第一章 燃料及燃烧计算

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1、2022-6-1沈阳工程学院 王树群 动本091-21第一篇第一篇 燃料与燃烧燃料与燃烧本篇主要内容：本篇主要内容：1.1. 锅炉燃煤的特性、燃料的基本燃烧计算；锅炉燃煤的特性、燃料的基本燃烧计算；2.2. 锅炉热平衡：要求学生建立热平衡的概念，锅炉热平衡：要求学生建立热平衡的概念，掌握锅炉热效率的计算方法；掌握锅炉热效率的计算方法；3.3. 通过讲授锅炉制粉系统、烟风及燃烧系统，通过讲授锅炉制粉系统、烟风及燃烧系统，使学生掌握各个系统的工作过程、工作特使学生掌握各个系统的工作过程、工作特点和设备及系统的工作原理。点和设备及系统的工作原理。2022-6-1沈阳工程学院 王树群 动本091-22

2、第一章燃料及燃烧计算第一章燃料及燃烧计算燃料部分（燃料部分（1-51-5节）主要内容：节）主要内容： 锅炉用燃料有哪些？锅炉用燃料有哪些？ 煤的成分分析方法；煤的成分组成及各成煤的成分分析方法；煤的成分组成及各成分特点；分特点； 煤的分析基准及换算；煤的分析基准及换算； 煤的主要特性：发热量、标准煤、折算成煤的主要特性：发热量、标准煤、折算成分、灰的熔融性；分、灰的熔融性； 煤的分类。煤的分类。2022-6-1沈阳工程学院 王树群 动本091-231.11.1锅炉用燃料锅炉用燃料1.1.燃料：燃烧时能发热的物质。燃料：燃烧时能发热的物质。2.2.分类：分类：物态：固体、液体、气体物态：固体、液

3、体、气体获得方式：人工：木炭、煤粉、汽油等获得方式：人工：木炭、煤粉、汽油等3.3.选择燃料的原则：选择燃料的原则： 不占用其它行业所必须的优质燃料；不占用其它行业所必须的优质燃料；尽可能采用当地燃料；尽可能采用当地燃料；提高燃料使用的经济性；提高燃料使用的经济性；尽可能减少污染；尽可能减少污染；劣质煤：两种含义劣质煤：两种含义. . 一是指水分、灰分或硫分含量较多、发热量较一是指水分、灰分或硫分含量较多、发热量较低，（三高一低）在其低，（三高一低）在其它方面没有多大经济价值的煤。它方面没有多大经济价值的煤。 二是指发热量虽然很高二是指发热量虽然很高, ,但是难于着火燃烧的煤。但是难于着火燃烧

4、的煤。2022-6-1沈阳工程学院 王树群 动本091-241.21.2煤的成分煤的成分一、元素分析和工业分析一、元素分析和工业分析 煤是由有机化合物和无机矿物质等组成的一种复杂物质。煤是由有机化合物和无机矿物质等组成的一种复杂物质。 两种分析方法：元素分析法、工业分析法。两种分析方法：元素分析法、工业分析法。（一）元素分析成分及表示符号（一）元素分析成分及表示符号 碳、氢、氧、氮、硫、灰分、水分碳、氢、氧、氮、硫、灰分、水分M M（二）煤的工业分析及表示符号（二）煤的工业分析及表示符号 水分水分M M、挥发分、挥发分V V、固定碳、固定碳FCFC、灰分、灰分A A2022-6-1沈阳工程学院

5、 王树群 动本091-25二、元素分析成分、碳：主要可燃元素，含量最高，、碳：主要可燃元素，含量最高，5 5。 C+0C+02 2=CO=CO2 2+32700+32700存在形式：存在形式：与氢、氮、硫等结合生成与氢、氮、硫等结合生成挥发性物质；挥发性物质； 单质单质状态，称固定碳（状态，称固定碳（FC).FC). 固定碳越多，煤不易着火，燃烧缓慢，火固定碳越多，煤不易着火，燃烧缓慢，火苗短。苗短。2022-6-1沈阳工程学院 王树群 动本091-26、氢：发热量最高，、氢：发热量最高，3 3, H, H含量越高，越容易着火、燃含量越高，越容易着火、燃烧。烧。 2H2H2 2+O+O2 2=

6、2H=2H2 2O+120000O+1200003 3、氧、氮：含量很少、氧、氮：含量很少 高温下生成氮氧化物高温下生成氮氧化物(NOx(NOx) )，污染大气。，污染大气。4 4、硫：可燃、有害气体，、硫：可燃、有害气体， 1.1.需脱硫需脱硫 S+OS+O2 2=SO=SO2 2+9040+9040有机硫（有机硫（S S0 0）-与与C C、 H H、 O O等结合成复杂的化合物。等结合成复杂的化合物。 黄铁矿硫（黄铁矿硫（FeSFeS2 2)煤种煤种S S元素元素80%80%以黄铁矿形式存在。以黄铁矿形式存在。 硫酸盐硫硫酸盐硫CaSOCaSO4 4、MgSOMgSO4 4、FeSOFe

7、SO4 4等，不能燃烧，归入灰分等，不能燃烧，归入灰分中。中。2022-6-1沈阳工程学院 王树群 动本091-27、水分：主要不可燃成分，。、水分：主要不可燃成分，。 全水分全水分 MtMt 表面水分（外在水分）表面水分（外在水分）M Mf f通过自然干燥可除去的水分。通过自然干燥可除去的水分。 固有水分（内在水分）固有水分（内在水分）MinhMinh原煤失去外在水分后剩余原煤失去外在水分后剩余的水分。的水分。 需要在较高温度下（需要在较高温度下（105-110105-110，加热，加热1.5-21.5-2小时）才能从小时）才能从煤样中除去。煤样中除去。、灰分：、灰分： 将煤样在空气中加热到

8、将煤样在空气中加热到8008002525，灼烧，灼烧2h2h后的剩余物就后的剩余物就是灰分。是灰分。 煤中不可燃物质统称灰分。煤中不可燃物质统称灰分。101050%50%。2022-6-1沈阳工程学院 王树群 动本091-28三、工业分析成分三、工业分析成分 水分（水分（M M）、挥发分）、挥发分(V)(V)、固定碳、固定碳(FC)(FC)、灰分、灰分(A)(A) 1 1、全水分、全水分 MtMt 表面水分（外在水分）表面水分（外在水分）M Mf f通过自然干燥可除通过自然干燥可除去的水分。去的水分。 固有水分（内在水分）固有水分（内在水分）MinhMinh原煤失去外在水原煤失去外在水分后剩余

9、的水分。分后剩余的水分。 需要在较高温度下（需要在较高温度下（105-110105-110，加热，加热1.5-21.5-2小时）小时）才能从煤样中除去。才能从煤样中除去。2022-6-1沈阳工程学院 王树群 动本091-292 2、挥发分：失去水分的煤在隔绝空气条件下加热到、挥发分：失去水分的煤在隔绝空气条件下加热到9009001010温度时，有机物质会分解成各种气体，温度时，有机物质会分解成各种气体，这些气体成分称挥发分。这些气体成分称挥发分。）组成：可燃气体）组成：可燃气体(CmHn(CmHn、H H2 2、 CO HCO H2 2S S等等) )、不可燃气体不可燃气体(CO(CO2 2等

10、等) )。）特点：自身容易着火燃烧；且能促进焦）特点：自身容易着火燃烧；且能促进焦炭的燃烧。炭的燃烧。）作用：燃烧的重要特性、煤分类的依据。）作用：燃烧的重要特性、煤分类的依据。2022-6-1沈阳工程学院 王树群 动本091-2103 3、固定碳（、固定碳（FCFC）和灰分（）和灰分（A)A) 挥发分析出后剩下的物质称焦炭。挥发分析出后剩下的物质称焦炭。 焦炭固定碳灰分焦炭固定碳灰分 将煤样在空气中加热到将煤样在空气中加热到8158151010，灼烧，灼烧2h2h后的剩余物就是灰分。后的剩余物就是灰分。2022-6-1沈阳工程学院 王树群 动本091-211四、煤中成分对锅炉工作的影响四、煤

11、中成分对锅炉工作的影响1 1、硫分、硫分危害：）危害：）3 3+ +生成生成硫酸，造成低温腐蚀；硫酸，造成低温腐蚀； 2 2）污染大气；）污染大气； 3 3）硫化铁导致磨煤机磨损。）硫化铁导致磨煤机磨损。2022-6-1沈阳工程学院 王树群 动本091-2122 2、灰分、灰分危害：）可燃元素减少，发热量降低；危害：）可燃元素减少，发热量降低；）阻碍可燃质与氧接触，影响燃烧、燃尽）阻碍可燃质与氧接触，影响燃烧、燃尽；）受热面积灰、结渣，影响传热）受热面积灰、结渣，影响传热； ）烟气中飞灰引起设备磨损、腐蚀，降低使用寿命；）烟气中飞灰引起设备磨损、腐蚀，降低使用寿命；）增加灰渣物理热损失；）增加