材料高溫設(shè)備(第四章)-2013.ppt

1、第四章燃料燃燒及燃燒設(shè)備、材料高溫設(shè)備、燃料：燃燒時(shí)能釋放大量熱量、有效利用牙齒熱的物質(zhì)。因此，對(duì)燃料的要求是儲(chǔ)量大，易于開采?？扇嘉锖扛?，發(fā)熱多；燃燒產(chǎn)物是窯內(nèi)容易移動(dòng)的氣體物質(zhì)。燃燒產(chǎn)物對(duì)產(chǎn)品、設(shè)備和周圍環(huán)境無害。在材料高溫設(shè)備、硅酸鹽工業(yè)中，燃料費(fèi)在生產(chǎn)成本中占較大的比例。同時(shí)，燃燒過程對(duì)產(chǎn)品的產(chǎn)量、質(zhì)量、周圍環(huán)境及窯齡等有很大影響。因此，在工業(yè)生產(chǎn)中要合理選擇燃料，組織燃燒過程。燃料分類：根據(jù)形態(tài)分為固體燃料、液體燃料、氣體燃料。根據(jù)來源可以分為天然燃料和人工燃料。請(qǐng)參閱.表4-1.jpg .第一節(jié)燃料的特性和各種燃料1，燃料的組成1。氣體燃料的組成氣體燃料包括可燃?xì)怏w和不可燃?xì)怏w，

2、其中可燃?xì)怏w是CO、H2、CH4和其他碳?xì)浠衔?CNHM)。不連續(xù)性氣體有二氧化碳、N2、H2O等。氣體燃料各組成部分的體積百分比含量表示其構(gòu)成。氣體燃料中總是含有蒸汽狀態(tài)中存在的水分，因此其構(gòu)成分為旱季構(gòu)成和濕氣構(gòu)成。材料高溫設(shè)備，旱季組成不包括水分。也就是說，大邱% H2D% CH4D% CNHMD% CO2D% N2D%=100%濕氣成分包含水分。因此：cow % h2w % ch4w % cn HMW % co2w % n2w % h2ow %=100%濕氣中的水分通常是該溫度下飽和水蒸氣的量，因此與氣體燃料所在的溫度相關(guān)，如果溫度發(fā)生變化，其含量也會(huì)發(fā)生變化，材料高溫設(shè)備、氣體燃料

3、的旱季配置基本穩(wěn)定氣體燃料(如煤氣)干燥、潮濕配置之間的轉(zhuǎn)換。已知煤氣濕基礎(chǔ)成分，干燥基礎(chǔ)成分。100m3的濕煤氣，在牙齒煤氣濕氣配置過程中水分含量為H2Ow%，其中一組(例如CO)是COd%=100/(100-H2Ow)COw% COd%:煤氣旱季配置之一。COw%:煤氣濕基礎(chǔ)組成的co含量。材料高溫設(shè)備，已知的煤氣旱季配置，濕氣配置。如果知道煤氣旱季配置和1mn3的旱季煤氣在什么溫度下飽和水蒸氣量G(或煤氣溫度T)，那么據(jù)此可以在附錄8中獲得G值，那么就可以求出濕氣配置嗎？a .首先求出濕氣成分中的水分含量，如下：H2Ow=0.124g/(100.124g)100% b。然后COw %=(

4、100-H2Ow)/100 cod %；式的大邱%是煤氣旱季組成的共同含量。材料高溫設(shè)備，示例1已知的爐子煤氣旱季配置如下。氣體成分COd H2d CH4d O2d N2d CO2d(體積%)29.8 15 . 4 3 . 7 . 0 . 2 43 . 2 7煤氣溫度為26，以獲取煤氣濕氣配置。解決方案：請(qǐng)參見附錄8。煤氣溫度為26時(shí)，飽和水蒸汽含量為G=27.60g/m3。因此，煤氣水分含量為H2OW=0.124g/(100.124g)100%=0.12427.60/(100.12427.60)100%=；一組CO: COW%=29.8% 0.967=28.82%其他組件的濕度配置分別為H2

5、w=14.89%、CH4w=3.58%、O2w=0.19% N2w=41.77固體/液體燃料的組成固體和液體燃料都是地下古代動(dòng)植物通過器官地質(zhì)和化學(xué)作用形成的，基本組成是各種有機(jī)物，通常是構(gòu)成牙齒有機(jī)物的元素，即元素配置法(碳)、氫(H)、氧(O)，這些燃料的組成與選定標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)，一般是以下四種茄子基準(zhǔn)，材料高溫設(shè)備，(1)應(yīng)用程序配置，Y以燃料的實(shí)際應(yīng)用狀態(tài)表示其配置。表示燃料組成為應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)時(shí)：Cy% Hy% Oy% Ny% Sy% Ay% Wy%=100%應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)組成是燃燒計(jì)算的基礎(chǔ)，如果提供的燃料組成不是應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)組成，則將其轉(zhuǎn)換為應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)配置，然后執(zhí)行燃燒計(jì)算。材料高溫設(shè)備，(2)分析器配

6、置，F(xiàn)由燃料20，相對(duì)濕度70%條件下干燥，去除外部水分，留下內(nèi)在水分(也稱為分析基礎(chǔ)水分Wf)的燃料組成。以分析為基準(zhǔn)的燃料配置：Cf% Hf% Of% Nf% Sf% Af% Wf%=100%實(shí)驗(yàn)室提供的煤樣配置通常是分析基準(zhǔn)結(jié)果。(3)烘干機(jī)的組成，G絕對(duì)干燥的固體/液體燃料的組成。材料高溫設(shè)備，用烘干機(jī)表示燃料組成時(shí)：Cg% Hg% Og% Ng% Sg% Ag%=100%烘干機(jī)組成中沒有水分，表示燃料組成不受水分變動(dòng)的影響，同一燃料的組成相對(duì)穩(wěn)定。(4)加煙構(gòu)成，R不考慮燃料中水分和灰分的構(gòu)成。標(biāo)記為易燃基礎(chǔ)的燃料組成：CR% HR%或% NR% SR%=100%其他礦山的煤炭質(zhì)量數(shù)

7、據(jù)是經(jīng)常使用的易燃基礎(chǔ)元件，便于比較各種煤的質(zhì)量。材料高溫設(shè)備不受外界影響，不考慮波動(dòng)大的水分和灰分，因此可燃配置更穩(wěn)定，但離燃料的實(shí)際配置更遠(yuǎn)！、當(dāng)相同的燃料徐璐用不同的標(biāo)準(zhǔn)表示時(shí)，每個(gè)配置之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系.請(qǐng)參閱表4-2.jpg。徐璐其他基準(zhǔn)之間的轉(zhuǎn)換系數(shù).請(qǐng)參閱表4-3.jpg。例2某煙煤的組成如下。嘗試將CR% HR%或% NR % SR % AG % WY % 80.67 4.85 13 . 10 . 80 . 58 10 . 92 3 . 20統(tǒng)一為以應(yīng)用基地表示的燃料。材料高溫設(shè)備，分析：給定燃料組成包含三個(gè)茄子標(biāo)準(zhǔn)：R，G，Y?，F(xiàn)在必須統(tǒng)一顯示為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)(即應(yīng)用程序，Y)。從干燥

8、標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換為應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，表4-3，轉(zhuǎn)換系數(shù)：(100-wy)/100=(100-3.20)/100=0.968因此，作為應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)表示的灰色分組為Ay%=AG，轉(zhuǎn)換系數(shù)100-AGcy % hy % oy % ny % sy % ay % wy %，對(duì)于材料高溫設(shè)備、固體/液體燃料，除了常用的元素分析法外，還用產(chǎn)業(yè)分析法表示。工業(yè)分析法也稱為實(shí)用分析，操作簡(jiǎn)單，一般工廠都能分析。在工業(yè)分析法中，煤的組成分為水分、灰分、揮發(fā)分、固定碳(如W、A、V、FC)。我們知道，煤在隔絕空氣的情況下加熱(稱為干流)，溫度會(huì)升高，發(fā)生一系列變化。例如100150:獲得自由水分蒸發(fā)，W(水分)。材料高溫設(shè)備，2004

9、50:碳?xì)浠衔锓纸馍纱罅靠扇細(xì)怏w揮發(fā)物(如CH4，H2，CnHm等)，在牙齒階段，結(jié)晶數(shù)被排除，得到V(揮發(fā)分)。850:氣體逃逸基本停止。10001100:氣體完全逸出，焦炭團(tuán)留下，得到固定碳(FC)和灰分(A)?；曳?A)是在高碳?jí)K有氧氣的情況下充分燃燒后剩下的不能再燃的成分，燃燒固定碳(FC)。由材料高溫設(shè)備、煤的產(chǎn)業(yè)分析、應(yīng)用基準(zhǔn)表達(dá)組成：FCy% Ay% Vy% Wy%=100%分析基準(zhǔn)表達(dá)組成：FCf% Af% Vf% Wf%=100%干燥基準(zhǔn)表達(dá)組成概念單位體積(對(duì)于氣體燃料)或質(zhì)量(對(duì)于液體固體燃料)的燃料完全燃燒，燃燒產(chǎn)物參與燃燒反應(yīng)的物質(zhì)的起始溫度(20)發(fā)出的熱量以Q

10、表示。單位根據(jù)KJ/燃燒產(chǎn)物的水狀態(tài)，熱值分為高熱值(QGW)和低熱值(QDW)。高熱值是指燃燒產(chǎn)物水為0的液態(tài)水，低熱值水為20的水蒸氣。材料高溫設(shè)備，高發(fā)熱量和低發(fā)熱量的差異，即0的液態(tài)水和20的水蒸氣的熱脫皮，約2500Kj/Kg水。對(duì)于固體/液體燃料，燃燒產(chǎn)物的來源，一種是燃料中的水，另一種是燃料中的氫燃燒后產(chǎn)生的水。因此，高熱值和低熱值之間的關(guān)系如下：應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)：QyGW QyDW=25(Wy 9Hy)分析標(biāo)準(zhǔn)：QfGW QfDW=25(Wf 9Hf)干燥標(biāo)準(zhǔn)：QgGW QgDW=225Hg可燃性標(biāo)準(zhǔn)：含Q氫的可燃性成分，例如氫計(jì)算熱值計(jì)算氣體燃料的熱值計(jì)算氣體燃料的高(或低)熱值計(jì)算

11、公式：Q=xi Qi格式中：xi表示氣體燃料中每個(gè)可燃性成分的體積百分比含量(請(qǐng)注意，濕度所表示的燃料配置)！)；Qi表示每個(gè)可燃組在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的高水平或低熱值。請(qǐng)參閱表4-4.jpg。材料高溫設(shè)備、液體高燃料的熱值計(jì)算，可以對(duì)我國(guó)的固體燃料(煤)根據(jù)元素分析結(jié)果，按照P189中提出的公式(4 -1618)計(jì)算，也可以根據(jù)工業(yè)分析結(jié)果，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式(4 -1920)計(jì)算型煤和無煙煤的低熱值。對(duì)于液體燃料(重油)，可以根據(jù)元素分析結(jié)果，根據(jù)門捷列夫公式進(jìn)行計(jì)算。應(yīng)用程序表示的低熱值為QYDW=339 CY 1030 hy-109(Oy-Sy)-25WY，材料高溫設(shè)備，3，標(biāo)準(zhǔn)燃料為比較各種燃料熱

12、值的大小，評(píng)價(jià)窯或產(chǎn)品的燃料消耗情況，提出了標(biāo)準(zhǔn)燃料的概念。應(yīng)用基極低熱值為29300 Kj/Kg(或7000Kcal/Kg)的燃料作為標(biāo)準(zhǔn)燃料。某燃料的熱值與牙齒值的比率稱為牙齒燃料的熱當(dāng)量。例如，如果1公斤重油的發(fā)熱量為41000Kj，則重油的發(fā)熱量為41000/29300=1.4，即1公斤重油等于1.4公斤標(biāo)準(zhǔn)燃料發(fā)出的熱量。作業(yè)：P241 9，問題10第1題，問題12第2題。想考試問題2。材料高溫設(shè)備，3，各種燃料簡(jiǎn)介1。氣體燃料是指天然氣、高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣、發(fā)生爐煤氣等。不同種類的氣體燃料可燃性成分差異很大，其熱價(jià)值也各不相同。請(qǐng)參閱表4-7.jpg。(1)天然氣：在大自然中開采，

13、清潔和清除灰塵后獲得。天然氣的主要可燃性成分是甲烷。液化天然氣是在去除天然氣后進(jìn)行液化處理的。液化天然氣使用多，需要增加預(yù)熱或汽化工作。材料高溫設(shè)備、石油天然氣是石油開采和精煉過程的副產(chǎn)品，為了便于儲(chǔ)存和運(yùn)輸，通常會(huì)施加壓力，將液化轉(zhuǎn)化為液化石油氣。天然氣的主要優(yōu)點(diǎn)是熱量牙齒高，燃燒操作簡(jiǎn)單干凈，但不含氫，燃燒速度比較慢。(2)高爐煤氣：煉鐵(鐵礦石和焦炭)的副產(chǎn)品，可燃性成分是一氧化碳和少量氫。由于含有大量氮，發(fā)熱量低，只能用作低溫窯的燃料。(3)焦炭煤氣：焦炭(焦化)副產(chǎn)品，主要可燃性成分是氫、烴、一氧化碳、熱值高。材料高溫設(shè)備，(4)發(fā)生爐煤氣：以空氣發(fā)生爐煤氣、水煤氣、混合煤煤氣、固體

14、燃料(塊煤)為原料，在煤氣發(fā)生爐汽化而獲得的人工燃料。2.液體燃料液體燃料包括石油和加工產(chǎn)品，但硅酸鹽工業(yè)中廣泛使用的液體燃料是重油。從油井中開采的被稱為原油。原油分餾后可以得到汽油、煤油、柴油、潤(rùn)滑油、燃料油(即重油)等多種石油產(chǎn)品等。因此，重油可以看作原油蒸餾柴油后剩下的沉重部分。，材料高溫設(shè)備，重油的組成主要是碳?xì)浠衔?烯烴)和極少量硫化物，氧化物，水分和機(jī)械雜質(zhì)。以可燃性為基礎(chǔ)的重油構(gòu)成如下：CR:85 88%；HR:10 13%；NR or:0.5 1%；Sr: 0.2 1%。碳和氫是重油的主要成分，總量在95%以上，雜質(zhì)很少，重油的熱值很高。材料高溫設(shè)備，重油的粘度重油為液體燃料，便于重油的裝卸和燃燒時(shí)的霧，粘度值很重要。一般來說，銀籽(E)粘度表示測(cè)量溫度(50)重油在恩格爾粘度計(jì)中流動(dòng)200毫升的時(shí)間(秒S)與200毫升20蒸氣流動(dòng)的時(shí)間之比。重油的粘度與溫度關(guān)系較大，溫度升高，重油的粘度降低。請(qǐng)參閱圖4-1.jpg。根據(jù)銀的粘度，重油分為20#、60#、100#、200 # 4個(gè)品牌。材料高溫設(shè)備，重油的燃點(diǎn)，燃點(diǎn)，凝固點(diǎn)重油加熱時(shí)，表面產(chǎn)生蒸汽，溫度越高產(chǎn)生的蒸汽濃度越大，直到某個(gè)溫度，重油的蒸汽濃度達(dá)到一定值時(shí)，到達(dá)火焰時(shí)，油表面發(fā)生閃光現(xiàn)象。閃燈發(fā)生時(shí)的油溫稱為重油的燃點(diǎn)。閃點(diǎn)分為打開和