燃料及燃料燃烧计算课件

图2-1
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二、煤 的主要特性 1．燃料的发热量Q：单位质量的固体、液体燃料，在完 全燃烧时所放出的热量(kJ/kg)；单位容积的气体燃料在 完全燃烧时所发出的热量（kJ/Nm3）
2． 高位发热量 Q gw ：每公斤燃料完全燃烧后所放出的热 量，含所生产水蒸汽汽化潜热，(kJ/kg)
kcal（工程），kJ（国际）， BTU（英制）…
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H： 发热量很高，达28600 kcal/kg，极易燃烧， 煤中含量很少，仅为2%~5%， 液体燃料中可达到14%， 天然气中最多。
O： 1.氧不可燃，且不助燃，氧不以游离状态存在于煤中，与 煤中的氢和碳组成化合物，占据部分可燃质，使煤发热量 降低。 2.氧的含量1~15%，木柴中的氧含量达到20%~25%。
焦结性对层燃炉燃烧过程的影响 1）粉状焦炭——堆积紧密，妨碍空气流动 ① 烟气流速过大，易被气流携带，形成火床火口； ② 烟气流速过小，燃烧通风不畅，易从通风孔隙中漏入 灰坑 2）强焦结性煤——挥发分逸出后，焦炭呈熔融状态，粘 结成片 ① 内部固定碳难于空气接触而燃尽； ② 燃烧层通风不畅
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水分(Water、Moisture)：
燃料中的主要杂质，约占5~60%。
内部水分（固有水分）105~110 ℃ 外部水分（表面水分）45~50 ℃ 化合水分（结晶水）灰分的一部分
—瓷土Ａｌ２Ｏ３．２ＳｉＯ２．２Ｈ２Ｏ
1） 水分进入炉内吸热汽化成水蒸气，对燃烧不利；
M Qdw l
Car+Har+Oar+Nar+Sar+Aar+Mar=100% 2.空气干燥基ad； 表示在不含外在水分的条件下，燃料各组成成分的质量百 分数总和， 是实验室煤质分析所用煤样的成分组成。
Cad+Had+Oad+Nad+Sad+Aad+Mad=100%
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3. 干燥基d； 表示在不含水分的条件下干燥燃料各组成成分的质量百分 数总和 干基中各成分不受水分变化的影响
挥发份的测定
挥发份对煤的着火、燃烧的影响
焦炭的性质——焦结性 焦炭——煤在隔绝空气加热时，水分蒸发、挥发分析出后 固体残余物质。 焦结性——由于煤种不同，焦炭的物理性质、外观等各不 相同焦结性状
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焦炭结构特征 1） 粉状 3） 弱粘结 5） 不膨胀熔融粘结 7） 膨胀熔融粘结
2） 粘结 4） 不熔融粘结 6） 微膨胀熔融粘结 8） 强膨胀熔融粘结
3．低位发热量 Q dw ：每公斤燃料完全燃烧后所放出的热 量，扣除随烟气带走的水蒸汽的汽化潜热的热量，(kJ/kg)
水分来自：①H与氧的反应；②燃料中的含水量Mar 4．各成分分析的高、低位发热量间的关系
5．发热量的测定：采用氧弹测热仪
6．发热量的计算
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标准煤 单纯以燃煤量的多少来比较不同锅炉的经济性不妥，须折 算到统一标准， 标 准 煤 的 概 念 ， 规 定 低 位 发 热 量 为 7000kcal/kg （ 或 者 kJ/kg，MJ/kg）的煤为标准煤， 将发热量不是7000 kcal/kg的煤统一折算到7000 kcal/kg来 进行比较。 用于计算和比较标准煤耗等
N： 氮是一种不利的元素，在高温环境下，与氧形成氮氧化物， 对环境危害极大。 煤中氮的含量~1%。
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S: 部分S属于可燃质， 发热量仅2160 kcal/kg， 对锅炉设备及环境的危害很大， 硫的含量0.2~5%，甚至更高，超过2%，既为高硫煤。
有机硫 全硫St 无机硫 硫 硫酸 铁盐 矿中 中SS硫 硫 sp
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灰分（Ash）： 煤中不可燃矿物杂质，成分十分复杂，大多数煤的灰分含 量7%~40%。
1）A 可燃物减少，Qdw ，着火困难，灰渣量增加，运行 操作繁重； 2）A且ST，炉内易结渣，使受热面传热恶化，D
3）A，烟气 wy 流 w wyy 对 对 速流 流受 受热 热面 面 ， 积 磨 传 灰 损 热 K 、 严 ,系 D堵 重 数 灰
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煤的成分分析基准及其换算
用各个成分的质量百分数来表示; 水分和灰分所占质量较大，且随外界条件有较大的波动; 采用四种不同的“基”准的质量成分表示: 1.收到基ar； 2.空气干燥基ad； 3.干燥基d； 4.干燥无灰基daf.
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1.收到基ar；
表示燃料中全部成分的质量百分数总和 是锅炉燃料燃烧计算的原始依据。
2） 在烟气露点时，水蒸气与SO2、SO3生成亚硫酸和硫 酸，造成低温腐蚀；
3） M Vy Vpy q2
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挥发份： 失去水分的煤样在隔绝空气的条件下加热到一定温度时， 煤分解逸出的部分可燃质和矿物质。 主要成分是CO、CO2、CmHn、H2等。 收到基挥发份含量在5%~40%之间。
Cd+Hd+Od+Nd+Sd+Ad=100% 4. 干燥无灰基daf； 表示在不含水分和灰分的条件下，干燥无灰燃料各组成成 分的质量百分数总和， 干燥无灰基中只包含燃料的可燃成分，各成分不受水分和 灰分变化的影响， 煤炭交易。
Cdaf+Hdaf+Odaf+Ndaf+Sdaf=100%
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煤的化学分析（元素分析）成分分为： C，H，O，N，S，A(ash)，M(moisture)
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可燃成分—C，H，部分S 不可燃成分—N，水分，灰分
C： 最主要的可燃质，煤是富含碳的燃料 一般含量：20%~70% 碳含量取决于碳富集程度，炭化及年龄。 燃烧产物主要是CO2 碳的发热量：7800 kcal/kg，4.182×7800 kJ/kg 关于热量单位：
第二章 燃料及燃料燃烧计算
2-1 燃料的成分及其主要特性 2-2 燃料燃烧计算 2-3 烟气分析方法 2-4 空气和烟气焓的计算
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2-1 燃料的成分及其主要特性
燃料总类 核能燃料—可控核裂变与和聚变 有机燃料—以各种形式在自然界存在的碳氢化合物
一、煤的成分及分析基准 可燃成分和不可燃成分组成的复杂组合物，结构非常复杂。 各组成元素并不单独游离存在，而是以复杂的化合物存在， 成分十分不均匀。