最新燃烧用煤发热量计算公式

第二章锅炉燃料

本章目的: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,其实是个小技巧!

本章在全部内容的重要性:中等

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

第一节燃料介绍

固体燃料

液体燃料

气体燃料

煤炭

油类

天然气

2,电力燃料的选用

电力燃料的选用

从能源利用的政策上

(1)弃优用劣燃烧取其热量属于低级行为

(2)就地取才运输成本和交通运力等

(3)充分利用提高经济性

(4)保护环境社会效益,国家强制

电厂考虑价格,核算成本,企业以赢利为目的

第二节煤的组成成分及性质

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

一,煤的元素分析

(1)碳

主要的可燃成分,其含量一般为40% 90%

碳的燃烧反应

固定碳的定义及固定碳的燃烧特性

(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

2H2+O2 2H2O(l) +143112 KJ/Kg

2H2+O2 2H2O(g)+120522 KJ/Kg

氢的燃烧特点及其对煤着火的影响

(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

(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)

和全水分

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

(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

煤的元素分析法

表示—质量百分含量

作用—燃烧计算,煤的分类

应用—正式场合(设计,研究,设备鉴定等)

二,煤的工业分析

成分—水分(M),挥发分(V),固定碳(FC),灰分(A)

作用—指导燃烧调整,改善燃烧工况;煤分类的主要依据;锅炉设计时的重要参数.

方法—通过加热,灼烧得到水分,挥发分和固定碳,灰分

(1)挥发分

定义

组成:可燃气体(H2,CO,CH4等)和少量不可燃气体

(O2,N2,CO2,H2O等)组成

特点:

容易着火,燃烧速度快,火焰长.其加热过程是一个热分解过程

(粒径小于100 m的煤粉在煤粉炉中的热分解属于快速热分解,其升温速度大于一万℃/s,在不到0.1 s内完成).挥发分析出后焦碳变得疏松呈多孔性,参与燃烧的表面积增大,有利于焦碳的燃烧.

其余成分前述!!

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

C+H+O+N+S+M+A=100%

Car+Har+Oar+Nar+Sar+Mar+Aar=100%

Cad+Had+Oad+Nad+Sad+Mad+Aad=100%

Cd+Hd+Od+Nd+Sd+Ad=100%

Cdaf+Hdaf+Odaf+Ndaf+Sdaf=100%

As received

Air dry

dry

Dry and ash free

例题

已知煤的Mar,Aar和Mad,试导出其收到基和空干基之间的换算

系数Kar-ad及收到基和干燥无灰基之间的换算系数Kar-daf.

解:现设煤的收到基为100,外在水分为Mf,内在水分为Minh,

并以Car和Cad及Cdaf之间的换算为例来导出系数.

(1)在同一种煤种的收到基和空干基中,除水分之外的其他成分的

质量是不变的,于是

Cad(100-Mf)=Car×100 → Cad=Car×100/(100-Mf)

而Mar= Mf+ Minh → Minh= Mar- Mf

Mad=100 Minh(100- Mf)=100(Mar-Mf)/(100-Mf)

有: Mf=100(Mar-Mad)/(100-Mad)

所以: Cad=Car(100-Mad)/ (100 -Mar)

显然: Kar-ad= (100-Mad)/ (100 -Mar)

2.各种成分分析基准的换算

各种成分之间可以互相换算,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

换算系数K的记忆方法:

①判断同一成分在两个不同基准之间的数值大小关系

Cdaf>Cd>Cad>Car

②根据两个不同基准之间的区别写出换算系数K

名称新符号(下)旧符号(上)

收到基ar y