電廠鍋爐第二章 東北電力大學課件

1、 類型類型各元素成分用質量百分數(shù)表示各元素成分用質量百分數(shù)表示即：即：煤中的碳一部分與氫、氧、氮和硫結合成有機煤中的碳一部分與氫、氧、氮和硫結合成有機化合物，稱為化合物，稱為揮發(fā)性碳揮發(fā)性碳，其燃點較低。，其燃點較低。而其余呈單質狀態(tài)的稱為而其余呈單質狀態(tài)的稱為固定碳固定碳，其燃點較高，其燃點較高，不容易著火和燃盡不容易著火和燃盡。煤中氫的含量較少。煤中氫的含量較少。 不可燃物質不可燃物質, ,雖可助燃，但其含量較少雖可助燃，但其含量較少, ,可視為可視為雜雜質質。其含量也較少，其含量也較少，高溫條件高溫條件下下易易被視為被視為有害元素有害元素雖然在燃燒時也放出熱量，但其燃燒產物雖然在燃燒時也

2、放出熱量，但其燃燒產物SO2和和SO3會設備腐蝕和大氣污染，也是會設備腐蝕和大氣污染，也是有害元素有害元素。隨著煤的碳化程度的不同，揮發(fā)分的析出溫度不隨著煤的碳化程度的不同，揮發(fā)分的析出溫度不相同，揮發(fā)分的成分及含量也不同。相同，揮發(fā)分的成分及含量也不同。（原應用基）（原應用基）(as receive)（原分析基）（原分析基）(air dry)(dry)4、干燥無灰基、干燥無灰基以以假想假想無水無水、無灰無灰狀態(tài)的煤為基準。狀態(tài)的煤為基準。 以下角標用以下角標用daf (dry ash free)表示。表示。 收收 到到 基基空氣干燥基空氣干燥基干干 燥燥 基基干燥無灰基干燥無灰基水水 分分揮

3、揮 發(fā)發(fā) 分分固固 定定 碳碳灰灰 分分焦焦 炭炭Mf Mad Sr N O HSly A CChfCgdaradararadadMMKCMMC 100100100100例例: : 所求所求 X X 已知已知X X0 0收到基收到基空氣干燥基空氣干燥基干燥基干燥基干燥無灰基干燥無灰基收到基收到基1 1空氣干空氣干燥基燥基1 1干燥基干燥基1 1干燥無干燥無灰基灰基1 1aradM100M100 arM100100 ararAM100100 adM100100 adadAM100100 dA100100 adarMM 100100100M100ar 100M100ad 100AM100arar

4、100AM100adad 100A100d 100100fadfarMMMM arargr,ararargr,arnet,arMH.QMHQQ 912510010092510；水水的的汽汽化化潛潛熱熱，式式中中：gJ2510KK);OKgHKgH(OHOHKgHar22222912211009 蒸蒸氣氣的的質質量量，煤煤中中的的氫氫燃燃燒燒生生成成的的水水煤中水分的質量。煤中水分的質量。 KgM1100ar對于其它三種基準：對于其它三種基準：dafgrdafpnetdafdgrdpnetdadadgradpnetadHQQHQQMHQQ22622691 .25,）（badbadbadgradQ

5、SQQ,2 .94 ）；（空空氣氣干干燥燥基基彈彈筒筒發(fā)發(fā)熱熱量量KgKJQbad/, ）；量量（彈彈筒筒洗洗液液中中測測得得的的含含硫硫%, badS）。（硝硝酸酸生生成成熱熱的的比比例例系系數(shù)數(shù)% ）；（空空氣氣干干燥燥基基高高位位發(fā)發(fā)熱熱量量KgKJQgrad/, %4190, netararzsarQMM%4190, netararzsarQAA%4190, netararzsarQSS29310,bnetarBQBQ29310,netarbQBB elnetarelbbPQBPBb 29310,%7090 R5 . 190100ln2 sRKsbkmEEK 7493. 613DHGI

6、 74D為為易易磨磨煤煤。）（為為難難磨磨煤煤；）（865 . 1642 . 1 HGIKHGIKkmkm 61. 00034. 025. 1 HGIKHGIKkmkm之之間間的的關關系系：與與越易磨越易磨kmK10mKe10%Vdaf類別類別 符號符號 分類指標分類指標 VdafVdaf（% %） HdafHdaf（% %） 無煙煤無煙煤1 1號號WYWY1 10-3.50-3.50-2.00-2.0無煙煤無煙煤2 2號號WYWY2 23.5-6.53.5-6.52.0-3.02.0-3.0無煙煤無煙煤3 3號號WYWY3 36.5-10.06.5-10.03.03.0類類 別別符符 號號分

7、分 類類 指指 標標 VdafVdaf（% %） 粘結指數(shù)粘結指數(shù)G G 膠質層最膠質層最大厚度大厚度Y Y（mmmm） 奧亞膨脹奧亞膨脹體體b b（% %） 透光率透光率PMPM（% %） 貧煤貧煤貧瘦煤貧瘦煤瘦煤瘦煤焦煤焦煤肥煤肥煤1/31/3焦煤焦煤氣肥煤氣肥煤氣煤氣煤1/21/2中粘中粘煤煤弱粘煤弱粘煤不粘煤不粘煤長焰煤長焰煤 PMPMPSPSSMSMJMJMFMFM1/3JM1/3JMQFQFQMQM1/2ZM1/2ZMRNRNBNBNCY CY 10.0-20.010.0-20.010.0-20.010.0-20.010.0-20.010.0-20.020.0-28.020.0-2

8、8.010.0-28.010.0-28.010.0-37.010.0-37.028.0-37.028.0-37.037.037.028.0-37.028.0-37.037.037.020.0-37.020.0-37.020.0-37.020.0-37.020.0-37.020.0-37.037.0 37.0 555-205-2020-6520-6550-6550-656565( (85)85)6565( (85)85)50-6550-65353530-5030-505-305-305535 35 25.025.025.025.025.025.025.025.025.0 25.0 (150)(1

9、50)(220)(220)(220)(220)(220)(220)50 50 褐煤除用揮發(fā)分分類外褐煤除用揮發(fā)分分類外, ,還用透光率還用透光率PMPM和含最高內和含最高內在水分的無灰高位發(fā)熱量在水分的無灰高位發(fā)熱量QgrQgr作為區(qū)分褐煤和煙煤作為區(qū)分褐煤和煙煤的指標所示。的指標所示。 類類 別別符符 號號分分 類類 指指 標標 透光率透光率PMPM（% %）QgrQgr（KJ/kgKJ/kg）褐煤褐煤1 1號號HM1HM10-300-30褐煤褐煤2 2號號HM2HM230-5030-5024000 24000 表表2-6 褐煤分類褐煤分類分類指標分類指標煤種名稱煤種名稱等級等級代號代號主分

10、類指標界限值主分類指標界限值輔助分類指標界限值輔助分類指標界限值揮發(fā)分揮發(fā)分V Vdafdaf （低揮發(fā)分無煙煤）（低揮發(fā)分無煙煤）無無 煙煙 煤煤貧貧 煤煤中揮發(fā)分煙煤中揮發(fā)分煙煤中高揮發(fā)分煙煤中高揮發(fā)分煙煤高揮發(fā)分煙褐煤高揮發(fā)分煙褐煤 1 1級級2 2級級3 3級級4 4級級5 5級級 （V0V0）V1V1V2V2V3V3V4V4V5V5Vdaf6.5%Vdaf6.5%6.5%6.5%Vdaf9%Vdaf9%9%9%Vdaf19%Vdaf19%19%19%Vdaf27%Vdaf27%27%27%Vdaf40% Vdaf40% VdafVdaf40%40%Qnet,arQnet,ar23.0

11、MJ/kg23.0MJ/kgQnet,arQnet,ar21.0MJ/kg21.0MJ/kgQnet,arQnet,ar18.5MJ/kg18.5MJ/kgQnet,arQnet,ar16.5MJ/kg16.5MJ/kgQnet,arQnet,ar15.5MJ/kg15.5MJ/kgQnet,arQnet,ar11.5MJ/kg 11.5MJ/kg 灰分灰分A Ad d?；曳置撼；曳置褐谢曳置褐谢曳置焊呋曳置焊呋曳置海ǔ呋曳置海ǔ呋曳置海? 1級級2 2級級3 3級級 A1 A1A2A2A3A3（A4A4）Ad24%Ad24%24%24%Ad24%Ad24%34%34%Ad46% Ad4

12、6% AdAd46%46%Vdaf40%Vdaf40% 水分水分M Mf f 常水分煤常水分煤高水分煤高水分煤1 1級級2 2級級M1M1M2M2Mf8%Mf8%8% 8% Mf12%Mf12%VdafVdaf 40%40%水分水分M Mt t常水分高揮發(fā)分煤常水分高揮發(fā)分煤高水分高揮發(fā)分煤高水分高揮發(fā)分煤（超高水分褐煤）（超高水分褐煤）1 1級級2 2級級M1M1M2M2（M3M3）Mt22%Mt22%22% 22% Mt40%Mt40%MtMt 40%40%硫分硫分S St t，dd 低硫煤低硫煤中高硫煤中高硫煤（特高硫煤）（特高硫煤） 1 1級級2 2級級 S S1 1S S2 2（S

13、S3 3）St,d1%St,d1%1% 1% St,d3%St,d3%St,dSt,d 3%3%灰熔融性灰熔融性STST不易結渣煤不易結渣煤1 1級級 ST ST1 1STST13501350Qnet,arQnet,ar12.5MJ/kg12.5MJ/kgSTST不限不限Qnet,ar 12.5MJ/kgQnet,ar 12.5MJ/kg（易結渣煤）（易結渣煤）（STST2 2）ST1350ST1350Qnet,arQnet,ar12.5MJ/kg12.5MJ/kg 一、煤的熱分解機理一、煤的熱分解機理失重率：失重率：將單位時間內試樣損失的質量，用符號將單位時間內試樣損失的質量，用符號dW/d

14、dW/d表示。表示。記錄失重率隨溫度的變化曲線，稱為記錄失重率隨溫度的變化曲線，稱為燃燒失重曲燃燒失重曲線線或或揮發(fā)分熱解失重曲線揮發(fā)分熱解失重曲線。通過熱重分析法測定的煤的微分熱重曲線通過熱重分析法測定的煤的微分熱重曲線DTGDTG也也稱為稱為燃燒分布曲線燃燒分布曲線，它表示煤樣失重率（燃燒速度），它表示煤樣失重率（燃燒速度）隨溫度變化的規(guī)律，是對煤的著火、燃燒性能進行隨溫度變化的規(guī)律，是對煤的著火、燃燒性能進行綜合判別的依據(jù)。綜合判別的依據(jù)。二、煤的熱重分析二、煤的熱重分析3100701006551008661NmS.H.C.ararar 310070100701006551008661N

15、m,O.S.H.C.arararar 41.22321100 arOkgNmOHSCOSHCVarararararararar/0333.0265.0375.00889.01007 .01007 .010056.5100866.121.0130 或或 0VVKl l l 0)(VVk 100 VVVVkg0VV kykyky zfky 11zfl 、kykyl？ky 高溫空氣預熱器高溫空氣預熱器低溫空氣預熱器低溫空氣預熱器制粉系統(tǒng)制粉系統(tǒng)送風機送風機高溫省煤器高溫省煤器低溫省煤器低溫省煤器爐膛出爐膛出口口kykyzfllky zfllky kykykyky 解：解：002222OHNSOCOV

16、VVV、00R0222OHNVVVVOy 0R02N 2gyVVVO 00gy02OHVVVy 理論干煙氣量理論干煙氣量VVVVVOHNSOCOy0002222 222SOCOROVVV kg/Nm,C.VarCO310086612 kg/Nm,S.VarSO3100702 根據(jù)根據(jù)C、S的的燃燒反應可求燃燒反應可求出：出：1008661100701008661222arararSOCOROR.S.C.VVV kgNmVNVNVararN/,79. 01008 . 079. 01002841.22300020790V.1008 . 01002841.22ararNN10011.1arH1001

17、.241001822.41ararMM1822.4110000dVk其體積為whwhGG24. 11822.4030.0161/1.293/101)(VNmKgKggdKgdkk則上式為干空氣密度：干空氣一般，干空氣帶入的水蒸汽量為含濕量其中：。量，量，霧化燃油時消耗的蒸汽霧化燃油時消耗的蒸汽其中其中KgKgGwh/（3）隨同理論空氣量）隨同理論空氣量V0帶入的水蒸汽帶入的水蒸汽（4）蒸汽霧化燃油帶入的水蒸汽體積）蒸汽霧化燃油帶入的水蒸汽體積KgNmWVMHVwhararOH/,24. 10161. 010024. 11001 .113002 KgNmWVMHVNSCVwhararararar

18、y/,24. 10161. 010024. 11001 .1179. 01008 . 01007 . 0100866. 13000 、2222ONSOCOVVVV 01-V 過過量量空空氣氣 的的氮氮01-790V. 的的氧氧01-210V. 01-01610V. 水水蒸蒸汽汽CO2、SO2、N2、O2、H2OOHNVVVVVVSOCOy22O222 OHNVVVVVOy22O22R 2O 2N 2gyRVVVVO OHVVVy2gy 222SOCOROVVV 根據(jù)前面所講述的內容總結出實際根據(jù)前面所講述的內容總結出實際煙氣中各組成部分的體積表達式：煙氣中各組成部分的體積表達式：2O 2N 2

19、gyRVVVVO 001 V)(VVgygy 00010161.01VVVVyyOHNVVVVVVVSOCOCOy22O222 OHNVVVSO222、2O2VVVCOCO、10086612arCOCOC.VV 100866.15 .0121.0,02coarOCVV 100866. 1,coarCOCV COOVVV 5 . 0121. 002 CO2、SO2、N2、O2、CO100%VVCOgyCO22 100%VVSOgySO22 100%VVOgyO22 100%VVNgyN22 100%VVCOgyCO 100VVVVCOSOCOgyCOSOCO2222 CORO1.866RCORO

20、)0.375S1.866(CV2ar2arargy 100866. 12arCOCOCVV 1007 . 02arSOSV COCOCOV222gy222 ROVVSOVVVCOROCOSOCO100866. 15 . 0121. 0,02coarOCVV100866. 1,coarCOCV COOVVV 5.0121.002 （一）根據(jù)煙氣分析結果計算煙氣容積（一）根據(jù)煙氣分析結果計算煙氣容積 )0.5VV(0.2179. 0COO0222 NNVV COO0ORg0.5VV0.210.79V2222 NVVVVCOOy COOVVV5 . 021. 01120 gy0N22V1000.21

21、VO185CO. 021RO. 0212gyV100 兩兩邊邊同同)()1(79. 00022NNVVV gy0N22V1000.21VO0.185CO0.21RO212 100COROVVVV2SOCOCOgy22 CORO0.79VVVV0.21O0.605CORO212SOCOCO0N22222 ）（ CORO0.79VVVV0.21O0.605CORO212SOCOCO0N22222 ）（0079. 01008 . 02VNVarN 100866. 12arCOCOCVV 1007 . 02arSOSV 1007 . 01007 . 010056. 5100866. 121. 010a

22、rarararOSHCVararararar0.375SC0.038N0.126OH2.35 22OCO)0.605(RO)1 (210.605RO)1 (21CO22O （二）煙氣中的一氧化碳含量的計算（二）煙氣中的一氧化碳含量的計算 121ROmax21211212222OROROO22OCO)0.605(RO)1(21 kkk0kVV11VVVVV 0.210.5VVVCOO2 0.79VV2Nk22NCOO0.21V)0.5V0.79(V11-11可可得得： kVV 一般很小，可忽略一般很小，可忽略燃料中燃料中ararNN0.791008 . 0VV2Nk kkk0kVV11VVVVV

23、 225 . 0217911NCOO COORON 222100 COOROCOO 2221005 . 0217911 222100217911OROO 2max22121121ROROO 22222121RO-100O79-2121OO 則：則： 12122ORO2max222121ROROO 或或2max2RORO 22121O 要進行鍋爐受熱面的傳熱計算，必須知道如何計要進行鍋爐受熱面的傳熱計算，必須知道如何計算空氣和煙氣的焓。在這里空氣和煙氣的焓是指在算空氣和煙氣的焓。在這里空氣和煙氣的焓是指在定壓條件下，將定壓條件下，將1kg1kg燃料所需的空氣量或所產生的燃料所需的空氣量或所產生的

24、煙氣量從煙氣量從00加熱到加熱到tt（空氣）或（空氣）或 （煙氣）時（煙氣）時所需的熱量，單位為所需的熱量，單位為kJ/kgkJ/kg。一、空氣焓的計算一、空氣焓的計算1 1、理論空氣量的焓、理論空氣量的焓h hk k0 0據(jù)理想氣體焓的計算方法，理論空氣量的焓據(jù)理想氣體焓的計算方法，理論空氣量的焓 2 2、實際空氣量的焓、實際空氣量的焓kgkJctVhkk/,)(00實際空氣量的焓實際空氣量的焓h hk k的計算式為的計算式為: :式中式中:(ct):(ct)k k1Nm1Nm3 3干空氣連同其攜帶的水蒸氣干空氣連同其攜帶的水蒸氣在溫度在溫度tt時的焓（見表時的焓（見表4-44-4）。）。

25、c ck k 1Nm1Nm3 3干空氣連同其攜帶的水蒸氣的干空氣連同其攜帶的水蒸氣的平均定壓比熱容，平均定壓比熱容，kJ/(NmkJ/(Nm3 3)二、燃燒產物焓的計算二、燃燒產物焓的計算n燃燒產物焓包括燃燒產物焓包括煙氣焓煙氣焓和和飛灰焓飛灰焓兩部分。兩部分。（一）設計鍋爐時煙氣焓的計算（一）設計鍋爐時煙氣焓的計算n設計鍋爐時，按照完全燃燒計算。理論煙氣是多設計鍋爐時，按照完全燃燒計算。理論煙氣是多種成分的混合氣體，由工程熱力學可知，其焓等種成分的混合氣體，由工程熱力學可知，其焓等于各組成成分焓的總和。所以理論煙氣的焓的計于各組成成分焓的總和。所以理論煙氣的焓的計算式算式: :kgkJtcV

26、hhkkkk/,00fhkyyhhhh00)1(n理論煙氣焓理論煙氣焓hy0為各組成成分焓之和：為各組成成分焓之和：n飛灰焓相對較小，只有當飛灰焓相對較小，只有當 才考慮才考慮（二）鍋爐運行時煙氣焓的計算（二）鍋爐運行時煙氣焓的計算yharfhfhfhyOHOHNNROROycAhhcVcVcVh100)(222222000為：飛灰焓64190,netararfhQAa100)(222222222COONROgyfhyOHOHgygyfhoHgyyCOccocNcROchcVcVhhhh容：干煙氣的平均定壓比熱 2221212121OO 或或者者：)ORO(O()ORO(O(222222100792121100792121 )(100(792121222ROOO 解：解：= 1.25 =