以保证燃料完全燃燃料完全燃烧 燃燃烧产物（烟气）物（烟气）组成成分成成分 COCO2 2、SOSO2 2、N N2 2、H H2 2O O和剩和剩余余O O2 2 实际烟气量烟气量 V Vy y 燃料的燃烧计算燃料的燃烧计算燃料的燃烧工况燃料的燃烧工况64 实际工况工况 实际送入的空气量大于理送入的空气量大于理论空气量，但空气量，但为不完全燃不完全燃烧 燃燃烧产物（烟气）物（烟气）组成成分成成分 COCO2 2、SOSO2 2、N N2 2、H H2 2O O、剩余剩余O O2 2 和和未完全燃未完全燃烧气体气

37、体COCO 实际烟气量烟气量 V Vy y 燃料的燃烧计算燃料的燃烧计算燃料的燃烧工况燃料的燃烧工况 燃燃烧计算的物理模型算的物理模型 以以1kg1kg燃料燃料为计算基算基础 所有气体均所有气体均视为理想气体（理想气体（22.4Nm22.4Nm3 3/kmol/kmol）假定完全燃假定完全燃烧 略略去去空空气气中中的的稀稀有有成成分分，认为空空气气只只由由N N2 2和和O O2 2组成，且二者容成，且二者容积比比为7979：2121燃料的燃烧计算燃料的燃烧计算燃烧过程的化学反应燃烧过程的化学反应 三种可燃元素（三种可燃元素（C C、H H、S S）完全燃）完全燃烧反反应方程式方程式 C+OC

38、+O2 2 COCO2 2 2H2H2 2+O+O2 2 2H 2H2 2O O S+OS+O2 2 SO SO2 2 燃料的燃烧计算燃料的燃烧计算 煤中可燃元素的燃煤中可燃元素的燃烧反反应是燃是燃烧计算的基算的基础，1kg1kg收到基燃料包括收到基燃料包括 KgKg的碳、的碳、kgkg的的氢、kgkg的硫的硫 燃烧过程的化学反应燃烧过程的化学反应 三种可燃元素（三种可燃元素（C C、H H、S S）完全燃）完全燃烧反反应方程式方程式 12 kg C +22.4 Nm12 kg C +22.4 Nm3 3 O O2 2 22.4 Nm22.4 Nm3 3 COCO2 2 41.008 kg 4

39、1.008 kg H H2 2+22.4 Nm+22.4 Nm3 3 O O2 2 2 22.4 Nm 2 22.4 Nm3 3 H H2 2O O 32 kg S +22.4 Nm 32 kg S +22.4 Nm3 3 O O2 2 22.4 Nm 22.4 Nm3 3 SO SO2 2 1kg1kg C+C+1.866 Nm1.866 Nm3 3 O O2 2 1.866 Nm1.866 Nm3 3 COCO2 2 1kg H+1kg H+5.56 Nm5.56 Nm3 3 O O2 2 11.1 Nm11.1 Nm3 3 H H2 2O O 1kg S+1kg S+0.7 Nm0.7

40、Nm3 3 O O2 2 0.7 Nm 0.7 Nm3 3 SOSO2 2燃料的燃烧计算燃料的燃烧计算 理理论空气量空气量 V V0 0 1kg 1kg 燃料完全燃燃料完全燃烧时所需要的最所需要的最少空气量少空气量(无剩余氧无剩余氧)。实际空气量空气量 V Vk k 式中式中 、分分别为烟气烟气侧和空气和空气侧的的过量空量空气系数气系数 燃料的燃烧计算燃料的燃烧计算燃烧所需要的空气量燃烧所需要的空气量)8/(265.00889.0arararOHR-+=燃料的燃烧计算燃料的燃烧计算过量空气系数过量空气系数与漏风系数与漏风系数 为炉膛出口处过量为炉膛出口处过量空气系数，表征炉内燃空气系数，表征炉

41、内燃烧状况的重要物理量，烧状况的重要物理量，在推荐值范围内选取。在推荐值范围内选取。70燃料的燃烧计算燃料的燃烧计算过量空气系数过量空气系数与漏风系数与漏风系数71 理理论烟气量烟气量 =1=1、完全燃、完全燃烧：O O2 2=0=0；CO=0CO=0燃料的燃烧计算燃料的燃烧计算燃烧产生的烟气量燃烧产生的烟气量 1kg C+1kg C+1.866 Nm3 O1.866 Nm3 O2 2 1.866 Nm3 CO1.866 Nm3 CO2 2 1kg H+1kg H+5.55 Nm35.55 Nm3 O O2 2 11.1 Nm3 H11.1 Nm3 H2 2O O 1kg S+1kg S+0.

42、7 Nm3 O0.7 Nm3 O2 2 0.7 Nm3 SO 0.7 Nm3 SO2 2理理论空气空气带入的水蒸气入的水蒸气:=1.241.2930.01V=1.241.2930.01V0 0=0.0161V=0.0161V0 0 实际烟气量烟气量 11、完全燃、完全燃烧：O O2 2 0 0；CO=0CO=0 燃料的燃烧计算燃料的燃烧计算燃烧产生的烟气量燃烧产生的烟气量 实际烟气量烟气量 11、不完全燃、不完全燃烧：O O2 2 0 0；CO CO 0 0 燃料的燃烧计算燃料的燃烧计算燃烧产生的烟气量燃烧产生的烟气量 1kg C+1kg C+1.866 Nm3 O1.866 Nm3 O2 2

43、 1.866 Nm3 CO1.866 Nm3 CO2 2 1kg C+1kg C+0.933 Nm30.933 Nm3 O O2 2 1.866 Nm3 CO1.866 Nm3 CO 燃料的燃烧计算燃料的燃烧计算不完全燃烧时烟气中氧的体积不完全燃烧时烟气中氧的体积75三原子气体、水蒸气的容积份额与分压力三原子气体、水蒸气的容积份额与分压力 1)1)容积份额容积份额 2)2)分压力分压力 飞灰浓度：飞灰浓度：每千克烟气中的飞灰质量。每千克烟气中的飞灰质量。烟气携带出炉膛的飞灰占总灰分的质量份额。烟气携带出炉膛的飞灰占总灰分的质量份额。烟气的质量烟气的质量:m my y=1-Aar/100+(1+

44、d=1-Aar/100+(1+dk k)V)V0 0 =1-Aar/100+(1+0.01)1.293V =1-Aar/100+(1+0.01)1.293V0 0 =1-Aar/100+1.306V =1-Aar/100+1.306V0 0 燃料燃料 灰渣灰渣 炉膛空气炉膛空气燃料的燃烧计算燃料的燃烧计算影响锅炉辐射换热的几个参数影响锅炉辐射换热的几个参数76 烟气分析烟气分析是以是以1kg1kg燃料燃燃料燃烧生成的干烟气容生成的干烟气容积为基基础，采用，采用奥氏烟气分析奥氏烟气分析仪进行的。行的。烟气分析烟气分析可得到可得到 在干烟气在干烟气V Vgygy中所占的容中所占的容积百分比百分比烟

45、气分析烟气分析烟气分析成分烟气分析成分 工作原理工作原理:利用不同的吸利用不同的吸收收剂吸收不同的气体成分吸收不同的气体成分 1 1瓶：瓶：氢氧化氧化钾溶液溶液KOHKOHRORO2 2 2 2瓶：焦性没食子酸溶液瓶：焦性没食子酸溶液C C6 6H H3 3(OH)(OH)3 3O O2 2、RORO2 2 3 3瓶：瓶：氯化化亚铜氨溶液氨溶液Cu(NHCu(NH3 3)2 2ClClCOCO、O O2 2 分析步分析步骤:依次吸收依次吸收 为什么分析成分是干烟气什么分析成分是干烟气成分？成分？在在实验压力下水蒸气力下水蒸气处于于饱和状和状态,成比例的被成比例的被吸收吸收烟气分析烟气分析奥氏烟

46、气分析仪奥氏烟气分析仪奥氏烟气分析仪示意图奥氏烟气分析仪示意图1 1，2 2，33吸收瓶；吸收瓶；44疏形瓶；疏形瓶；5 5，6 6，77旋塞；旋塞；88过滤器；过滤器；99三通旋塞；三通旋塞；1010量管；量管；1111平衡瓶（水准瓶）；平衡瓶（水准瓶）；1212水套管；水套管；1313，1414，1515缓冲瓶；缓冲瓶；1616抽气抽气78 烟气容烟气容积 干烟气容干烟气容积烟气分析烟气分析干烟气容积的计算干烟气容积的计算 不完全燃不完全燃烧方程式方程式 式中式中 为燃料特性系数，其燃料特性系数，其物理意物理意义：燃料中：燃料中的自由的自由氢(H-0.125Oar)(H-0.125Oar)

47、与与C C的比的比值。烟气分析烟气分析燃烧方程式燃烧方程式推推导过程程=1=1、且完全燃、且完全燃烧：CO=0CO=0，O O2 2=0 =0 完全燃完全燃烧方程式：方程式：l l、且完全燃、且完全燃烧：CO=0 CO=0 烟气分析烟气分析燃烧方程式燃烧方程式81 过量空气系数量空气系数 完全燃完全燃烧且不且不计烟气分析烟气分析运行中过量空气系数的确定运行中过量空气系数的确定 过量空气系数量空气系数 不完全燃不完全燃烧推推导过程程推推导过程程82燃料的燃烧计算燃料的燃烧计算不完全燃烧时的过量空气系数不完全燃烧时的过量空气系数83燃料的燃烧计算燃料的燃烧计算不完全燃烧时的过量空气系数不完全燃烧时

48、的过量空气系数84燃料的燃烧计算燃料的燃烧计算完全燃烧时的过量空气系数完全燃烧时的过量空气系数85燃料的燃烧计算燃料的燃烧计算完全燃烧时的过量空气系数完全燃烧时的过量空气系数86燃料的燃烧计算燃料的燃烧计算燃烧方程式的推导燃烧方程式的推导87燃料的燃烧计算燃料的燃烧计算燃烧方程式的推导燃烧方程式的推导88 空气和烟气的空气和烟气的焓 定定压条件下，条件下，1kg1kg燃料燃燃料燃烧所需的空气或生成的烟气在从所需的空气或生成的烟气在从0 0（）加）加热到到 （）时所需要的所需要的热量，量，单位位为kJ/kgkJ/kg。空气和烟气的焓空气和烟气的焓空气的焓值空气的焓值 理理论空气空气焓 实际空气空

49、气焓89空气和烟气的焓空气和烟气的焓烟气的焓值烟气的焓值 理理论烟气烟气焓 实际烟气烟气焓 飞灰灰焓 烟气的烟气的焓值 取决于取决于燃料种燃料种类、过量空气系数及量空气系数及烟气温度烟气温度 由（由（、）查焓温表可很快确定烟气温度温表可很快确定烟气温度 ；由（由（、）查表可很快确定烟气表可很快确定烟气焓 焓温表温表 对给定的燃料和各受定的燃料和各受热面前、后的面前、后的过量空气系数，量空气系数，计算出算出该受受热面面对应烟气温度范烟气温度范围内的烟气内的烟气焓，制成的烟气，制成的烟气焓温表。温表。空气和烟气的焓空气和烟气的焓焓 温温 表表91 q qi i=Q=Qi i /Q /Qr r 10

50、0%100%式中式中 输入热量输入热量 Q Q1 1 有效利用热有效利用热 Q Q2 2 排烟热损失排烟热损失 Q Q3 3 气体未完全燃烧热损失气体未完全燃烧热损失 Q Q4 4 固体未完全燃烧热损失固体未完全燃烧热损失 Q Q5 5 散热损失散热损失 Q Q6 6 其他热损失其他热损失锅炉热平衡锅炉热平衡锅炉热平衡方程式锅炉热平衡方程式 对于于燃燃煤煤锅炉炉，若若燃燃料料和和空空气气没没有有利利用用外外界界热量量进行行预热，且燃煤水分，且燃煤水分满足足则 式中式中 燃料的物理燃料的物理显热；外来外来热源加源加热空气空气时带入的入的热量；量；雾化燃油所用蒸汽化燃油所用蒸汽带入的入的热量量锅炉