第二讲锅炉燃烧理论基础

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1、库车二期锅炉设备及运行主讲人：黄丹主要内容课题一：电站锅炉基本知识课题二：燃料分析及燃烧理论基础课题三：锅炉燃烧设备及运行课题四：蒸发设备、蒸汽净化设备及其运行课题五：过热器与再热器及其运行课题六：省煤器与空预器及其运行课题七：锅炉主要辅机及其运行课题二：燃料分析及燃烧理论基础一、煤的分析（一）煤的元素分析（二）煤的工业分析（三）煤的成分的折算基准（四）煤的特性指标及分类二、煤的燃烧理论（一）煤的反应及过量空气系数（二）多相燃烧理论（三）煤粉气流的燃烧三、锅炉热平衡一、煤的分析：元素分析、工业分析。（一）煤的元素分析1、定义：煤的元素分析——测定煤中所含主要化学元素（C、H、O、N、S

2、）的质量百分数。2.组成：煤的元素分析包括碳（C）、氢（H）、氧（O）、氮（N）、硫（S）。3.各元素的分析：（1）C:煤中最主要、含量最多的可燃物（占可燃物的40-90%）。挥发碳+固定碳少量C与H、O、S相结合成挥发性有机化合物。燃点低燃点高，不易着火和燃尽。（2）H：是煤中发热量最高的物质，但含量较少，一般为3%-6%。（3）O和N：是煤中的不可燃物质，含量也较少。N在高温条件下易生成污染大气的NOX，是煤中的有害物质。（4）S：有害的可燃物。其燃烧产物SO2、SO3会造成锅炉金属的腐蚀并污染大气。采用低NOX燃烧器，炉内低NOX燃烧技术，脱硝装置。采用脱硫装置。（二）煤的工业分

3、析1.定义：煤的工业分析——在一定的实验条件下的煤样，通过分析得出水分、挥发分、固定碳和灰分四种成分的质量百分数。2.各成分分析（1）水分W：外部水分+内部水分=全水分外部水分：附着在煤颗粒表面的水分，在自然干燥下就能除去。内部水分：吸附在煤颗粒内部毛细孔中的水分。需在100℃以上的温度经过一定时间才能除掉。水分对锅炉运行的影响：a.煤的水分使炉内温度下降，影响燃料着火；b.增大排烟热损失；c.加剧尾部受热面的腐蚀和堵灰。（2）挥发分a.定义：挥发分V——煤在一定条件下加热时，由于有机物质分析而析出的气体物质。b.组成：c.挥发分对锅炉运行的影响：挥发分越高，越容易着火，燃烧速度越快，

4、燃烧时的火焰越长。挥发分是煤的重要特性，是煤分类的重要依据。（3）灰分：煤完全燃烧后的固体残余物，是煤中的有害成分。a.降低煤的发热量；b.使煤的着火和燃烧速度减慢；c.使受热面积灰、磨损和渣；d.污染环境；f.增加锅炉热损失。（4）固定碳固定碳：是煤中以单质状态存在的碳。焦碳：煤失去水分、挥发分后的剩余部分。固定碳=焦碳-灰分固定碳是煤中的重要成分，固定碳越高，发热量越高。（三）煤的成分的计算基准1.定义：煤的成分的计算基准——测定煤的成分含量时，煤所处的状态或条件。2.种类（1）收到基（应用基）——含有全水分的煤，以下角标ar表示。ar----asreceived(收到)basis

5、一般，煤的元素分析在收到基下测取。2）空气干燥基（分析基）——失去外部水分的煤，以下角标ad表示。ad----asdry(干燥)basis空气干燥基测出的水分为内部水分。（3）干燥基——失去全水分的煤，以下角标为d。d----drybasis.（4）干燥无灰基（可燃基）——失去全水分和灰分的煤，以下角标为daf.daf----dryash-freebasis.一般，挥发分的测定为干燥无灰基。煤质分析名称符号单位设计煤种校核煤种1收到基碳Car%54.0760.97收到基氢Har%3.904.14收到基氧Oar%11.998.91收到基氮Nar%0.540.91收到基硫St,ar%0.6

6、10.48收到基灰分Aar%18.7917.09全水分Mt%10.17.5空气干燥基水分Mad%1.762.44干燥无灰基挥发份Vdaf%37.5442.37低位发热量Qnet,arMJ/kg20.2623.56可磨指数HGI5753库车二期锅炉设计煤种煤质分析：以上煤质资料中，设计煤种为俄霍布拉克煤矿煤样，校核煤种为库车县伟晔矿业公司克孜库坦煤矿煤样。灰成份分析二氧化硅SiO2%46.4649.50三氧化二铝Al2O3%12.8918.03三氧化二铁Fe2O3%12.138.53氧化钙CaO%10.1312.23氧化镁MgO%1.832.01氧化钾K2O%1.602.46氧化钠Na2

7、O%2.323.71三氧化硫SO3%10.761.40氧化钛TiO2%1.221.53二氧化锰MnO2%0.0160.018（四）煤的特性指标及分类1.煤的发热量①定义：发热量——单位质量的煤完全燃烧所放出的热量，单位KJ/kg.高位发热量Qgr——煤中可燃元素完全燃烧所放出的热量，包括燃烧产生的水蒸汽凝结所放出的汽化潜热。低位发热量Qnet——高位发热量减去水蒸汽的汽化潜热。（煤在锅炉中燃烧实际所得到的热量）库车二期煤的低位发热量：设计煤种：