燃煤锅炉原理PPT课件

(二)我国工业锅炉用煤分类及具代表煤种
工业锅炉用煤的分类是根据煤的挥发分、水分、 灰分及发热量分为无烟煤、贫煤、烟煤、褐煤和 石煤煤矸石5大类12小类 。
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燃料的成分和成分分析
• 组成煤的有机物的元素主要是碳，其次是氢， 还有氧、氮和硫等元素，煤中无机物元素主要 是硅、铝、铁、钙、镁等。
悬浮燃烧方式 室燃炉 沸腾燃烧方式流化床锅炉
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• 按锅炉的用途分类
固定式锅炉按其用途可分为:
(1)电站锅炉 产生的蒸汽主要用于发电的锅炉。
(2)工业锅炉 蒸汽主要用于工业企业生产工艺过程 以及采暖和生活用的锅炉。
(3)热水锅炉 用以产生热水供采暖,制冷和生活用的 锅炉。
• 按锅炉容量分类
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燃烧基本概念
燃烧就是指可燃物质与氧进行激烈化合并伴有 放热和发光的物理－化学过程。
在工程实际中，往往采取下列措施来实现燃烧过 程：
(1)向燃料中供入足量的空气，并使之充分均匀地 混合。
(2)有点火源，利用外部能源，使燃料空气混合物 中的一小部分达到着火温度而开始燃烧。
(3)具有发展燃烧过程的条件，包括维持稳定的高 温区和一定的停留空间，保证燃烧反应顺利进行。
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煤的成分分析
➢煤的元素分析 碳、氢、氧、氮、硫、灰分、水分
➢煤的工业分析 水分、挥发分、固定碳、灰分
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煤的成分表示
收到基 空气干燥基
干燥基 干燥无灰基
A SP
C
灰分
固定碳
焦炭
H O N Sb Mad Mf
挥发分
水分
1、收到基as received basis （入炉煤） 下标ar
外部水分容易受季节、湿度的影响
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2）挥发分Volatile (V)
将失去水分的煤，隔绝空气，加热至920℃，使燃 料中的有机物分解而释放出的气体
主要成份：CmHn、H2、CO、H2S等可燃气体； O2、CO2、N2等不可燃气体
挥发分一般用干燥无灰基表示Vdaf
失去水分、挥发分后所余即焦炭（固定碳＋灰分）
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常用煤种
• 烟煤分类：一类、二类、三类
挥发分 水分 Ⅰ类 ≥20% 7～15%
灰分 ＞25
Ⅱ类 ≥20% 715% 25～40
Ⅲ类 ≥ 20% 7～15% ＜40
发热量
11000～ 15500 15500～ 19700 ＞ 19700
设计煤种：二类烟煤 AⅡ
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2、空气干燥基(空干基)air-dried basis 下标ad
3、干燥基dry basis d
下标
4、干燥无灰基dry ash-free basis daf 2020/3/29
下标
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工业分析 Proximate Analysis
按照煤的着火、燃烧过程中各成分的变化，分析煤 中水分、挥发分、固定碳、灰分这四种成分的质量百分 数，即煤的工业分析
பைடு நூலகம்
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3）灰分Ash (A) 来源于：形成煤的植物本身的矿物质和成煤过程中进入 的外来矿物质；开采、运输过程中掺杂进来的杂质
大多数煤的灰分含量7%~40%
灰分
一次灰分—成煤前植物中含有的矿物质，均匀分布在可燃质中 内在灰分
二次灰分—在煤形成过程中，外界带入的杂质，呈粒状分布 外在灰分—产生于开采、运输、贮藏过程中
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煤的发热量
燃料的发热量是指单位物量的燃料完全燃烧 时放出的热量。
• 高位发热量：高位发热量是指燃料完全燃烧后其 烟气中的水蒸气以凝结水状态存在时所放出的热 量，用Qgr，表示。
• 低位发热量：低位发热量是指燃料完全燃烧后其 烟气中的水仍保持蒸汽状态时所放出的热量，用 Qnet表示。
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临界点(374.15℃，22.129Mpa) 超临界机组 SC supercritical 超超临界机组 USC ultra-supercritical
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按燃烧方式
1．层燃燃烧 层燃燃烧就是将煤放置在炉排上燃烧，煤的 燃烧包括在煤层中的燃烧和煤层析出的可燃气体在煤层 上方炉膛内的燃烧两部分。
自然干燥外部水分 加热干燥至145℃内部水分 隔绝空气加热至920 ℃挥发分
焦炭燃烧
灰分 固定碳
余下的 燃烧掉的
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1）水分Moisture (M) 含量一般在1~30%，多在10%左右
外部水分(Mf)＋内部水分(Mad)＝全水分(Mar) 外部水分：自然干燥 失去 (free moisture) 内部水分：须加热干燥 失去（也称分析水分）
一、燃料与燃烧
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燃料
锅炉燃料
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固体燃料
煤—无烟煤、贫煤、烟煤、褐煤、泥煤等 油页岩 木材，生物质
液体燃料—石油及其制品—轻油、柴油、重油
气体燃料
天然气、液化石油气
煤气—城市煤气、高炉煤气、焦炉煤气
沼气
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我国常用燃料的特性
(一)煤的分类简介
煤的种类繁多，分类方法也各有不同。新的煤 炭分类国家标准按煤的煤化程度由高到低分为无 烟煤、烟煤和褐煤，分为14大类和17小类。
本质是一种特殊的化学反应
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燃烧过程
1）预热、干燥(吸热) 2）挥发分析出(热解)，并着火 3）燃烧(挥发分、焦炭)(保证O2、足够温度) 4）燃尽(残余焦炭灰渣)
锅炉内煤炭的燃烧，四个阶段往往交错进行。
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二、锅炉原理
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分类
➢民用炉 ➢工业炉 层燃方式链条炉 ➢电站锅炉(煤-劣质煤、重油、天然气、垃圾)
2．煤粉燃烧 在煤粉炉中燃料是在炉膛空间内呈悬浮燃烧，属悬浮燃 烧方式。
3．流化床燃烧 流化床燃烧是一种介于炉排燃烧和煤粉燃 烧之间的一种燃烧方式。
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• 按锅炉蒸发受热面内工质的流动方式分类
• 自然循环锅炉: 蒸发受热面内的工质,依靠下降管中 的水与上升管中的汽水混合物之间的密度差所产生 的压力差进行循环的锅炉。
按锅炉容量的大小,锅炉有大、中、小型之分,但它 们之间没有固定,明确的分界。
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★ 按锅炉的蒸汽压力分类
按照锅炉出口额定蒸汽压力
300MW的锅炉一般是亚临界压力
600MW的大多为超临界压力
中低压(<3.8MPa) 高压9.8MPa 超高压 13.7MPa 亚临界(16.7MPa)