锅炉部分第二章燃烧系统课件.ppt

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1、——第二章燃烧系统及其设备电厂热力设备及运行自动化工程学院陈立军主要内容燃料及燃烧制粉系统及其设备锅炉机组的热平衡燃烧设备辅助设备第一节燃料及燃烧一、锅炉燃料核燃料和有机燃料，其中有机燃料又可分为：固体燃料、液体燃料和气体燃料。固体燃料主要以煤为主，锅炉燃用的燃料亦称为动力燃料。（一）煤的成分及其性质煤是由多种有机物质和无机物质混合组成的复杂的固体碳氢燃料。其化学组成和结构十分复杂，一般通过元素分析和工业分析来确定煤中各组成成分的含量。其中元素分析用于设计计算等，工业分析比较简单且能反应燃烧特性。1、煤的元素分析成分包括：碳、氢、氧、氮、硫、灰分和水分。（1）碳含量最多（

2、20-70%）可燃、发热量较大，每kg纯碳的发热量为32.866×10³KJ/kg。碳一部分与氢、氧、氮和硫结合成有机化合物，称为挥发性碳，其燃点较低；而其余呈单质状态的称为固定碳，其燃点较高，不容易着火和燃尽。煤的地质年代越长，碳化程度越深，含碳量越高。（2）氢发热量最高的物质，但含量较少（2-6%，以碳氢化合物存在。氢的燃点低，容易着火，完全燃烧时纯氢的发热量143.11×103KJ/kg，扣除水的汽化热还有120.52×103KJ/kg；（3）氧不可燃物质，可视为杂质。含量变化很大，年代久其含量较少（1-2%），年代浅的含量多达40%；（4）氮不可燃物质，其含量也较

3、少（0.5-2.5%），煤中的氮在高温条件下易生成污染大气的NOx，被视为有害元素；（5）硫虽然在燃烧时也放出热量，但其燃烧产物SO2和SO3会造成锅炉金属的腐蚀并污染大气，也是有害元素，一般不超过2%，但个别高达8-10%；常以三种形式存在，即有机硫、硫化铁硫、硫酸盐硫，前两种可燃称为可燃硫，后一种归入灰分称为固定硫。（6）灰分不可燃物质。不仅使燃料的发热量减少，而且影响着火和燃烬，也是造成受热面积灰、结渣、磨损的主要因素。变化很大，少则4-5%，多达60-70%。（7）水分使炉内温度下降，影响燃料着火，增大排烟热损失，加剧尾部受热面的腐蚀和堵灰。少则2%，多达50-6

4、0%。2、工业分析测定煤中水分、挥发分、固定碳和灰分等四种成分的质量百分数；既能反映燃烧方面的某些特性，以便正确地进行燃烧调整，改善燃烧工况，提高运行经济性；又是我国电厂用煤分类的重要依据；在实验室中，按煤的燃烧过程来测定。（1）水分(W)实际应用状态下的煤中所含水分，称为全水分，由外在水分（表面水分）和内在水分（固有水分），两部分组成；外在水分（Mf）原煤试样在(20±1)℃、相对湿度为（65士1)％的空气中自然风干后失去的水分；内在水分（Winh）失去了外在水分后所剩余的水分，需在较高温度下才能从煤样中除掉。全水分的测定方法是：将原煤试样置于105-110℃的烘箱内约

5、2h，使之干燥至恒重，其所失去的水分即为全水分。（2）挥发分(V)失去水分的煤样置于隔绝空气的环境中，加热至一定温度时，煤中有机物质分解而析出的气体。主要由各种碳氢化合物、氢、一氧化碳、甲烷、硫化氢等可燃气体及少量的氧、二氧化碳、氮等不可燃气体组成；挥发分并不是以固有的形态存在于煤中，而是煤被加热分解后析出的产物。不同碳化程度的煤，挥发分析出的温度和数量不同；碳化程度浅的煤，析出的温度就低；相同的加热时间内，析出的数量随煤的碳化程度的提高而减少。挥发分析出除决定于煤的性质外，还受加热条件的影响，温度愈高、时间愈长，则析出的挥发分越多；将失去水分的煤样，在(900±10)℃

6、下，隔绝空气加热7min,试样所失去的质量占原煤试徉质量的百分数。不同种类的煤，挥发分燃烧时放出的热量相差很大，低的只有17000kJ/kg，高的可达71000kJ/kg。一般含氧量高、碳化程度低的煤，其挥发分的发热量就比较低。挥发分是煤的重要成分特性．是人们对煤进行分类的主要依据。同时挥发分对炉膛结构、燃烧器型式、受热面的布置及煤的着火、燃烧调整都有很大的影响。挥发分可燃物，着火温度较低，着火容易，燃烧迅速。挥发分多则固定碳含量便少，使煤易于燃烧完全。一则大量挥发分析出，其着火燃烧后可放出大量热量，有助于固定碳的迅速着火和燃烧；二则挥发分是从煤的内部析出的，析出后使煤具

7、有孔隙性，挥发分愈多，煤的孔隙愈多愈大，使煤和空气的接触面增大，即增大了反应表面积，使反应速度加快，也使煤易于燃烧完全。（3）固定碳（Fc）和灰分(A）除掉水分、挥发分之后剩余的固体物质称为焦炭，由固定碳和灰分组成。焦炭的黏结性与强度称为煤的焦结性，它是煤的重要特性指标之一。煤的焦结性对燃烧过程影响较大，尤其是层燃炉。把焦炭放在电炉内，在(815±10)℃的温度下灼烧2h，固定碳基本烧尽，剩余的部分就是灰分，其所占原煤试样质量的百分数，即为该煤的灰分含量，据此也就可以推算出该煤的固定碳的含量。（二）煤的成分分析基准煤中的成分以