锅炉及锅炉房设备_02燃料与燃烧计算

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1、能源与燃料 能源是自然环境中存在的，通过人类开发能够能源是自然环境中存在的，通过人类开发能够产生各种能量的物质资源，是人类赖以生存的产生各种能量的物质资源，是人类赖以生存的基础和国民经济发展的动力基础和国民经济发展的动力 根据能量的利用形式和性质分类根据能量的利用形式和性质分类 燃料能源燃料能源以化学能或原子能形式储存于物质中，以化学能或原子能形式储存于物质中，通过燃烧或原子裂、聚变后释放出热能的自然资源。通过燃烧或原子裂、聚变后释放出热能的自然资源。如化石燃料、草木、沼气、核燃料如化石燃料、草木、沼气、核燃料 非燃料能源非燃料能源以光能、机械能或热能形式存在，以光能、机械能或热能形式存在，可

2、以直接利用的能量资源。如太阳能、水能、风能、可以直接利用的能量资源。如太阳能、水能、风能、地热能地热能第二章第二章 燃料与燃烧计算燃料与燃烧计算能源与燃料 一次能源一次能源自然界中不需加工，可直接应用的能自然界中不需加工，可直接应用的能源。煤、原油、天然气、水能、风能、太阳能等源。煤、原油、天然气、水能、风能、太阳能等 非再生能源非再生能源其中矿物燃料和核燃料的生成速度极慢，其中矿物燃料和核燃料的生成速度极慢，而消费速度不断增长，最终会枯竭而消费速度不断增长，最终会枯竭 再生能源再生能源在自然界的物质和能量循环中能够重复生产在自然界的物质和能量循环中能够重复生产的能源，如水能、风能、海洋能、生

3、物质能、太阳能等，的能源，如水能、风能、海洋能、生物质能、太阳能等，能量的消耗速度可与再生速度持平，经久使用而不会枯竭能量的消耗速度可与再生速度持平，经久使用而不会枯竭 二次能源二次能源经由一次能源处理和能量形式转换而经由一次能源处理和能量形式转换而得到的能源。焦炭、重油、煤气、电力、蒸汽等得到的能源。焦炭、重油、煤气、电力、蒸汽等 常规能源常规能源在工农业生产和人类生活消费中在工农业生产和人类生活消费中得到广泛应用的部分得到广泛应用的部分 煤炭、石油、天然气、水力、核裂变等煤炭、石油、天然气、水力、核裂变等 新能源新能源其余的部分其余的部分 太阳能、风能、地热能、海洋能、核聚变能等，受太阳能

4、、风能、地热能、海洋能、核聚变能等，受到现阶段科学技术水平的限制，尚未大规模开发和到现阶段科学技术水平的限制，尚未大规模开发和广泛使用广泛使用能源与燃料中国化石燃料储量及消费结构项目项目煤煤100Mt石油石油100Mt天然气天然气108m3截至截至94年底探明可年底探明可 采储采储量量(中国世界总量中国世界总量）114510438.63313731700141000探明可采储量探明可采储量在世界的排位在世界的排位3101194年一次能源中化石燃年一次能源中化石燃料的消费结构料的消费结构）75.015.71.9 根据中国化石燃料的储量及开采利用的情况，在相当长根据中国化石燃料的储量及开采利用的情

5、况，在相当长的时间内，煤不仅是中国，也是世界上最重要的一次能的时间内，煤不仅是中国，也是世界上最重要的一次能源源第一节 燃料的化学成分 锅炉常用燃料的组成锅炉常用燃料的组成 可燃质可燃质高分子有机化合物高分子有机化合物 惰性质惰性质多种矿物质多种矿物质 燃料的化学成分及含量，可通过两种方法测燃料的化学成分及含量，可通过两种方法测得得 元素分析法元素分析法C H O N S A M 工业分析法工业分析法固定碳固定碳Cgd、挥发分、挥发分V、水分、灰、水分、灰分。广义上还包括煤的发热量、硫分、焦渣特性分。广义上还包括煤的发热量、硫分、焦渣特性及灰的熔点测定及灰的熔点测定碳碳(C)氢氢(H)硫硫(S

6、)氧氧(O)氮氮(N)水分水分(W)灰分灰分(A)基本基本成分成分一、燃料的元素分析成分一、燃料的元素分析成分吸附和凝聚在颗粒内部吸附和凝聚在颗粒内部毛细孔。不易蒸发，毛细孔。不易蒸发，105105110110可烘干可烘干机械附着和润湿在燃机械附着和润湿在燃料颗粒表面及大毛细料颗粒表面及大毛细孔中。易于蒸发孔中。易于蒸发外在水分外在水分(Mf)内在水分内在水分(Minh)对于既定燃料，对于既定燃料，绝对含量不变绝对含量不变随开采、运输、贮存、随开采、运输、贮存、气候等条件变化气候等条件变化碳碳 燃料的主要可燃元素，含量最多燃料的主要可燃元素，含量最多 纯碳完全燃烧生成纯碳完全燃烧生成CO2，放

7、热，放热32866kJkg；不完全燃；不完全燃烧生成烧生成CO，放热，放热9270kJkg 煤的含碳量随煤化程度增高而增加煤的含碳量随煤化程度增高而增加 煤的含碳量愈高，其发热量愈高煤的含碳量愈高，其发热量愈高 纯碳不易着火纯碳不易着火煤化程度越高，发热量越高，越不易着火煤化程度越高，发热量越高，越不易着火氢 燃料另一重要可燃元素，煤中含量不多，液体燃料另一重要可燃元素，煤中含量不多，液体含量较高含量较高 发热量比碳高，约发热量比碳高，约120370kJkg 容易着火燃烧容易着火燃烧 煤化程度愈高，氢含量愈小煤化程度愈高，氢含量愈小 燃烧过程容易析出炭黑而冒黑烟、污染大气燃烧过程容易析出炭黑而

8、冒黑烟、污染大气氧、氮 不可燃，习惯作为可燃成分，使燃料可燃成分不可燃，习惯作为可燃成分，使燃料可燃成分相对减少，发热量降低相对减少，发热量降低 氧随煤化程度加深而减少氧随煤化程度加深而减少 煤中氮含量很少，属于有害元素煤中氮含量很少，属于有害元素 高温条件下，氧化生成高温条件下，氧化生成NOx，排入大气，破坏生态，排入大气，破坏生态平衡平衡硫 可燃，发热量不大可燃，发热量不大 9050 kJkg 有害元素有害元素 生成物腐蚀锅炉尾部受热面生成物腐蚀锅炉尾部受热面 污染环境污染环境灰分 燃料的主要杂质、有害成分，夹杂在燃料中的燃料的主要杂质、有害成分，夹杂在燃料中的不可燃矿物质。如灰分含量多：

9、不可燃矿物质。如灰分含量多： 着火燃烧困难着火燃烧困难 容易积灰，如提高烟速加剧受热面磨损容易积灰，如提高烟速加剧受热面磨损 污染环境污染环境 若灰熔点低，炉排和炉内受热面容易结渣，破若灰熔点低，炉排和炉内受热面容易结渣，破坏燃烧、恶化传热坏燃烧、恶化传热 液体和气体燃料灰分含量少液体和气体燃料灰分含量少水分 主要杂质主要杂质 随煤化程度增高而减少随煤化程度增高而减少煤中哪些元素随煤化程度增高而增加 如水分多如水分多 煤发热量降低煤发热量降低 汽化吸热导致炉膛温度下降，影响煤汽化吸热导致炉膛温度下降，影响煤着火燃烧着火燃烧 增大烟气体积，排烟热损失增加增大烟气体积，排烟热损失增加 加剧尾部受热

10、面的腐蚀和堵灰加剧尾部受热面的腐蚀和堵灰 燃料油一般需进行脱水处理燃料油一般需进行脱水处理二、燃料成分分析数据的基准与换算二、燃料成分分析数据的基准与换算 燃料各成分百分数经常变化，提供或应用燃料成燃料各成分百分数经常变化，提供或应用燃料成分分析数据，须表明其分析基准（计算基数）分分析数据，须表明其分析基准（计算基数） 元素分析和工业分析，常采用四种分析基准元素分析和工业分析，常采用四种分析基准燃料的实际应用成分燃料的实际应用成分实验室条件下风干后的成分实验室条件下风干后的成分不受水分影响不受水分影响稳定成分，用于判断煤的燃烧特性和分类稳定成分，用于判断煤的燃烧特性和分类各种基换算各种基换算

11、已知已知Cdaf，求，求Car%100100arardafarWACC 换算公式换算公式 xKx0换算基相换算基相应成分应成分已知基相已知基相应成分应成分换算换算系数系数例题自学例题自学第二节 煤的燃烧特性发热量发热量挥发分挥发分焦结性焦结性灰熔点灰熔点一、发热量 燃料的发热量燃料的发热量单位质量单位质量 (单位容积单位容积) 燃料完全燃烧所燃料完全燃烧所放出的热量。放出的热量。kJkg或或kJNm3 高位发热量高位发热量Qgr每每kg燃料完全燃烧后所产生的热燃料完全燃烧后所产生的热量，包括燃料燃烧时所生成的水蒸气的汽化潜热，量，包括燃料燃烧时所生成的水蒸气的汽化潜热，水蒸气全部凝结成水水蒸气