第2章 锅炉燃料
管式加热炉第二章
影响过剩空气系数的因素 燃料性质 燃烧器的性能 炉体密封性能 加热炉的测控水平 烟囱挡板
过剩空气系数的确定 自然通风式燃烧器 烧油α =1.30 烧气α=1.25 预混式气体燃烧器 α =1.20 强制通风式燃烧器 烧油 α=1.15～1.20 烧气α =1.10～1.15 由烟道气组成分析结果计算 燃料完全燃烧时： 燃料不完全燃烧时:
Q Q Q Q Q 2 3 L 1 1 Bl Q Bl Q
各种热量确定方法：
q Q
q Q
1 l
根据过剩空气系数和烟气出对流室的温度由图2-2查得； 、q
3 l
2 l
Q
在设计加热炉时可以不考虑这两部分损失。
qL Ql
一般变化不大，立式炉和圆筒炉约为0.02～0.05，其中 辐射室为0.01～0.03, 对流室为0.01～0.02。
燃料的组成 用元素组成表示
即油中所含各元素 的质量百分数 用各组分体积 百分数表示
发热值
低发热值 燃料完全燃烧， 其燃烧产物中的 水分仍以汽态存 在时所放出的热 量。
发热值 计算
燃料油发热值 1公斤燃料完全燃烧时所放出的热量，单位kJ/kg。 (1)根据燃料油元素组成（质量百分数）计算: 339. 1 1 2 4 5 7 6 1 C . 01 8H . O 8) 62(S h 高发热值： Q 339 1 . 0 1 3 4 0 1 7 . 0 C 0 8 0 . O 2 8 )5 H 6. 2 低发热值： Q l (2)根据燃料油的相对密度计算:
燃料用量
Q B Q lη
加热炉热负荷一定时，燃料的发热值越大，炉子 的热效率越高，越节省燃料用量。 对于固定的燃料，完成一定的热任务时，燃料用 量仅与加热炉的热效率有关。
锅炉基础知识(大全)
第一章：锅炉的工作原理锅炉的用途及工作原理锅炉是国民经济中重要的热能供应设备。
电力、机械、冶金、化工、纺织、造纸、食品等行业, 以及工业和民用采暖都需要锅炉供给大量的热能。
)锅炉是利用燃料燃烧释放出的热能或其他能量将工质( 中间载热体) 加热到一定参数的设备。
应用于加热水使之转变为蒸汽的锅炉称为蒸汽锅炉,也称为蒸汽发生器; 应用于加热水使之提高温度转变为热水的锅炉, 称为热水锅炉；而应用于加热有机热载体的锅炉称为有机热载体锅炉。
从能源利用的角度看,锅炉是一种能源转换设备。
在锅炉中,一次能源( 燃料) 的化学贮藏能通过燃烧过程转化为燃烧产物( 烟气和灰渣) 所载有的热能,然后又通过传热过程将热量传递给中间载热体( 例如水和蒸汽), 依靠它将热量输送到用热设备中去。
这种传输热量的中间载热体属于二次能源,因为它的用途就是向用能设备提供能量。
当中间载热体用于在热机中进行热一功转换时, 就叫做“工质“。
如果中间载热体只是向热设备传输、提供热量以进行热利用,则通常被称为“热媒“。
锅炉按其用途可以分为电站锅炉、工业锅炉、船舶锅炉和机车锅炉等四类。
前两类又称为固定式锅炉,因为是安装在固定基础上而不可移动的。
后两类则称为移动式锅炉。
本书介绍的是固定式工业锅炉。
在锅炉中进行着三个主要过程:1) 燃料在炉内燃烧,其化学贮藏能以热能的形式释放出来,使火焰和燃烧产物( 烟气和灰渣) 具有高温。
2) 高温火焰和烟气通过“受热面“向工质( 热媒) 传递热量。
3) 工质(热媒) 被加热,其温度升高或者汽化为饱和蒸汽,或再进一步被加热成为过热蒸汽。
以上三个过程是互相关联并且同时进行的,实现着能量的转换和传递。
伴随着能量的转换和转移还进行着物质的流动和变化:(1) 工质,例如给水( 或回水〉进入锅炉,最后以蒸汽( 或热水) 的形式供出。
(2) 燃料,例如煤进入炉内燃烧,其可燃部分燃烧后连同原含水分转化为烟气,其原含灰分则残存为灰渣。
第二章 锅炉类别、参数及型号
大 学
压力、蒸汽温度和给水温度或者热功率、
锅 出口热水压力、出口热水温度和给水温度
炉 研
（回水温度）
究
所
•锅炉在确保安全的前提下长期连续运行、每 小时所产生蒸汽的数量，称为这台锅炉的蒸
发量。蒸发量又称为“出力”或“容量”， 一般用符号“D”来表示，常用的单位为t／h。
•锅炉蒸发量可分为额定蒸发量，经济蒸发量
学 锅 炉 研 究 所
例如：DZL4-1.25-W
表示单锅筒纵置式链条炉排炉，蒸发量4t/h，压力 1.25MPa, 饱和温度，燃用无烟煤，原型设计。
又如：SHS10一1.25/250一A2
表示双锅筒横置式室燃锅炉，蒸发量10t/h，压力
1.25MPa，过热蒸汽温度250℃，燃用烟煤，第二次设计。
第二章 锅炉类别、参数及型号
§2—1 锅炉的主要分类
西 §2—2 锅炉的技术经济性及安全性指标
安
交 通
§2—3 锅炉发展简史
大
学
锅 炉
§2—4 锅炉参数和型号
研
究
所
§2–1
西 安 交 通 大 学 锅 炉 研 究 所
锅炉的分类
一、按用途分类
电站锅炉 用于发电，大多为大容量、高参数锅
炉，火室燃烧，热效率高，出口工质为过热蒸汽。
西 安
例如：QXW2.8一0.7/95/70一A2
交 通 大
表示强制循环式往复炉排热水锅炉，额定供热量2.8MW， 额定工作压力0.7MPa，额定出水温度95℃，额定进水温
学 度70℃。燃用烟煤，第二次设计。
锅
炉
研
究
所
二、电站锅炉型号
西 安 交 通 大 学 锅 炉 研 究 所
锅炉第二章题库答案
第二章燃料与燃烧计算一、名词解释1、发热量：单位质量的燃料在完全燃烧时所放出的热量。
2、高位发热量：1kg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。
3、低位发热量：高位发热量中扣除全部水蒸气的汽化潜热后的发热量。
4、标准煤：规定收到基低位发热量Qnet，ar =29308kJ/kg的煤。
6、煤的挥发分：失去水分的干燥煤样置于隔绝空气的环境下加热至一定温度时，煤中的有机物分解而析出的气态物质的百分数含量。
7、油的闪点：油气与空气的混合物与明火接触发生短暂的闪光时对应的油温。
8、完全燃烧：燃烧产物中不再含有可燃物的燃烧。
9、不完全燃烧：指燃料的燃烧产物中还含有某些可燃物质的燃烧。
10、理论空气量：1kg收到基燃料完全燃烧，而又无过剩氧存在时所需的空气量。
11、过量空气系数：实际供给的空气量与理论空气量的比值。
12、理论烟气量：供给燃料以理论空气量，燃料达到完全燃烧，烟气中只含有二氧化碳、二氧化硫、水蒸气及氮气四中气体时烟气所具有的体积13、烟气焓：1kg固体、液体燃料或标准状态下1m³气体燃料燃烧生成的烟气在等压下从0℃加热到某一温度所需的热量。
二、填空1、煤的元素分析法测定煤的组成成分有碳、氢、氧、氮、硫、灰分、水分，其中碳、氢、硫是可燃成分，硫是有害成分。
2、煤的工业分析成分有水分、挥发分、固定碳和灰分。
3、表征灰的熔融特性的四个特征温度为变形温度、软化温度、半球温度和流动温度。
4、煤的炭化程度越深，其挥发分含量越少，着火温度越高，点火与燃烧就越困难。
5、煤的成分分析基准常用的有收到基、空气干燥基、干燥基和干燥无灰基。
6、理论水蒸气体积，包括燃料中氢完全燃烧生成的水蒸气、燃料中水分受热蒸发形成的水蒸气、理论空气量带入的水蒸气三部分。
0带进烟气中的水蒸气体积为V k0 m3/kg。
7、随同理论空气量Vk8、烟气成分一般用烟气中某种气体的所占干烟气总体积的体积百分数含量来表示。
锅炉原理-2010-01-概述.
N2
2018/12/22
CO2
O2
H2O
18
火力发电厂的汽水流程
原水 软化 低压加热器 除氧器
过热器
水冷壁
省煤器
高压加热器
高压缸 抽汽
2018/12/22
再热器 抽汽
中压缸
低压缸
凝汽器
19
00300530 锅炉原理 第一章 概述
§1.1 锅炉机组的工作过程
1，原煤：配煤破碎干燥、制粉输送煤
EHE， INTREX, Ω管
分离器效率低 磨损 翻床 结渣 汽温不足 蒸发量不足
11
世界能源储藏分布
煤炭 美国、中国、俄罗斯、澳 大利亚
石油
委内瑞拉、中东、俄罗斯
天然气
2018/12/22
中东、俄罗斯、美国
12
中国电站锅炉燃料：煤炭为主
烟煤：陕西、山西北部、内蒙古西部、 安徽北部 无烟煤：山西东部、河南西部、湖南、 贵州、广东 贫煤：山西中南部、山东西南部、江西 南部 褐煤：内蒙与东三省交界处、云南东北 部
[1] 樊泉桂 锅炉原理[M]. 第一版.北京：中国电力出版社. 2008年9月.
全书内容
第一章 概述 第二章 燃料及其燃烧特性
第三章 燃料燃烧计算和锅炉机组热平衡
第四章 煤粉制备及系统 第五章 燃烧理论基础 第六章 燃烧设备和煤粉燃烧技术
[1] 樊泉桂 锅炉原理[M]. 第一版.北京：中国电力出版社. 2008年9月.
2018/12/22
9
固体燃料：
固体燃料 煤炭 秸秆 生活垃圾 褐煤 工业垃圾 洗中煤 农场垃圾 林场垃圾 石油焦
2018/12/22 10
无烟煤 贫煤 烟煤
锅炉原理---第2章燃料及燃料燃烧计算
能源与动力工程学院
School of Energy & Power Engineering
山东大学
中国 济南
灰分的影响
• • • • • • • • • • 发热量下降：有效热量减少，着火热增大； 理论燃烧温度、炉内温度下降：燃烧速度降低，燃烧稳 定性变差，q4增加； 产生灰壳：q4增加； 排渣物理显热增加； 排烟温度升高、q2增加； 过热蒸汽温度升高：灰分增加10%→汽温升高5℃； 造成炉内结渣、高温腐蚀； 磨损、积灰； 制粉系统能耗增加； 造成环境污染；
中国 济南
能源与动力工程学院
School of Energy & Power Engineering
00:56:36
山东大学
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• • • • •
•
变形温度DT（deformation temperature），锥顶变圆或开始倾斜； 软化温度ST（softening temperature），锥顶弯至底或萎缩成球形； 半球温度 HT(half ball temperature) ，锥体变化为半球形（用的不 多）； 熔化温度 FT（ fusing temperature ），是指锥体呈流体状态能沿平 面流动(也有称为流动温度，fluid temperature,不确切)。 DT、ST、FT这三个温度表示燃料中灰分的熔化特性，均可称为灰 熔点。对大部分煤来说，其灰分的这三个温度约为 1000~1600℃， 当ST>1400℃时，称为具有难熔灰分的煤，当ST<1200℃称为具有 易熔灰分的煤。 对固态排渣煤粉炉，当灰的软化温度ST>1350℃时，造成炉内结渣 的可能性不大。为了避免炉膛出口处结渣，炉膛出口烟温应至少比 DT低50~100℃。
第二章 循环流化床的基本理论
2020年4月2日
第二节 流态化及其典型形态
一、流态化
1. 流态化现象
固体颗粒在流体作用下表现出类似流体状态的现象（气体和液体 作为流化介质）
2. 流态化
由于固体颗粒群与气体（或液体）接触时固体颗粒转变成类似流 体的状态
3、气固流态化
在流化床锅炉燃烧中，流化介质为气体，固体煤颗粒及其燃烧后 的灰渣被流化
➢ （2）腾涌（节涌 —— 发生腾涌时，床面以某种有规律的频率上升、破裂， 风压剧烈波动，燃烧不稳定，在床料断层下部易引起结焦
2020年4月2日
第三节 循环流化床的流体动力特性
循环流化床装置
下部颗粒密相区和上部上升段稀相区的循环流化床、气固物料分离装置、 固体物料回送装置等三个部分组成的闭路循环系统
六、夹带和扬析
3. 夹带、扬析的重要性
➢ 合理组织燃烧和传热 ➢ 保证足够的循环物料 ➢ 烟气中灰尘达到排放标准
4. 输送分离高度（TDH，Transport Disengaging Height）
➢ 粗颗粒ut> u0 →经过一定的分离高度后重新返回床层 ➢ 细颗粒ut< u0 →被夹带出床体 ➢ 自由空域内所有粗颗粒都能返回床层的最低高度（高度从床层界面算起）定
2020年4月2日
一、颗粒浓度分布
1. 各种流态化形态下的颗粒浓度分布
➢ （4）颗粒混返（固体物料内循环） • a. 小颗粒随气流上升，部分碰撞下落，总趋
势向上 • b. 大颗粒中心处上升，一定高度时在边壁处
下落 • c. 床层各截面上，颗粒平均速度沿轴向增大
直至趋于恒定（床层足够高） • d. 若R一定，平均颗粒速度随u0增大而增大；
2020年4月2日
第2章 燃料及燃烧计算=长沙理工大学锅炉原理
煤的可磨性系数与磨损指数
煤的可磨性系数：
国际标准：哈德格罗夫法（Hardgrove法），测定哈氏可磨性指数HGI
煤的磨损性指数 表示磨损的轻重程度；旋转磨损试验仪；冲刷式磨损试验仪：Ke＝E/At
Page 14
Principles of Boiler
2013-8-2
长沙理工大学能动学院
煤的分类
我国动力煤的分类（分类依据: Vadf）
氧)可通过燃料中可燃元素（C、H、S）的燃烧化学反应方程式求得
V 0 1 (1.866 C a r 5.56 H a r 0.7 S a r - 0.7 O a r ) 0.21 100 100 100 100
0.0889(Car 0.375Sar ) 0.265H ar 0.333Oar
0 O Vy0 VRO2 VN2 VH 2O
(Car 0.375Sar ) N 0.8 ar 0.79V 0 100 100 H ar M ar 11.1 1.24 0.0161V 0 , Nm3 / kg 100 100 1.866
Page 15 Principles of Boiler 2013-8-2
长沙理工大学能动学院
煤的类型
无烟煤
碳化程度高，含碳量很高，达95%，杂质很少，发热量很高,约 为25000～32500 kJ/kg；
挥发份很少，小于10%，Vdaf析出的温度较高（可达400℃），着 火和燃尽均较困难,储存时不易自燃 褐煤 碳化程度低，含碳量低，约为40～50%，水分及灰分很高，发热 量低, 约10000～21000 kJ/kg； 挥发分含量高，约40～50%，甚至60%，挥发分的析出温度低 （＜200℃），着火及燃烧均较容易
第二章 燃烧系统讲解
第二章燃烧系统第一节燃烧概况一概述燃烧方式采用从美国阿尔斯通能源公司引进的摆动式四角切圆燃烧技术。
本燃烧设备燃煤为神府东胜煤，采用中速磨煤机、冷一次风机、正压直吹式制粉系统设计，煤粉燃烧器为四角布置、切向燃烧、摆动式燃烧器。
燃烧器共设置六层煤粉喷嘴，锅炉配置6台HP1003型中速磨煤机，每台磨的出口由四根煤粉管接至炉膛四角的同一层煤粉喷嘴，锅炉MCR和ECR负荷时均投5层，另一层备用，煤粉细度R75=25%。
燃烧方式采用低NOx同轴燃烧系统（LNCFS）。
通过分析煤粉燃烧时NOx的生成机理，低NOx煤粉燃烧系统设计的主要任务是减少挥发份氮转化成NOx，其主要方法是建立早期着火和使用控制氧量的燃料/空气分段燃烧技术。
LNCFS的主要组件为：a.紧凑燃尽风（CCOFA）；b.可水平摆动的分离燃尽风（SOFA）；c.预置水平偏角的辅助风喷嘴（CFS）；d.强化着火（EI）煤粉喷嘴。
LNCFS在降低NOx排放的同时，着重考虑提高锅炉不投油低负荷稳燃能力和燃烧效率。
通过技术的不断更新，LNCFS在防止炉内结渣、高温腐蚀和降低炉膛出口烟温偏差等方面，同样具有独特的效果。
主风箱设有6层强化着火煤粉喷嘴，在煤粉喷嘴四周布置有燃料风（周界风）。
在每相邻2层煤粉喷嘴之间布置有1层辅助风喷嘴，其中包括上下2只偏置的CFS喷嘴，1只直吹风喷嘴。
在主风箱上部设有2层CCOFA（Closed-coupled OFA，紧凑燃尽风）喷嘴，在主风箱下部设有1层UFA （Underfire Air，火下风）喷嘴。
参见图1：煤粉燃烧器布置图。
在主风箱上部布置有SOFA（Separated OFA，分离燃尽风）燃烧器，包括5层可水平摆动的分离燃尽风（SOFA）喷嘴。
参见图2：SOFA燃烧器布置图。
连同煤粉喷嘴的周界风，每角主燃烧器和SOFA燃烧器各有二次风挡板25组，均由电动执行器单独操作。
为满足锅炉汽温调节的需要，主燃烧器喷嘴采用摆动结构，由内外连杆组成一个摆动系统，由一台气动执行器集中带动作上下摆动。
电厂锅炉习题及题解
一、名词解释：1、锅炉容量D2、锅炉额定蒸发量D e3、锅炉最大连续蒸发量MCR4、锅炉额定蒸汽压力5、锅炉额定蒸汽温度6、锅炉热效率7、锅炉连续运行时数8、锅炉事故率9、锅炉可用率二、填空题：1、电站锅炉设备一般是由____________和_____________组成的。
2、火力发电厂中三大主机是___________、_____________、____________。
3、锅炉按燃烧方式分有__________、__________、__________和___________。
4、煤粉炉按排渣方式分有______________和______________锅炉。
5、锅炉按工质在蒸发受热面内的流动方式分有____________、_____________、____________和____________锅炉。
6、锅炉型号DG－670/13.7－540/540－8中，分别表示___________，___________，__________，____________，____________，______________。
7、锅炉按蒸汽参数分为____________、____________、___________、__________、和___________。
8、我国目前的主力发电机组是____________，目前最大机组是___________，相应的锅炉容量是___________。
9、我国300MW和600MW机组锅炉蒸汽压力多为___________，锅炉蒸汽温度多限制在__________以内。
10、国外火电机组的锅炉多为____________，参数多为__________或____________，温度由___________到___________。
国外最大的电厂锅炉容量为____________，一般单台火电机组容量为____________。
三、问答题：1、画出电站锅炉本体的简图，并简述锅炉本体的组成。
第二章+锅炉自动控制系统
串级三冲量给水控制系统图
燃烧率阶跃扰动下的水位响应曲线
在燃烧率Q阶跃变化时，水位的响应曲线如图2-8所示。水位变化的动态特 性用下列传递函数表示：
GHQ ( s)
——为迟延时间（s）。
H (s) K [ ]e s Q( s ) (1 Ts)2 s
上式与蒸汽流量的扰动影响下的传递函数相类似，但增加了一个纯迟延环节。
(4) 根据运行中汽包“虚假水位”现象的 情况。设定蒸汽流量信号强度系数 D 。如“虚假水位”现象严重，可适当加强蒸 汽流量信号，例如可使蒸汽流量信号强度为 给水流量信号强度的1～3倍。但若因此需要 减小给水流量信号强度，则需要重新修正主、 副调节器的整定参数。 (5) 进行机组负荷扰动试验，要求同单级三 冲量系统。
1） 串级三冲量给水控制系统的组成为： (1) 给水流量W、给水流量变送器 rw 和给水流量反馈装置 aw 、副调节器PI2、 执行机构 K Z 、调节阀 K 组成的内回路（或称副回路）。
(2) 由水位控制对象 W01 s 、水位变送器 rH 、主调节器PI1和内回路组成 的外回路（或称主回路）。 (3) 由蒸汽流量信号D及蒸汽流量测量装置 rD 、蒸汽流量前馈装置
本章主要学习模拟量控制系统中锅炉部分的各主要子控制系统：给水控制系统、气 温控制系统和燃烧控制系统。
一、 模拟量闭环控制系统（MCS）
主要包括以下子系统： 1．锅炉给水控制系统 锅炉给水控制系统是调节锅炉的给水量以适应机组负荷（蒸汽量）的变化， 保持汽包水位稳定（对于汽包锅炉）或保持在不同锅炉负荷下的最佳燃水 比（对于直流锅炉） 2．汽温控制系统 汽温控制的质量直接影响到机组的安全与经济运行。它包括主蒸汽温度控制和 再热蒸汽温度控制 （过热气温调节：喷减温水；再热气温调节：烟气挡板位置）
第二章 燃料与燃烧计算
能源与燃料
• 一次能源——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
• 非再生能源——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 • 再生能源——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
1. 2. 3. 4. 5. 6. 密度 粘度 凝固点 比热容 闪点和燃点 爆炸极限
1.密度
• ρ420
• 柴油：0.831~0.862 • 重油：0.94~0.98
• ρ4t= ρ420-α(t-20) • 密度越小，含氢量越多，含碳量越小，发热量 越高
2.粘度
• 表征流动性能的特性指标
• 粘度大，流动性差，在管道内输送阻力大，装卸和雾化困难
一 气体燃料的分类
气田气(纯天然气) — —从气井开采出来 天然气 石油气(石油伴生气) — —伴随石油一起开采出来 凝析气田气 — —含石油轻质馏分 煤矿矿井气 — —从井下煤层抽出 干馏煤气 — —利用焦炉、炭化炉等对煤进行干馏而得到 人工燃气气化煤气 — —煤在高温下与气化剂反应所生产的燃气。如水煤气、发生炉煤气、压力气化 油制气 — —用石油系原料经热加工制成的燃气总称。采用重油或渣油，作掺混气或缓冲气 高炉煤气和转炉煤气 — —冶金企业炼铁、炼钢的副产气 液化石油气 — —从油、气开采或石油加工过程中获得。炼油厂催化裂化气中提取。 主要组分C3 H 8、C3 H 6等 — —各种有机物质在隔绝空气的条件下发酵，并在微生物作用下产生的可燃气体 生物气（沼气）
煤的类型
烟煤
碳化程度次于无烟煤，含碳量较高，40～60%,杂质少，发热量较 高, 约为20000～30000 kJ/kg；
热电锅炉培训教案
热电锅炉培训教案第一章发电厂整体认识火力发电厂的三大主机是锅炉、汽轮机、发电机锅炉用燃料燃烧释放出来的热能将水加热成具有一定压力和温度的蒸汽，然后蒸汽沿管道进入汽轮机膨胀做功，带动发电机一起高速旋转，从而发出电能整个过程中存在三种能量转换过程：锅炉 :燃料的化学能转换成热能汽轮机 :热能转换成机械能发电机 :机械能转换成电能第二章锅炉整体认识一、锅炉设备的作用及构成1、作用：锅炉是发电厂最重要的能量转换设备之一，它的任务就是：通过燃烧将给水进行加热，制造出合格品质的过热蒸汽，供汽轮机使用。
2、构成：锅炉本体由“锅”和“炉”两部分组成“锅”: 就是锅炉的汽水系统[由省煤器、汽包、下降管、水冷壁、过热器、再热器等组成]过程：给水由给水泵打入省煤器以后，逐渐吸热，并蒸发成为饱和蒸汽；饱和蒸汽在汽包中经分离、清洗后，引入过热器，逐渐过热到规定温度，成为合格的过热蒸汽，然后送到汽轮机；过热蒸汽在汽轮机高压缸中膨胀做功后，汽温汽压均下降，在高压缸出口由导管将蒸汽引入锅炉再热器中再次进行加热成为高温再热蒸汽，送往汽轮机中/低压缸继续膨胀做功。
“炉”：就是锅炉的燃烧系统[包括：由炉膛、烟道、喷燃器、空气预热器等组成]过程：送风机―空预器―制粉系统―喷燃器―炉膛―各受热面―除尘器－引风机－烟囱[密封风、三次风][二次风]锅炉炉膛具有较大的空间，煤粉在炉膛内悬浮燃烧，炉膛周围墙壁上布置有密集排列的水冷壁管，管内有水和蒸汽通过，既能吸收炉膛的辐射热，又能保护炉墙不致被烧坏。
燃烧中心具有1500℃或更高的温度，但在上部炉膛出口处，烟气温度要低于煤灰的熔点，以免融化的灰渣粘结在烟道内的受热面上。
煤粉燃烧所生成的较大灰粒将至炉膛底部的冷灰斗中，逐渐冷却和凝固，并落入排渣装置，由排渣机排走。
大量较细的灰粒随烟气离开炉膛，流经一系列的受热面，逐渐冷却，最后由引风机经烟囱排入大气。
排烟温度一般为150℃左右。
为了减少排烟所带出的飞灰污染环境，离开锅炉的烟气先流经除尘器使绝大部分飞灰被捕捉下来，最后只有极少量的细微灰粒排入大气。
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问甲乙两锅炉那台产汽成本低?
发热量相关值
标准煤 收到基低位发热量为29310 kJ/kg(29270 kJ/kg或7000kcal/kg)
标准煤耗量
的燃料为标准煤
Bb Bs
Qar .net .P 29310
式中 B b B——分别为标准煤耗量与实际煤耗量 、 s
折算成分 相对于每4190 kJ/kg (4182 kJ/kg或1000kcal/kg)
液体燃料
气体燃料
生物质能
电力燃料的选用
从能源利用的政策上
（1）弃优用劣
（2）就地取才 （3）充分利用 （4）保护环境
燃烧取其热量属于低级行为
运输成本和交通运力等 提高经济性 社会效益，国家强制
电厂考虑价格，核算成本，企业以赢利为目的
煤的特性
煤的成分 煤 的 特 性 煤的发热量
煤灰的熔融性 煤的可磨性和磨损性
煤中M、A对锅炉工作的影响
水分M、灰分A
M、A 高，煤中可燃成分相对减少，煤的热值低 M、A 高，M 蒸发、A熔融均要吸热，炉膛温度降低 M、A 高，增加着火热或包裹碳粒，使煤着火、燃烧与燃尽困难 M、A 高，q2、q3、q4、q6 增加，效率下降 M、A 高，过热器易超温
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工业分析实验：
三、煤的成分分析基准及其换算
1.煤的成分分析基准
水分和灰分的含量受开采、运输、储存和天气的影响而变化，从而使其 他成分的质量百分含量发生变化。
成分分析基准用来表达成分含量所处状态和条件，可确切地反映煤的特 性，使各种分析结果具有可比性。
常用的分析基准
（1）收到基 用下标“ar”表示，用于设计与运行,为计算基准 （2）空气干燥基 用下标“ad”表示，用于确定内在水分 （3）干燥基 用下标“d”表示，用于确定灰分 （4）干燥无灰基 用下标“daf”表示，用于煤的分类
Air dry
Dry
Cdaf+Hdaf+Odaf+Ndaf+Sdaf=100
（%）
Dry and ash free
2.各种成分分析基准的换算
各种成分（除水分以外）之间可以互相换算，换算系数列于表2-1中。 未知基准成分=已知基准成分×换算系数K 100 M f Mar M f Mad 对于水分: 100
式中: Mf—外部水分; Mad—内部水分即空气干燥基水分（Minh)。
换算系数K的推导： 参见陈学俊、陈听宽, 锅炉原理, 机械工业出版社, 1991.
煤的发热量
煤的发热量（kJ/kg) 单位质量的煤完全燃烧时所释放的热量
高位发热量(Qar,gr /Qgr) 1kg煤完全燃烧所放出的热量，其中包
折算成分（） 折算水分 折算灰分 折算硫分
低 <7.0 <12.0 <0.5
中等 7.0~12.0 12.0~17.0 0.5~1.3
高 >12.0 >17.0 >1.3
1.解: Azs1=4190*Aar1/1=4.864% Gh1=B1Aar1=35056kg/h
Azs2=4190*Aar2/2=3.642% Gh2=B2Aar2=26247kg/h
煤的发热量测定和估算（自学）
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1. 某台1000t/h锅炉, 设计用煤的1=17229kJ/kg,B1=175280kg/h，Aar1=20%, 实际燃煤2=24162kJ/kg,B2=124985kg/h，Aar2=21%
问实际燃煤比设计煤种对锅炉危害成如何?
2.甲,乙两台锅炉各生产1吨同样参数的蒸汽,甲锅炉耗煤310公斤, 煤的发热量为2860kcal/kg,乙锅炉煤耗148公斤,煤的发热量为 9240kcal/kg
– 用角锥法测定
– 定义：（1）变形温度DT （2）软化温度ST （3）熔化温度FT – 一般用软化温度ST作为灰熔融性的指标（或称灰熔 点） – 长渣（FT-DT=200~400℃）容易结渣；短渣（ FTDT =100 ~200℃）不容易结渣。
煤的灰分特性
煤的灰分特性
用灰熔点表示，煤灰的角锥法确定 灰的变形温度 DT（原t1） 灰的软化温度 ST（原t2） 灰的流动温度 FT（原t3）
形成酸雨，污染环境
燃料中的硫化铁加剧磨煤部件的磨损
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（4）氧和氮 实际上不可燃，氧的含量与煤的炭化程度有关，最多可达40%； 氮的含量比较少，只有0.5% 2%。 氧的影响：使可燃元素相对减少，煤的发热量降低。 氮的影响：在一定条件下生成Nox，对环境有害。
（5）水分 不可燃成分、有害成分，含量差别大（2% 60%） 水分的相关定义：表面水分（外在水分）、固有水分（内在水分） 全水分 水分对锅炉工作的危害： （1）降低发热量 （2）阻碍着火及燃烧 （3）影响煤的磨制及煤粉的输送 （4）烟气流过低温受热面产生堵灰及低温腐蚀
灰分特性影响因素
煤灰的化学组成 煤灰中酸性氧化物使灰熔点提高；碱性氧化物使灰熔点降低
煤灰周围高温介质的性质
氧化性介质中，灰熔点较高；还原性介质中，灰熔点较低
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• 影响灰熔融性的因素
1.灰的成分
一般灰中高熔点成分（SiO2、Al2O3、MgO 等）越多时，灰的熔点也越高；(硅铝比=1.18） 相反，含熔点低的成分（FeO、Na2O、K2O） 越多时，灰的熔点也越低。
煤中V对锅炉工作的影响
挥发分 V
V的含量代表了煤的地质年龄，地质年龄越短，煤的碳化程度越浅， V含量越多。
V含量越多（C含量越少），V中含O量亦多，其中的可燃成分相应减少， 这时，V的热值低 V含量越多，煤的着火温度低，易着火燃烧 V 多，V挥发使煤的孔隙多，反应表面积大，反应速度加快 V 多，煤中难燃的固定碳含量便少，煤易于燃尽 V 多， V着火燃烧造成高温，有利于碳的着火、燃烧
（6）灰分 灰分的定义 燃烧前后灰分中的矿物质是不同的 内在灰分与外在灰分 不可燃成分、有害成分， 含量差别大（10% 50%）
灰分对锅炉工作的危害： （1）降低发热量 （2）阻碍着火及燃烧 （3）烟气携带飞灰流过受热面产生结渣、积灰、磨损、腐蚀等 有害现象 飞灰对大气的污染
收到基低位发热量的煤中所含的收到基水分、灰分和硫分，称为折 算水分、折算灰分和折算硫分
M ar . zs
Aar . zs
M ar 4190, (%) Qar .net
Aar 4190, (%) Qar .net
Sar . zs
Sar 4190, (%) Qar .net
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• 采用折算成分判断煤中水分、灰分和硫分 高、中、低
M（内、外）、A
可燃气体 挥发份 失去水分的煤样,在隔绝空气下加热至 850±20℃,是燃料中有机物分解而析 出的气体产物,称为 挥发分. 主要由各种CmHn,H2,CO,H2S等可燃气体及少量的O2,CO2,N2等 不可燃气体组成.含量随煤化程度的提高而减少
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煤的组成成分及性质
一、煤的元素分析
结论:实际用煤的灰虽比设计用煤的灰分含量大但 由于其发热量高,折算灰分小,且燃烧后生成的灰 量也少,所以实际燃煤对锅炉的危害程度低.
2. 解: 甲: 310*2860=886600kcal 886600/7000=126.66kg 乙: 148*6240=923520kcal 923520/7000=131.93kg 结论: 甲锅炉产汽成本低.
煤灰的熔融特性
煤粉中的灰分经燃烧后有下列三种形式 • （1）保持固体状态，以飞灰形态通过锅炉各受热 面，引起磨损。 • （2）融化成液态，形成结渣。 • （3）挥发成气态，在较冷受热面形成沾污。
• （一）、结渣的危害
– 影响传热，降低锅炉效率； – 严重时，发生事故，锅炉被迫停炉。
• （二）灰的熔融性的测定
即化学分析：碳（C）、氢（H）、氧（O）、氮（N）、硫（S）五种元素和 水分（M）、灰分（A）两种成分。
可燃成分与不可燃成分
（1）碳 主要的可燃成分，其含量一般为40% 90% 碳的燃烧反应 固定碳的定义---煤中有机质在高温下裂解并逸出气态产物后剩下的 固态产物 固定碳的燃烧特性
（2）氢 氢的发热量比较高但含量较少（3% 6%）氢燃烧后生成H2O,其物态影响 反应的发热量 氢的燃烧特点及其对煤着火的影响
Qd . gr 226 H d
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发热量各基准间的换算
高位发热量(Qgr)各基准间的换算采用表（2－1）换算系数
低位发热量(Qnet)各基准间的换算分三步进行
(采用上述换算系数)
1. 已知基准的 Qnet → 已知基准的 Qgr 2. 已知基准的 Qgr → 所求基准的 Qgr 3. 所求基准的 Qgr →所求基准的 Qnet
（3）硫 煤中硫的组成：
可燃硫（有机硫、硫化铁中的硫）和硫酸盐中的硫
硫燃烧后生成SOx 低温腐蚀、大气污染 煤中的硫化铁对磨煤部件的磨损
煤中C、S对锅炉工作的影响
含碳量 C
C 高，热值高；但不易着火、燃烧
硫分 S
可燃硫的热值低，含量少，对煤的着火、燃烧无明显影响 易造成受热面的堵灰；高、低温腐蚀
第2章 锅炉燃料
煤的化学：了解燃料特别是煤的特性，为煤的燃烧作准备； 本章关键：学会煤的评价指标，何为好、坏煤？
本章难点：煤的成分换算.
对后面内容影响：锅炉经济性分析（热效率） 制粉系统 燃烧过程及燃烧布置
第一节 煤
固体燃料
煤、焦炭、煤矸石、页岩、型煤等 轻柴油、重油、渣油、液化煤炭、氺煤浆等 天然气、高炉煤气液化石油气、焦炉煤气等 农林业废弃物、城市垃圾等
M、A 高，受热面腐蚀、堵灰、结渣及磨损加重