燃料与燃烧设备《建筑设备热源与冷源》

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1、单元3燃料与燃烧 设备目 录燃料的种类与特征1燃料的燃烧过程及燃烧条件2锅炉的燃烧设备333.1燃料的种类与特征固体燃料包括煤、木柴、木炭、焦炭和甘蔗。目前供热锅炉燃用的固体燃料主要是煤。煤是由远古植物残骸没入水中,又被地层覆盖经地质化学作用而形成的有机生物岩,是一种有机化合物和无机化合物的复杂混合物。按煤的煤化程度不同分为褐煤、烟煤、贫煤和无烟煤四类。3.1.1固体燃料褐煤因外观呈棕褐色而得名。由于它的煤化程度较低,发热量不高,一般在1150~2100kJ/kg。褐煤质地松脆,易风化,易自燃,难以贮存,也不宜远运,属于地方性低质煤。我国褐

2、煤储量不多,主要产于东北、西南等地区。3.1燃料的种类与特征3.1.1.1褐煤烟煤的碳含量高,易于着火和燃烧,而且灰分和水分含量一般较少,其发热量较高。烟煤呈黑色,质地松软,具有一定光泽,燃烧时多烟。它是自然界中分布最广泛和品种最多的煤种。我国煤炭按煤的干燥无灰基挥发分中Vdaf的含量和焦结性划分为10大类,除无烟煤和褐煤外的8个品种统称为烟煤。其中优质烟煤焦结性强,是焦化工业的主要原料,多用于冶金。对于含较多灰分、较多水分的烟煤,以及在烟煤精选过程中得到的洗中煤和泥煤等是劣质烟煤,常用作锅炉燃料。我国烟煤储量丰富,产地遍布全国,开滦、抚顺

3、、大同、淮南平朔、阜新和义乌等许多煤矿都盛产优质烟煤。3.1燃料的种类与特征3.1.1.2烟煤在锅炉行业中,将烟煤的8个品种中的贫煤和挥发分相近于贫煤的瘦煤归为一类,合称贫煤。贫煤的煤化程度低于无烟煤,与烟煤相比,贫煤较难着火和燃烧,燃烧时火焰短,焦结性差,发热量介于无烟煤和一般烟煤之间。3.1燃料的种类与特征3.1.1.3贫煤无烟煤俗称白煤,是煤化程度最高的煤种。它的挥发分含量很少,碳含量高,所以着火相当困难,且不容易燃尽烧透。无烟煤燃烧时无烟,只有很短的青蓝色火焰,其焦渣呈粉末状,无粘结性。因碳含量高,内部杂质和外部杂质又少,发热量一般

4、都比较高,大多Qnet,ar=20930~25120kJ/kg,但由于氢含量较少,其发热量比部分优质烟煤要低。3.1燃料的种类与特征3.1.1.4无烟煤无烟煤呈灰黑色,具有金属光泽,质地坚硬,不易研磨。它贮存时稳定,不易自燃。我国无烟煤储量仅次于烟煤,主要产地在华北、西北和中南地区,如京西、阳泉、晋城、焦作和金竹山等地。除了以上主要煤种外,我国用作锅炉燃料的还有油页岩、泥煤、煤矸石和石煤等。3.1燃料的种类与特征锅炉常用的液体燃料有重油、渣油和轻柴油三类。燃油的特点是碳和氢的含量较高,水分含量较少,所以发热量很高,通常规定发热量为40600

5、~43100kJ/kg。柴油一般用于中小型供热锅炉、生活锅炉以及大型锅炉的点火和稳定燃烧,重油则大多用于电站锅炉。3.1燃料的种类与特征3.1.2液体燃料柴油是一种密度较小的燃料油,黏度小,流动性好,雾化不用预热,可用直接点火方式启动锅炉,柴油含硫量较小,对环境污染也小。但它容易挥发,发生火灾的可能性和危险性大。目前,小型锅炉燃用柴油的日趋增多,通常用的是D号轻柴油。锅炉设计用代表性0号轻柴油的油值资料列于表3.1(见P23)。3.1燃料的种类与特征3.1.2.1柴油重油是石油炼制加工工艺中提取轻质馏分——汽油、煤油和柴油后的重质馏分和残透

6、的总称。重油的成分与煤一样,是由碳、氢、氧、硫和灰分、水分组成。它的主要成分是碳和氢,灰分、水分含量很少。其发热量高而稳定,对环境污染小,属于一种清洁型燃料。3.1燃料的种类与特征3.1.2.2重油重油常用作锅炉燃料,氢含量多,发热量高,极易着火与燃烧,而且可以方便地实现管道输送,便于运行调节,贮存和管理都较简便。锅炉燃用的重油,一般是由常压重油、减压重油和裂化重油等按一定比例调和制成。重油按其在50℃时的恩氏黏度E50分为20、60、100和200四个牌号,20号重油适用于较小油喷嘴(30kg/h以下)的燃油炉;60号燃油用在中等喷嘴的燃

7、油炉上;100号和200号燃油用在具有预热设备的大型喷嘴的锅炉上。3.1燃料的种类与特征渣油是石油炼制过程中得到的残余物,它的主要成分是高分子烃类和胶状物质,可直接用作燃料使用。渣油的黏度较大,加热到一定温度就能流动,其贮存、输送及管理都很方便。表3.1(见P23)为目前我国设计用代表性燃油品种的油值资料。3.1燃料的种类与特征3.1.2.3渣油锅炉用的气体燃料主要有天然气、高炉煤气、焦炉煤气和城市煤气。天然气一般分为两类:从天然气田开采出来的,称为干天然气;在石油产区与石油产品一起开采出来的天然气,含有石油蒸气的,称为伴生天然气。天然气主

8、要成分是甲烷,体积份数可达65%~99%,其次为乙烷等饱和碳氢化合物,还有重碳氢化合物,少量硫化氢及惰性气体等。天然气发热量较高,标准状态下的低位发热量为36000~42000k

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