2-燃料及燃燒計算解析課件

§2.1燃料的化學成分及其性質

§2.2燃料的燃燒計算

返回第二章燃料及燃燒計算§2.3鍋爐運行時煙氣分析及其應用§2.1燃料的化學成分及其性質第二章一、燃料的化學成分及其性質燃料（g、y、q）

可燃成分：高分子化合物，成分C、H、O、N、S

不可燃成分：多種礦物質

灰分,水分.(雜質）1．碳(C)：主要的燃燒成分，約占50~95%，kJ/kg。純碳燃點高，燃燒緩慢。燃料中的碳多以化合物形式存在2．氫(H)：重要的燃燒成分，煤中約占2~8%，kJ/kg。十分容易著火，燃燒迅速，易爆。液體和氣體燃料氫含量較高約占從百分之幾到幾十不等。3．硫(S)：是燃料中的有害成分，約占可燃成分的0～8%，10900kJ/kg，燃燒后的產物是§2.1燃料的化學成分及其性質

SO2、SO3，與水蒸汽相遇會生成亞硫酸和硫酸。1）SO2、SO3排放造成大氣污染2）鍋爐尾部受熱面造成低溫腐蝕4．氧和氮氧和氮是可燃成分中的內部雜質。氧約占~40%，含氧量隨煤化程度增高而明顯減少。氮主要以有機氮形態(tài)存在，約占0.5~2%。高溫高壓條件下燃燒生成NOx，有害。第二章§2.1燃料的化學成分及其性質5．水分(Water、Moisture)：燃料中的主要雜質，約占5~60%。1）水分進入爐內吸熱汽化成水蒸汽，對燃燒不利；2）

在煙氣露點時，水蒸氣與SO2、SO3生成亞硫酸和硫酸，造成低溫腐蝕；3）

6．灰分(Ash)燃料中主要不可燃的礦物雜質成分，與成煤條件、開采方式、運輸條件1）可燃物減少，，著火困難，灰渣量增加，運行操作繁重；2），爐內易結渣，使受熱面?zhèn)鳠釔夯?）

第二章§2.1燃料的化學成分及其性質二、燃料成分分析數據的基準及換算1．燃料成分表示方法C+H+S+O+N+W+A=100%1）應用基(y)——以進入鍋爐房準備燃燒的煤為分析基準.燃料的應用基成分是鍋爐燃用燃料的實際應用成分，用于鍋爐的燃燒、傳熱、通風和熱工試驗的計算。2）分析基(f)——在實驗室條件下（室溫20℃，相對濕度60%），風干后的煤樣作為分析基準.3）干燥基(g)——除去全部水分后的煤作為分析基準4）可燃基(r)——將變化較大，對燃燒不利的雜質灰分和水分除去后的煤作為分析基準C+H+S+O+N=100%第二章§2.1燃料的化學成分及其性質4）可燃基——將變化較大，對燃燒不利的雜質灰分和水分除去后的煤作為分析基準

燃料的可燃基成分不再受水分和灰分變化的影響，是—種穩(wěn)定的組成成分，常用于判斷煤的燃燒特性和進行煤的分類的依據，如可燃基揮發(fā)分Vr。煤礦提供的煤質成分，通常也是可燃基各組成成分。上述基準的換算關系如圖2-12．燃料成分各種表示方法之間的換算1）換算方法

2）換算系數k：見平衡4表2-13．全水分計算方法全水分是分析基水分和應用基風干水分之和，由于其基準不同，需換算： %或 %第二章§2.2燃料的燃燒計算基本假設：

1.空氣、煙氣均為理想氣體，每kmol體積等于22.4Nm3；2.空氣中只有O2和N2成分，其容積比為：；

3.每kg燃料都是在完全燃燒的條件下計算。

一、理論空氣量及過量空氣系數1.理論空氣量的計算第二章§2.2燃料的燃燒計算理論空氣量的經驗計算公式：pp262．過量空氣系數、實際空氣量和漏風系數1）過量空氣系數——燃燒時實際供給空氣量與理論空氣量之比。爐膛出口處過量空氣系數為平均值，與燃燒設備、燃料種類、燃燒方式等有關。層燃爐；室燃爐

2）實際空氣量：

Nm3/kg3）漏風系數鍋爐運行時，爐中處于負壓工作狀態(tài)，爐外冷空氣從爐墻、門孔幾個受熱面貫穿墻處漏入爐內，使爐內過量空氣系數煙煙氣流程逐第二章§2.2燃料的燃燒計算漸增大，其值為：

各受熱面漏風量：

Nm3/kg二、燃燒生成煙氣量完全燃燒時煙氣成分是：CO2、SO2、H2O、O2、N21．理論煙氣量的計算(α=1)——不含有O2

Nm3/kgNm3/kg（四個來源）

Nm3/kg第二章§2.2燃料的燃燒計算理論煙氣量的經驗計算公式：pp.27~28

2．實際煙氣量的計算(α>1)——含有過量O21）過量空氣中氧容積：

Nm3/kg2）過量空氣中氮容積：

Nm3/kg3）過量空氣中水蒸汽容積：

Nm3/kg4）實際煙氣量——理論煙氣量與過量空氣之和Nm3/kg三、空氣和煙氣的焓

第二章§2.2燃料的燃燒計算1．理論空氣的焓——每kg固體(液體)，每Nm3氣體燃料燃燒時所需理論空氣量，在等壓下，從0℃加熱到

℃所需要的熱量，單位kJ/kg

kJ/kg（查表2－10）

2．理論煙氣的焓——每kg固體(液體)，每Nm3氣體燃料燃燒后所生成理論煙氣量，在等壓下，從0℃加熱到℃所需要的熱量，單位kJ/kgkJ/kg式中

等由表2-10查?。╬p.29）

3．實際煙氣焓1）煙氣中過量空氣的焓：

kJ/kg2）實際煙氣的焓：

kJ/kg

第二章§2.2燃料的燃燒計算afh——入爐燃料灰分隨煙氣帶出的灰分重量比，稱飛灰份額，層燃爐afh＝0.2~0.3，煤粉爐afh＝0.85~0.9。只有當燃料中灰分很大時，才需加以考慮，即：

：第二章§2.3鍋爐運行時煙氣分析及其應用一、煙氣分析的目的在鍋爐運行時，通過煙氣取樣分析，計算出CO、、，從而了解和掌握鍋爐實際燃燒情況，便于制定合理的燃燒調整及燃燒設備的改進方案，從而提高燃燒效率和鍋爐熱效率。爐膛出口過量空氣系數有一最佳值：

qmin=q2+q3+q4二、理論上煙氣分析成分

1．:每kg(Nm3)燃料完全燃燒時產生的煙氣成分：RO2、N*2、H2O*；第二章§2.3鍋爐運行時煙氣分析及其應用2．:燃料完全燃燒時產生的煙氣成分：RO2、N2、H2O、O23．:燃料不完全燃燒時產生的煙氣成分：RO2、N2、H2O、O2、CO；三、煙氣分析儀器及測定1．煙氣分析儀

1）奧氏分析儀

KOH或NaOH溶液吸收RO2，(%)

焦性沒食子酸的苛性鉀溶液吸收O2及RO2，（%）

氯化亞銅氨溶液吸收CO及O2，（%）第二章§2.3鍋爐運行時煙氣分析及其應用2）色譜層析儀

3）紅外線煙氣分析儀2．測定：（由鍋爐實驗完成）

四、煙氣成分測定的計算

1.； 2.3.；4.五、煙氣分析結果的應用1．煙氣量的計算第二章§2.3鍋爐運行時煙氣分析及其應用Nm3/kg2．煙氣中CO含量的計算1）燃料特性系數——只與燃料的可燃成分有關，與燃料的水分、灰分無關，也不隨應用基、分析基、干燥基即可燃基等而變化。

2）不完全燃燒方程式

3）CO含量的計算%第二章§2.3鍋爐運行時煙氣分析及其應用4）不完全燃燒RO2的計算%

5）完全燃燒方程式

6）在理論空氣下完全燃燒時，，，則

%3．過量空氣系數的計算