锅炉原理第2章燃料.ppt
1,第二章燃料,2,1.定义,第一节燃料概述,为了取得热量而使之燃烧的工质,德米特里伊万诺维奇门捷列夫,锅炉设计：炉型、整体结构与布置锅炉运行：稳定性、结渣、积灰等辅机选型,2.重要性,3,3.分类,第一节燃料概述,分类1：物态和获得方法,动力燃料工艺燃料,分类2：用途,4,1.固体燃料,生物质原煤页岩煤矸石,天然,第二节锅炉用燃料,煤粉焦炭型煤,人工,垃圾污泥,人工？,天然？,5,2.液体燃料,原油,天然,第二节锅炉用燃料,柴油重油,人工,水煤浆,液体？,固体？,6,3.气体燃料,天然气煤层气,天然,第二节锅炉用燃料,高炉煤气焦炉煤气发生炉煤气水煤气液化石油气,人工,7,第三节煤的成分,碳（C）(有机碳游离碳)随煤种变化(5090%)，主要发热元素，发热量32.7MJ/kg,氢（H）（有机物）含量16%，发热量大，发热量120MJ/kg，,氧（O）（有机物）含量随煤种变化大（140%），助燃,氮（N）（有机物）含量0.52.5%，几乎不燃，少量生成NOx，有害,1.煤的元素分析成分（ultimate，技术分析）,不完全燃烧时9282kJ/kg,固定碳,8,第三节煤的成分,硫（S）(有机硫硫铁矿硫酸盐)含量不固定（2%）；有机硫、硫铁矿硫发热量9.0MJ/kg有害（低温腐蚀），,灰（A）（金属氧化物、非金属氧化物、盐类）常量元素（0.5%）：铝、硅、铁、钙少量元素（0.020.5%）：钾、镁、钠、钛微量元素（0.02）：影响燃烧方式，不利（结渣、积灰影响传热、磨损）,9,第三节煤的成分,水（M）含量随煤种变化很大外在水分（表面水分）：附着、润湿表面和煤粒大孔内在水分：吸附、凝聚煤粒小孔结晶水分：石膏、高岭土影响着火，带走潜热，低温腐蚀,10,第三节煤的成分,元素分析的意义计算发热量 燃烧所需空气量计算燃烧产物组成,可燃元素不可燃元素,内部杂质O、N 外部杂质M（内、外）、A,C、H、S,元素分析,11,第三节煤的成分,水（M）规定条件下（105110），保持一段时间失去的重量,2.煤的工业分析成分（proximate，实用分析）,挥发分（V）规定条件（隔绝空气，900），保持一段时间失去的重量组成：可燃（CmHn，H2，CO，HS）不可燃（O2，CO2，N2）重要指标：煤炭分类、着火与燃烧，含量随煤种变化很大,煤的地质年龄，Volatile,12,第三节煤的成分,固定碳和灰分（FCA）失去水分和挥发分形成的物质?,焦炭,焦炭燃烧后失去的重量固定碳剩余的重量灰分,13,第三节煤的成分,工业分析的意义估算发热量 煤基本性质,可燃成分不可燃成分,灰分 水分,挥发分固定碳,工业分析,焦炭,14,第三节煤的成分,收到基（应用基、工作基）Car+Har+Oar+Nar+Sar+Aar+Mar=100%,3.煤的元素分析成分计算基准（计算条件：4种）,空气干燥基（分析基）Cad+Had+Oad+Nad+Sad+Aad+Mad=100%,干燥基 Cd+Hd+Od+Nd+Sd+Ad=100%,干燥无灰基（可燃基）Cdaf+Hdaf+Odaf+Ndaf+Sdaf=100%,炉前煤,自然干燥,去除全部水分,去除全部水分灰分,15,第三节煤的成分,4.新旧基准的对比,16,第三节煤的成分,5.各种基准之间的换算,原则：质量守恒,换算：已知收到基，求干燥无灰基,设收到基煤的质量为P，变为干燥无灰基煤的质量为Q，则P（Mar/100Aar/100）PQP（Car/100）Q（Cdaf/100）Cdaf（100/（100MarAar）Car,核算：校核100,17,第三节煤的成分,6.元素分析和工业分析的关系 以及各种基准的关系,元素分析,工业分析,元素分析仪繁科研机构,马弗炉加热干燥易电厂,18,第三节煤的成分,7.燃料分析,取样：商品煤样采取方法GB475,制样：煤样的制备方法GB474,分析：煤的元素分析方法GB476 煤的工业分析方法GB/T212,煤中全水分的测定方法GB/T211煤的发热量测定方法GB/T213煤中全硫的测定方法GB/T214,四分法,19,第四节煤的发热量和灰的熔融性,（1）定义 单位质量的燃料完全燃烧时所放出的热量。,1.煤的发热量,（2）高位发热量与低位发热量,高位发热量：包括烟气中的水蒸汽潜热的发热量 低位发热量：不包括,kJ/kg,燃料中的氢,潜热r2500kJ/kg,换算,20,第四节煤的发热量和灰的熔融性,（3）不同基准发热量间的换算,同基准高位和低位发热量间的换算,不同基准高位发热量间的换算,不同基准低位发热量间的换算,Qar，net,Qdaf，net,Qar，gr,Qdaf，gr,换算系数,？,同基高低位,不同基高位,21,第四节煤的发热量和灰的熔融性,（4）发热量的确定,实验氧弹量热计 计算（估算）,kJ/kg,按元素成分估算,kcal/kg,按工业成分估算,Vdaf10,Vdaf37,22,第四节煤的发热量和灰的熔融性,（2）煤的折算成分（对于S、A、M）,Mar,red8%,2.与煤发热量有关的概念,（1）标准煤,发热量为29271kJ/kg（7000kcal/kg）,Sar,red0.2%,Aar,red4%,reduced,高硫煤,高灰煤,高水煤,1cal=4.1868J 国际蒸汽表卡1cal=4.184J 热化学卡（与水的比热无关）1cal=4.1855J 15卡（水14.515.5）1cal=4.1816J 20卡,第四节煤的发热量和灰的熔融性,实验测定加热观察,（1）测定,3.灰的熔融性,（2）表示,3个特征温度,t1 变形温度（DT）,t2 软化温度（ST）,t3 熔化温度（FT）,24,第四节煤的发热量和灰的熔融性,t2 软化温度（ST）,大于1350,小于1200,难结渣煤,易结渣煤,经验公式计算,25,第四节煤的发热量和灰的熔融性,成分,气氛,（3）影响因素,碱金属氧化物、铁氧化物,硅、铝氧化物,硅氧化物/铝氧化物,弱还原气氛（Fe2O3还原FeO）,1550 1420,26,第四节煤的发热量和灰的熔融性,27,第五节煤的分类,1.按原始植物的质料和积聚环境,腐植煤（高等植物遗体在沼泽中形成）,腐泥煤（低等植物遗体在湖泊等形成）,腐植腐泥煤（兼高、低等植物在过度区形成）,2.按技术指标分类,Vdaf干燥无灰基挥发分 G粘结指数（成焦的耐磨性）Y角质层指数（软化点与固化点距离）P透光率（溶于混合酸某波长透光）,28,第五节煤的分类,（2）烟煤,Vdaf1037%，Car4060%，Aar730%，Mar 318%，Qar,net2000030000kJ/kg 民用、锅炉、气化、炼焦 山西大同、太原古交,（1）无烟煤（白煤）,Vdaf 10%，Car 4095%，Aar 525%，Mar，Qar,net 2500032500kJ/kg，着火困难，不结焦 民用、锅炉、合成气、炭素材料 华北、阳泉、潞城、晋城,碳化程度高,29,第五节煤的分类,（3）烟煤（劣质烟煤）,Vdaf 2030%，Mar 和Aar较高，Qar,net1100012500kJ/kg 锅炉 太原西山,（2）烟煤（贫煤）,Vdaf 1020%，着火困难，不结焦 锅炉、气化 太原西山,30,第五节煤的分类,（3）褐煤,Vdaf37%，Car4050%，Aar650%，Mar 2050%，Qar,net1000021000kJ/kg 锅炉 东北、西南，储存困难、长距离运输？,31,第五节煤的分类,（4）泥煤,Vdaf70%，Car，Oar30%，Aar3050%，Mar 4050%，Qar,net800010000kJ/kg 锅炉 西南江浙,32,第五节煤的分类,（6）煤矸石,Aar，Qar,net 40008000kJ/kg 锅炉劣质燃料选煤厂,Vdaf7080%，Aar70%，Qar,net 600011000kJ/kg 锅炉劣质燃料 东北、广东,（5）油页岩,33,第五节煤的分类,3.电站锅炉用煤分类,收到基低位发热量收到基水分干燥基灰分干燥基硫分DTSTFT,五大类和十小类,参考指标,34,第五节煤的分类,3.电站锅炉用煤分类,35,第五节煤的分类,
