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电厂锅炉原理ppt第3章燃料燃烧计算和锅炉热平衡计算解析

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第3章 燃烧计算和热平衡计算

第3章 燃烧计算和热平衡计算
即 ： 1kgH2+5.56Nm3O2→11.1Nm3H2O 也即：每1kg的H燃烧需要5.56Nm3的O2并产生11.1Nm3的H2O。
3、硫的燃烧： （反应方程式）
S+O2→SO2+334900kJ/k mol（S） （3－4）
即 ： 1kgS+0.7Nm3O2→0.7Nm3SO2 也即：每1kg的S燃烧需要0.7Nm3的O2并产生0.7Nm3的SO2。
理论烟气量：
Vy 1.866
0
C ar
100
0.7
S ar
100
0.8
N ar
100
0.79 V0
11.1
H ar
100
1.24
M ar
100
1.61d kV 0 1.24Ww h , Nm 3 / kg
二．完全燃烧时的实际烟气量
１、完全燃烧时实际烟气量的组成成分
不完全燃烧：
（反应方程式） （3－2）
2C+O2→2CO+123100kJ/k mol（C）
即 ： 1kgC+0.5×1.866Nm3O2→1.866Nm3CO 也即：每1kg的C不完全燃烧需要0.5×1.866Nm3的O2并产生 1.866Nm3的CO。
2.氢的燃烧:
（反应方程式）
2H2+O2→2H2O+241200kJ/k mol（H2） （3－3）
过量空气：( 1)V 0
0.21 ( 1)V 0的氧 0.79 ( 1)V 0的氮
水蒸汽 1.61d k ( 1) V0
完全燃烧时烟气中的各成 2、 完全燃烧时实际烟气量的计算 分均假设为理想气体，
完全燃烧时烟气体积：

第三章燃烧产物和热平衡PPT课件

第三章燃烧产物和热平衡PPT课件
• 飞灰浓度
Aarafh
10G 0y
kg/kg
第26页/共83页
第三章 燃烧产物和热平衡
• 第一节 空气量计算 • 第二节 烟气量的计算 • 第三节 完全燃烧方程式 • 第四节 根据烟气分析确定过量空气系数 • 第五节 空气与烟气焓的计算 • 第六节 锅炉的热平衡
第27页/共83页
原理
• 在燃料与空气完全燃烧的条件下， 燃烧烟气产物中的RO2和O2与燃料的元素分析成分之间必然存在一定的关系。
• 燃料完全燃烧 • 所需理论空气量，由燃料中各个可燃元素在燃烧时所需空气量相加而得。
第2页/共83页
理论空气量（氧气量）
• 1kg(或1m3)燃料完全燃烧时所需的最低限度的空气量（空气中 的氧无剩余）成为理论空气量。
• 组成
• 碳燃烧消耗的氧气量 • 氢燃烧消耗的氧气量 • 硫燃烧消耗的氧气量 • 燃料本身的氧量
• 第一节 空气量计算 • 第二节 烟气量的计算 • 第三节 完全燃烧方程式 • 第四节 根据烟气分析确定过量空气系数 • 第五节 空气与烟气焓的计算 • 第六节 锅炉的热平衡
第46页/共83页
第五节 空气与烟气焓的计算
第47页/共83页
一、焓值的概念与计算
• 描述流动介质进行能量交换的关系时，焓是最有用和有效的； • 单位质量的物质所含的全部热能，仅与状态有关，而与途径
第42页/共83页
烟气成分分析仪
第43页/共83页
煤质元素分析仪
第44页/共83页
• 各种分析设备均已经商业化。电厂均要求上烟气在线监测系统，EMS。 • 在燃烧正常的情况下，煤粉炉炉膛出口烟气中的主要成分含量范围：
RO2=14~16%；O2=2~5%

锅炉03燃料燃烧计算与锅炉热平衡.ppt

锅炉03燃料燃烧计算与锅炉热平衡.ppt
单位质量的物质所含的全部热能，仅与状态有 关，而与途径无关；
实际计算中需要知道燃烧产物（常压）的温度 与焓值间的关系；
水蒸汽则需要根据温度和压力来求得焓值； 前人均已经制成表格、图线或程序。
第六节 空气和燃烧产物焓的计算
空气、烟气焓值的定义
相应于1kg收到基燃料的空气（或烟气）， 由温度0℃加热到θ℃所需要的热量，称为空气 的焓或烟气的焓。单位：kJ/kg
锅炉有效利用热指水和蒸汽流经各受热面时 吸收的热量。锅炉有效利用热 Q1为：
1
Q1 B
D gr
i
'' gr
igs
Dzr
i
'' zr
i
' zr
Dzy izy igs D pw i ' igs
第七节 锅炉机组的热平衡计算
锅炉效率
锅炉热效率的确定有两种方法。一种为由锅炉
热效率的定义直接获得，即为锅炉的有效利用热与 锅炉送入热量之比：
Iy
I0H2O= V0H2O
(α-1)I0=(α-1)V0
Ifh
第六节 空气和燃烧产物焓的计算
飞灰热焓值Ifh 烟焓表
I
fh
Aar 100
a fh (c)h
通过燃烧产物的焓值的计算，列出焓值与温度
对应的表格（编程计算），是锅炉热力计算的基础： 即
I y f (, )
第七节 锅炉机组的热平衡计算
按测试结果计算干烟气量 3-50
第三节 烟气分析
CO的测定方法-不完全燃烧方程式 3-53
完全燃烧时，RO2与O2的关联 3-55
完全燃烧时，RO2的最大值
3-56
第三节 烟气分析
完全燃烧时实际空气过剩系数

锅炉原理燃烧计算和热平衡计算资料课件

锅炉原理燃烧计算和热平衡计算资料课件
总结词：燃烧优化
详细描述：介绍某电厂锅炉燃烧优化的实践经验，包括燃料选择、配风调整、燃烧器改造等方面的措施，以及实施后对锅炉 性能的影响。
热平衡计算在节能减排中的应用
THANK YOU
炉原理燃算和平 件
• 锅炉原理简介 • 燃烧计算
01
锅炉原理简介
锅炉基本概念 01 02
锅炉工作原理
蒸汽通过管道输送到用汽设备，如汽 轮机、发电机等，驱动设备运转。
锅炉的分类与特点
01
按用途分类
02
按燃料分类
03
按燃烧方式分类
04
按压力分类
02
燃烧计算
燃料成分与特性
01
02
燃料分类
燃料成分分析
灰渣、化学不完全燃烧 等造成的热量损失。
04
锅炉性能优化
燃料选择与优化
燃料类型
根据锅炉的用途和运行条件，选 择合适的燃料类型，如煤、油、
气等。
燃料品质
优化燃料的品质，降低杂质和有 害物质的含量，提高燃料的热值
和燃烧效率。
燃料配比
根据锅炉的负荷需求和燃料特性， 合理配比不同种类的燃料，以达 到最佳燃烧效果。
燃烧系统优化
燃烧器设计 空气与燃料混合 燃烧控制
热力系统优化
热力设备选型
01
系统案例分析
某型号工业锅炉性能分析
总结词：性能分析
详细描述：对某型号工业锅炉的性能进行全面分析，包括热效率、燃烧效率、污 染物排放等关键指标，找出优缺点并提出改进建议。
某电厂锅炉燃烧优化实践
03 燃料特性参数
燃烧反应与燃烧效率
燃烧反应方程式
燃烧效率计算
燃烧温度
燃烧产物计算

锅炉原理燃烧计算和热平衡计算课件

锅炉原理燃烧计算和热平衡计算课件

安全系数
考虑到设备运行中的波动 和不确定性，通常会引入 一定的安全系数来调整燃 料需求量。
燃烧效率计算
理论燃烧效率
影响燃烧效率的因素
基于燃料完全燃烧的理论值，可以计 算出理论燃烧效率。
如空气系数、燃料粒度、燃烧器性能 等都会影响燃烧效率，需要综合考虑 这些因素来进行效率计算。
实际燃烧效率
通过测量锅炉的烟气成分、温度等参 数，结合理论值，可以计算出实际燃 烧效率。
锅炉原理燃烧计算和热平衡 计算课件
contents
目录
• 锅炉原理简介 • 燃烧计算 • 热平衡计算 • 锅炉性能优化 • 案例分析
01
锅炉原理简介
锅炉的组成
01
02
03
锅
用于盛装水或其它介质， 通过受热产生蒸汽或热水 。
炉
提供热源，使燃料燃烧产 生热量，传递给锅中的水 或其它介质。
辅助设备
包括燃烧器、鼓风机、引 风机、除渣机等，用于保 证锅炉正常运行。
锅炉的工作原理
燃料在炉膛内燃烧产生热量，通过辐射和对流的方式传递给锅中的水或其它介质。 水或其它介质吸热后升温并蒸发，产生蒸汽或热水。
蒸汽或热水通过汽水分离器、凝结水回收装置等辅助设备，最终输出供用户使用。
锅炉的分类
01
02
03
04
按用途分类
工业锅炉、电站锅炉、热水锅 炉等。
按压力分类
低压锅炉、中压锅炉、高压锅 炉、超高压锅炉等。
经验总结
总结该案例的成功经验，为其 他锅炉的性能优化提供借鉴和
参考。
THANKS
感谢观看
污染物排放计算
烟气成分分析
对锅炉排放的烟气进行成分分析 ，了解各污染物的浓度。

发电厂概论燃料与锅炉热平衡课件

发电厂概论燃料与锅炉热平衡课件

热效率提高
02
锅炉设备经过技术改造，热效率得到显著提高，能源利用率大
幅提升。
污染物排放减少
03
选用高效低硫煤后，污染物排放大幅减少，减轻了对环境的压
力。
THANKS
感谢观看
燃料消耗量决定了锅炉的热输入，对锅炉的热平衡和运行效率有显著 影响。
锅炉热平衡对燃料消耗的影响
热效率与燃料消耗
锅炉的热效率越高，说明燃料热 量转化为蒸汽的有效利用率越高 ，从而降低燃料消耗。
负荷变化
锅炉的负荷变化直接影响燃料消 耗，低负荷时燃料消耗相对较低 ，高负荷时燃料消耗增大。
热量损失
锅炉运行过程中不可避免地存在 热量损失，如排烟热损失、不完 全燃烧热损失等，这些损失会影 响燃料的有效利用率。
实际燃烧温度
受多种因素影响，如燃料特性、燃烧方式等 。
燃烧效率
实际燃烧温度与理论燃烧温度的比值，反映 了燃烧过程的完善程度。
燃料的节约与环保
节约燃料
采用先进的燃烧技术和设备，提高燃烧效率，减少燃料消耗 。
环保措施
控制污染物排放，如烟尘、硫化物、氮化物等，降低对环境 的负面影响。
03
锅炉热平衡
锅炉热平衡的基本概念
发电厂的基本构成
燃料系统
负责提供发电厂运行所需的燃 料，如煤炭、天然气等。
燃烧系统
将燃料燃烧产生高温高压蒸汽 。
热力系统
利用蒸汽驱动涡轮机转动，从 而产生电力。
冷却系统
将发电厂运行过程中产生的热 量排出。
发电厂的工作原理
燃料的燃烧产生高温高压蒸汽。
蒸汽驱动涡轮机转动，从而产生 电力。
冷却系统将发电厂运行过程中产 生的热量排出，以维持发电厂的

锅炉原理第3章


q
fh 4
则：总机械不完全热损失
32866 q4 q q G fhC fh GlzC lz % BQr
fh 4 lz 4


★ 大型锅炉飞灰量和炉渣量难以测量，故一般采 用灰平衡计算q4 以Afh和Alz分别表示飞灰和炉渣中纯灰的质量百分数。 则根据灰平衡：
A fh Alz Aar B G fh Glz 100 100 100
影响因素：
1、炉膛过量空气系数 过量空气系数过小可燃气体不能完全燃烧， q3增大； 过量空气系数过大，会使炉温较低，q3也会 增大 2、燃料的挥发分 燃料中的挥发分多炉内可燃气体的量就增多， 容易出现不完全燃烧，q3就比较大。
3、燃烧器结构和布置 炉膛结构及燃烧器布置不合理，使燃料在炉 内停留时间过短，q3增大 4、炉膛温度和炉内空气动力工况 炉内温度低或炉内空气动力场不好时q3就比 较大。
当煤中的硫分较高时：
为了避免或减轻尾部受热面的低温腐蚀，必 须采用较高的排烟温度，排烟热损失增加。
2、受热面的积灰、结渣或结垢 受热面发生积灰、结渣或结垢时，烟气与受 热面的换热量减少，排烟温度就会升高。 3、炉膛出口的过量空气系数以及烟道各处的漏风 炉膛出口的过量空气系数以及烟道各处的漏风 增加将增大排烟的容积。漏风还会使排烟温度升高， 排烟热损失增加。
2、计算燃料消耗量 指扣除机械未完全燃烧热损失q4后，在炉内 实际参与燃烧的燃料消耗量


q4 B j B 1 100
两种燃料消耗量的用途： 1、燃料消耗量B 计算输煤系统和制粉系统计算时要采用燃 料消耗量 2、计算燃料消耗量Bj 计算燃烧所需的空气量和生成的烟气量时， 因为有部分燃料未参与反应必须对B进行修正， 即按计算燃料量Bj来进行计算

锅炉原理锅炉热力计算.pptx

过程复杂 参数不均
炉膛内已知的受热面积F ↓
炉膛出口烟气温度Tf''
流动、混合、传热、燃烧、污染 速度、温度、浓度、物性、黑度
辐射为主
对流换热比例5％
第3页/共41页
3
第二节 炉膛传热计算
3. 基本方法
半理论
相似理论→准则方程
半经验
经验公式→计算结果
4. 基本假设
传热过程独立性：不受其它过程影响 炉内参数均匀性：零维模型 辐射换热主导性：仅考虑辐射 水冷壁管连续性：连续平面-无限靠近的平行平板灰体
M=0.59－0.5（xmax＋∆x） ∆x：燃烧器布置 无烟煤和贫煤
10
第M11=页0/共.5461－页0.5（xmax＋∆x）
11
第二节 炉膛传热计算
（4）炉膛黑度
含义：表征火焰有效辐射的假想黑度
表达：与火焰黑度εsyn有关
syn f
syn
syn (1 syn )
第12页/共41页
12
tap1''
第33页/共41页
低温级空预器 tap1' ＝ tca
18
第三节 对流受热面传热计算
2. 基本公式
（1）烟气对流放热量
Qcre
(I'
I ''
I
0 ca
)
I’：受热面前烟气焓 I”：受热面前烟气焓 Ica0：漏入空气焓
（2）工质对流吸热量
Qcab
D Bcal
(i''
i' )
（3）传热方程
Qctr
KH T Bcal
第19页/共41页
i’：受热面进口工质焓 i”：受热面出口工质焓 D：受热面内工质流量

第3章 工业锅炉热工计算 ppt课件


Q r Q 1 Q 2 Q 3 Q 4 Q 5 Q 6kJ／kg
(3-la)
Qr——每公斤燃料带入锅炉的热量，kJ/kg； Q1——锅炉有效利用热量kJ/kg； Q2——排出烟气带走的热量，称为锅炉排烟热损失，kJ/kg Q3——未燃完可燃气体所带走的热量，称为气体不完全燃烧热损 失（化学不完全烧热损失），kJ/kg；
Q4——未燃完的固体燃料所带走的热量，称为固体不完全燃烧热 损失（机械不完全燃烧热损失），kJ/kg；
Q5——锅炉散热损失，kJ/kg； Q6——灰渣物理热损失及其他热损失，kJ/kg。
Q5
Qr
Q1
Q2
Q6
Q3
Q4
锅炉及锅炉房设备.ppt, 05/2003 Page 10
§3.4 锅炉机组的热平衡
锅炉及锅炉房设备.ppt, 05/2003 Page 14
固体不完全燃烧热损失
第3章
一、形成
灰渣损失：未参与燃烧或未燃尽的碳粒与灰渣一同落入灰斗 所造成的损失。
漏煤损失：部分燃料经炉排落入灰坑造成的损失。对于煤粉 炉，则
飞灰损失：——未燃尽的碳粒随烟气带走所造成的损失 二、影响因素 1．燃料特性对q4的影响
（3）外来热量Qwl——当用锅炉范围以外的废气、废热等来预热
空气时考虑
Qwl (Ir0kIl0k)
一般情况下： Qr Qnet,v,ar
二、锅炉热效率 1．锅炉正平衡热效率
gl
Q1 Qr
100%
（1）锅炉有效利用热量Qgl
Q1
Q gl B
kJ/kg
（2）蒸汽锅炉每小时有效利用热量Qgl
Q g lD 1 3 ( iq 0 ig ) sD p s 1 3 ( ip 0 s ig )skJ/h

电厂锅炉原理ppt第3章燃料燃烧计算和锅炉热平衡计算




0 0 0 0 V V 1 V V 0 . 0 1 6 1 1 V H R O O 2 N 2 2


15
Vdg
VH2O
第三节
燃烧产生烟气量（燃烧产物）的计算
（3）理论烟气量与设计工况下实际烟气量的关系 C —— VCO2 S —— VSO2
实际送入的空气量大于理论空气量，仍为不完全燃烧
实际工况
燃烧产物（烟气）组成：CO2、SO2、N2 、H2O、剩余O2和CO 实际烟气量：Vg
9
第三节
燃烧产生烟气量（燃烧产物）的计算
3.理论烟气量的计算
（1）理论烟气量的定义

1kg收到基燃料在以理论空气量V0条件下完全燃烧时 生成的烟气量（或烟气容积）
0 N 2 0
12
第三节
燃烧产生烟气量（燃烧产物）的计算
（2）理论烟气量的计算

水蒸汽
1kg H + 5.56Nm3 O2 → 11.1Nm3 H2O
M 2 .4 1M a r r Mar： 2 1 .2 4 a 1 8 1 0 0 1 0 0
0 d 1 . 2 9 3 V 0 a 0 V： 0 . 0 1 6 1 V 0 . 8 0 41 0 0 0
第三章 燃料燃烧计算和锅炉热平衡计算
1
第一节
概述
燃烧计算 （物质平衡） 辅助计算 热平衡计算
空气量的计算（成分、容积） 烟气量的计算（成分、容积） 空气、烟气焓 锅炉有效利用热 锅炉各项损失 锅炉效率
（能量平衡）
2
第二节 1.计算前提

燃烧所需空气量的计算
理想气体


标准状态（0℃,101325Pa）
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当量碳量
收到基燃料
G0 1.293V 0 kg（空气）/kg（收到基燃料）
6
第二节 燃烧所需空气量的计算
（3）理论空气量的经验估算
● 无烟煤、贫煤
V 0 0.238 Qar,net 600 900
Nm3/kg
● 烟煤
V 0 1.05 0.238 Qar,net 0.278 1000
Nm3/kg
α=1 完全燃烧 O2 = 0 CO = 0
方法 C、H、S→燃烧化学反应方程式→理论烟气量
10
第三节 燃烧产生烟气量（燃烧产物）的计算
（2）理论烟气量的计算 二氧化碳和二氧化硫容积
CO2+SO2 三原子气体RO2
C + O2 → CO2 12kg C + 22.41Nm3 O2 → 22.41Nm3 CO2
固体和液体燃料：Nm3（干空气）/kg收到基燃料 气体燃料： Nm3（干空气）/ Nm3收到基燃料
3
第二节 燃烧所需空气量的计算
2.理论空气量的计算
（1）理论空气量的定义 1kg收到基燃料完全燃烧且没有剩余氧存在时 所需要的空气量
（2）理论空气量的计算 方法 C、H、S→燃烧化学反应方程式→理论空气量
4
第二节 燃烧所需空气量的计算
（2）理论空气量的计算
碳完全燃烧反应方程式 C + O2 → CO2
12kg C + 22.41Nm3 O2 → 22.41Nm3 CO2
1kg C + 1.866Nm3 O2 → 1.866Nm3 CO2
1kg H + 5.56Nm3 O2 → 11.1Nm3 H2O
3.实际空气量的计算
() V
V0
（定义）
V ( )V 0
α烟气侧过量空气系数
β空气侧过量空气系数
7
第三节 燃烧产生烟气量（燃烧产物）的计算
1.计算前提
理想气体 标准状态（0℃,101325Pa） 单位燃料所产生的烟气量
固体和液体燃料：Nm3（烟气）/kg收到基燃料 气体燃料： Nm3（烟气）/ Nm3收到基燃料
1.866 (Car
0.375Sar ) 100
Vg0
V0 N2
0.79V 0
0.8 Nar 100
过量干空气
Vg
VN2
V0 N2
0.79
1V 0
1V 0
VO2 0.21 1V 0
1.0161 1V 0
VH2O VH02O 0.0161 1V 0
H2O —— VH2O
过量湿空气
V0 H2O
1kg C + 1.866Nm3 O2 → 1.866Nm3 CO2
S + O2 → SO2
1kg S + 0.7Nm3 O2 → 0.7Nm3 SO2
11
第三节 燃烧产生烟气量（燃烧产物）的计算
（2）理论烟气量的计算 理论氮气容积
V0： 0.79V 0
＋
Nar：
22.41 Nar 28 100
实际工况
实际送入的空气量大于理论空气量，仍为不完全燃烧
燃烧产物（烟气）组成：CO2、SO2、N2 、H2O、剩余O2和CO
实际烟气量：Vg
9
第三节 燃烧产生烟气量（燃烧产物）的计算
3.理论烟气量的计算
（1）理论烟气量的定义
1kg收到基燃料在以理论空气量V0条件下完全燃烧时
生成的烟气量（或烟气容积） （2）理论烟气量的计算
11.1 Har 100
1.24
M ar 100
0.0161V 0
16
第三节 燃烧产生烟气量（燃烧产物）的计算
（4）实际工况下实际烟气量的计算
α>1 不完全燃烧 O2 ≠ 0 CO ≠ 0
Vg VCO VCO2 VSO2 VN2 VO2 VH2O
1kg S + 0.7Nm3 O2 → 0.7Nm3 SO2
5
第二节 燃烧所需空气量的计算
（2）理论空气量的计算
燃料本身包含的氧量
V
0
1 0.21
(1.866
Car 100
5.56
H ar 100
0.7
S ar 100
0.7
O ar) 100
外界提供的理论空气量
0.0889(Car 0.375Sar ) 0.265Har 0.333Oar Nm3/kg
VRO2
V0 N2
1V 0
V0 H2O
0.0161
1V 0
Vdg
VH2O
15
第三节 燃烧产生烟气量（燃烧产物）的计算
（3）理论烟气量与设计工况下实际烟气量的关系
C —— VCO2 S —— VSO2 N2 —— VN2
O2 —— VO2
VRO2
1.866 Car 0.7 Sar 100 100
0.8 Nar 100
V0 N2
0.79V 0
0.8 Nar 100
12
第三节 燃烧产生烟气量（燃烧产物）的计算
（2）理论烟气量的计算
水蒸汽
1kg H + 5.56Nm3 O2 → 11.1Nm3 H2O
Mar： 22.41 Mar 1.24 Mar
18 100
100
V0： 1.293V 0 da 0.0161V 0 0.804 1000
1.24
M ar 100
0.0161V
0
VRO2 Vdg0
VN20
VH2O0
Nm3（烟气）/kg（收到基燃料）
14
第三节 燃烧产生烟气量（燃烧产物）的计算
（3）设计工况下实际烟气量的计算 （α>1 完全燃烧 O2 ≠ 0 CO = 0）
过量的空气
过量空气带入的水蒸汽
Vg Vg0 1V 0 0.0161 1V 0
8
第三节 燃烧产生烟气量（燃烧产物）的计算
2.燃烧工况
理论工况
燃料在没有过剩空气的情况下完全燃烧 燃烧产物（烟气）组成：CO2、SO2、N2和H2O 理论烟气量：Vg0
设计工况
实际送入的空气量大于理论空气量，以保证燃料完全燃烧 燃烧产物（烟气）组成：CO2、SO2、N2 、H2O和剩余O2 实际烟气量：Vg
Gat：
Gat 0.804
1.24Gat
da=10g/kg空气
V0 H2O
11.1 Har 100
1.24
M ar 100
0.0161V 0
13
第三节 燃烧产生烟气量（燃烧产物）的计算
（2）理论烟气量的计算Vg0来自1.866(Car
0.375Sar 100
)
0.8 Nar 100
0.79V
0
11.1 Har 100
第三章 燃料燃烧计算和锅炉热平衡计算
1
第一节 概述
辅助计算
燃烧计算 （物质平衡）
热平衡计算 （能量平衡）
空气量的计算（成分、容积） 烟气量的计算（成分、容积）
空气、烟气焓 锅炉有效利用热 锅炉各项损失 锅炉效率
2
第二节 燃烧所需空气量的计算
1.计算前提
理想气体 标准状态（0℃,101325Pa） 单位燃料所需干空气量