循环流化床锅炉 第二章 锅炉基础知识

Nm / kg
3
Vgy VRO2 VN2 VO2 VCO
Nm / kg
20
3
5）烟气成分的概念： 1kg燃料、占干烟气容积、百分数
CO2 VCO2 Vgy 100 %
SO2 VSO2 Vgy 100 %
O2
VO2 Vgy
100
%
VCO CO 100 Vgy
%
反平衡
100 q2 q3 q4 q5 q6
%
33
3、锅炉燃料消耗量 Qgl 1）实际燃料消耗量 B 100 kg/h
gl Qr
用途：燃料输送和制备系统计算
2）计算燃料消耗量 B B 1 q4 kg/h j 100

用途：空气需要量和烟气容积计算 3）标准煤消耗量
3
2、工业分析成分及其性质
工业分析成分的用途
①成分组成及获得方法
水分 Mf ：风干
Minh：102～105℃
挥发分V：隔绝空气 焦 固定碳FC：850 ±10℃ 炭 灰分A
2h
7min
900±10℃
2h
4
2、挥发分与焦炭 ①挥发分 组成 特点 对锅炉工作的影响 ②焦炭 特性——焦结性
1、分类依据——Vdaf 2、类型：无烟煤 贫煤 烟煤 褐煤 3、特点：①Vdaf ②Car ③Qnet,ar ④燃烧特性
13
五、其他燃料 煤矸石 洗中煤 煤泥 生物质 石油焦
14
§2.2
燃料燃烧计算
一、燃烧的化学反应 1.燃烧的实质 2.完全燃烧和不完全燃烧的概念 3.氧气的来源 二、燃烧的空气需要量 1、理论空气量 1）定义: 1kg收到基、完全燃烧、无剩余氧 V 0 Nm3/kg 2）计算式
22
α的计算 忽略Nar含量，由α的定义式推导得： 不完全燃烧 21


O2 0.5CO 21 79 100 RO2 O2 CO
21 O2 21 79 100 RO2 O2
完全燃烧

实用意义：对于一定的燃料，利用烟气分析结果 可算出测量处的α。
Bb B Qnet ,ar 29270 kg/h
用途：锅炉经济性比较
34
4、煤耗率
B b N
标准煤煤耗率
kg / kw h
bb b
Qnet ,ar 29271
kg / kw h
35
思考题
1. 2. 3. 4.
5.
6. 7. 8.
煤的元素分析成分有哪些？各成分对煤的燃烧 有何影响？有害成分有哪几种？ 煤的工业分析成分有哪些？ 什么是挥发分？煤中挥发分的含量对燃料的燃 烧有何影响？ 表示灰的熔融性的温度是什么？灰熔点的高低 对锅炉运行有哪些影响？ 什么是煤的高位、低位发热量？ 什么是标准煤、煤的折算成分？ 煤的分析基准有哪几种？ 什么是理论空气量、实际空气量？
23
将实际燃烧近似为完全燃烧，将完全燃烧方 程代入上式，且忽略β，得α的近似式：
RO 21 RO2 21 O2
实用意义：利用烟气分析结果中O2可近似算出 测量处的α。可以利用氧量计监视 运行中的α。
max 2
28页例题
24
§2.3 锅炉机组热平衡
前言：热平衡的含义 锅炉输入热量＝锅炉输出热量 一、热平衡方程 前提：1kg 稳定工况
10
2、灰的熔融性 1）概念 2）灰的熔融性测定及表示方法 角锥法
变形温度DT、软化温度ST、熔化温度FT
11
3）灰的熔融性对锅炉工作的影响 ①影响排渣方式的选择 ②影响锅炉的结渣情况 ③影响锅炉的运行调整 4）影响灰熔点的因素 ①灰的成分 ②灰所处的环境气氛 ③灰分的含量
12
四、动力煤的分类
31
5、灰渣物理热损失 1）成因（概念） 2）影响因素：排渣量、排渣温度 6、石灰石脱硫热损失 1）成因（概念） 2）影响因素：燃料中硫含量、石灰石中 碳酸钙分解率、钙硫比、 脱硫效率
32
三、锅炉热效率及燃料消耗量
1、锅炉有效利用热量 2、锅炉热效率的求法
正平衡
Q1 q1 100% Qr
不焦结性煤——粉末状 弱焦结性煤——松散状 强焦结性煤——硬块状
对锅炉工作的影响
5
元素分析成分与工业分析成分的关系
6
二、煤的成分分析基准 1、煤的成分基准 • 收到基（ar） Car Har Oar Nar Sar Aar M ar 100% as received basis FCar Var Aar M ar 100% • 空干基（ad） Cad Had Oad Nad Sad Aad M ad 100% air dried basis FCad Vad Aad M ad 100%
7
煤的成分及基准பைடு நூலகம்的关系
8
2、各种成分基准间的换算 欲求基准成分＝已知基准成分×换算系数
换算系数推导原则——质量守恒
9
三、煤的主要特性
1、发热量 概念 高位发热量 类型 低位发热量 ①标准煤 概念 计算公式 ②折算成分 概念 计算公式 劣质煤 Mzs>8% 高水分、Azs>4% 高灰分、 Szs>0.2% 高硫分
36
思考题
9. 10. 11. 12. 13.
什么是过量空气系数、漏风系数？ 什么是最佳过量空气系数？ 热平衡方程式形式及各项含义。 循环流化床锅炉机组热效率计算公式是什么？ 有哪些影响因素？ 什么是实际燃料消耗量、计算燃料消耗量、标 准煤耗量？
37
V 0 0.0889 Car 0.375Sar ) 0.265Har 0.0333 ar Nm3 / kg ( O
15
2、实际供给空气量及过量空气系数 1）实际供给空气量——Vk Nm3/kg 2）过量空气系数 Vk 0 V 3）过量空气系数与燃烧的关系 4）αl″的经验值
• 干燥基（d）
Cd H d Od Nd Sd Ad 100%
dry basis FCd Vd Ad 100% • 干燥无灰基（daf） Cdaf Hdaf Odaf Ndaf Sdaf 100% dry ash-free basis FCdaf Vdaf 100%
28
二、锅炉的各项热损失 3、排烟热损失 1）成因（概念）
2）影响因素： 排烟温度（运行工况、积灰、结渣） 排烟容积（过量空气系数、漏风系数）
29
最佳过量空气系数
30
4、散热损失 1）成因（概念） 2）计算：
De q5 q D
e 5
%
3）影响因素：锅炉容量、锅炉负荷、锅炉外表 面积大小、周围环境温度、水 冷壁及炉墙的结构、保温性能
第二章 锅炉基础知识
1
§2.1 锅炉燃料



研究燃料的重要性 燃料的类型 我国燃料政策：油、天然气和某些优质煤应优 先作为冶金及化学工业的原料；电厂锅炉要以 煤为主要燃料，并尽量利用水分和灰分含量较 高、发热量低、燃烧比较困难的劣质煤。
2
一、煤的成分及其性质 煤是怎样形成的？ 煤是怎样运到电厂的？ 1、元素分析成分及性质 成分组成 碳（C）、氢（H）、硫（S） 可燃质 氧（O）、氮（N）、灰分（A）、水分（M） 惰性质 含量、发热量、存在形式、对锅炉工作的影响 元素分析成分的用途
N2
VN2 Vgy
100
%
CO2 SO2 CO O2 N2 100
%
RO2 CO O2 N2 100
%
21
4）烟气成分与过量空气系数的关系 完全燃烧方程
1 RO2 O2 21
RO
max 2
21 1
实用意义：判断烟气分析结果的RO2值； 运行中RO2尽量接近最大值。
Qr Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 kJ/kg
式中各项的含义
100 q1 q2 q3 q4 q5 q6 %
25
26
二、锅炉的各项热损失 1、固体未完全燃烧热损失 1) 成因（概念）
2) 影响因素：燃料性质、燃烧方式、过量 空气系数、燃烧设备及炉膛 结构、炉内空气动力工况 2、气体未完全燃烧热损失 1）成因（概念） 2）影响因素：挥发分含量、炉内过量空气 系数、炉膛温度、炉内空气 动力工况
16
炉膛出口过量空气系数αl″推荐值
17
3、漏风系数 1）定义: 1kg收到基
V 0 V
2）炉膛后任一截面处过量空气系数
l
3）漏风的危害 4）漏风系数的规定
18
三、烟气成分 烟气容积 烟气流速 传热量 传热计算 流动阻力 风机选择
1)假设 ①烟气成分中，灰粒、炭粒忽略不计； ②烟气成分中，H2和CnHm含量极微。 2)影响因素 ①燃烧的完全程度； ②α。 3)研究依据
依据：化学反应方程式
19
4)实际烟气成分组成 ①α>1 完全燃烧
Vy VCO2 VSO2 VCO2 VN2 VO2 VH2O
②α>1 不完全燃烧
Nm / kg
3
Vy VCO2 VSO2 VCO VN2 VO2 VH2O
VRO2 VCO2 VSO2 Nm3 / kg