42燃料解析.pptx

燃料燃料n燃料的种类燃料的种类n煤的化学成分与性质煤的化学成分与性质燃料的定义n在经济上和技术上适合于产生热量的材料为燃料。核能燃料可控核裂变与和聚变有机燃料以各种形式在自然界存在的碳氢化合物燃料总类 有机燃料的物理状态分为：固体燃料、液体燃料和气体燃料液体燃料石油及其制品轻油、柴油、重油煤气城市煤气、高炉煤气、焦炉煤气油页岩锅炉燃料气体燃料固体燃料煤无烟煤、贫煤、烟煤、褐煤、泥煤等木材，生物质沼气天然气、液化石油气一、煤的组成特点n可燃成分和不可燃成分组成的复杂组合物，结构非常复杂。n各组成元素并不单独游离存在，而是以复杂的化合物存在，成分十分不均匀。二、煤的化学成分煤的化学成分n煤的化学分析（元素分析）成分分为：nC，H，O，N，S，A(ash)，M(moisture)可燃成分可燃成分C，H，部分，部分S，N不可燃成分不可燃成分水分，惰性气体，各种矿物质水分，惰性气体，各种矿物质碳 Cn最主要的可燃质，煤是富含碳的燃料，n燃烧产物主要是CO2，n碳含量取决于碳富集程度，炭化及年龄。n碳的发热量：7800kcal/kg，4.182系数n一般含量：30%70%，n关于热量单位：kcal（工程）,kJ（国际）,BTU（英制）氢 Hn发热量很高，达28600kcal/kg，极易燃烧，n煤中含量很少，仅为2%5%，n液体燃料中可达到14%，n天然气中最多。硫 S 部分S属于可燃质，发热量仅2160kcal/kg，对锅炉设备及环境的危害很大，硫的含量0.25%，甚至更高，超过1%，既为高硫煤。在煤中硫以三种状态存在：有机硫有机硫硫化铁硫化铁全硫全硫硫酸盐硫酸盐不燃烧，含量很少，并入灰分不燃烧，含量很少，并入灰分可燃硫（挥发硫），燃烧生成可燃硫（挥发硫），燃烧生成SO2，氧 O1.氧不可燃，且不助燃，氧不以游离状态存在于煤中，与煤中的氢和碳组成化合物，占据部分可燃质，使煤发热量降低。2.氧的含量115%，木柴中的氧含量达到20%25%。氮 Nn氮是一种不利的元素，在高温环境下，与氧形成氮氧化物，对环境危害极大。n煤中氮的含量1%。灰分A煤中不可燃矿物杂质，成分十分复杂，大多数煤的灰分含量7%40%。灰分灰分内在灰分内在灰分外在灰分外在灰分产生于开采、运输、贮藏过程中产生于开采、运输、贮藏过程中一次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成煤前植物中含有的矿物质，均匀分布在可燃质中二次灰分二次灰分在煤形成过程中，外界带入的杂质，呈粒状分布在煤形成过程中，外界带入的杂质，呈粒状分布水分Mn含量一般在130%，多在10%左右。内在水分内在水分也称为吸附水分或风干水分，即煤经过风干后的水分也称为吸附水分或风干水分，即煤经过风干后的水分外外在在水水分分经经过过风风干干后后可可以以脱脱除除掉掉的的那那部部分分水水分分，受受运运输输，贮贮存存条条件等影响，变化很大。件等影响，变化很大。水分水分三、煤成分的表示方法及其换算煤成分的表示方法及其换算n用各个成分的质量百分数来表示;n水分和灰分所占质量较大，且随外界条件有较大的波动;n采用四种不同的“基”准的质量成分表示:n1.收到基ar；n2.空气干燥基ad；n3.干燥基d；n4.干燥无灰基daf.收到基（下标符号为ar）n表示燃料中全部成分的质量百分数总和n是锅炉燃料燃烧计算的原始依据。Car+Har+Oar+Nar+Sar+Aar+Mar=100%空气干燥基（下标符号为ad）n表示在不含外在水分的条件下，燃料各组成成分的质量百分数总和，n是实验室煤质分析所用煤样的成分组成。Cad+Had+Oad+Nad+Sad+Aad+Mad=100%干燥基（下标符号为d）n表示在不含水分的条件下干燥燃料各组成成分的质量百分数总和n干基中各成分不受水分变化的影响 Cd+Hd+Od+Nd+Sd+Ad=100%干燥无灰基（下标符号为daf）n表示在不含水分和灰分的条件下，干燥无灰燃料各组成成分的质量百分数总和，n干燥无灰基中只包含燃料的可燃成分，各成分不受水分和灰分变化的影响，n煤炭交易。Cdaf+Hdaf+Odaf+Ndaf+Sdaf=100%各种基的换算（略）各种基的换算（略）n查表，查图，查手册。n作业：编制计算程序，完成换算。四、煤的发热量煤的发热量n两种发热量的定义：n1高位发热量Qgrn1kg煤完全燃烧时放出的全部热量，包括烟气中水蒸汽凝结时放出的热量。n2低位发热量Qnetn在1kg煤完全燃烧时放出的全部热量中扣除水蒸汽汽化潜热后所得的热量。即煤中可燃质的一部分燃烧热量被用于水分的汽化，没有得到利用。n单位为kcal/kg，或者kJ/kg，MJ/kg。高位发热量与低位发热量间的换算公式煤的高位发热量减去煤中水和氢燃烧生成水的蒸发潜热所得到的热量为低位发热量，r为水的蒸发潜热，取为2510 kJ/kg。几点说明n实验室所测是全部热量（高位），锅炉排烟温度均较高（110C以上），烟气中水未蒸汽凝结，将这部分气化潜热带走。n我国均采用低位发热量。有些国家采用高位发热量，必要时说明。n表示煤的发热量同样分为不同的“基”，因此，也存在之间的换算。n作业：编制换算程序。六、标准煤概念n单纯以燃煤量的多少来比较不同锅炉的经济性不妥，须折算到统一标准，n标准煤的概念，规定低位发热量为7000kcal/kg（或者kJ/kg，MJ/kg）的煤为标准煤，n将发热量不是7000 kcal/kg的煤统一折算到7000 kcal/kg来进行比较。n用于计算和比较标准煤耗等八、煤质分析煤质分析1煤质分析方法（1）元素分析 全面测定煤的所有成分以及挥发份与发热量等。（2）工业分析 测定水分、灰分、灰熔融特性、煤粉细度、挥发份以及发热量等。工业分析在电厂常用（唯一的实验内容）煤质分析的内容1煤元素分析2煤中水分含量测定3煤中灰分含量测定4.煤发热量测定5.挥发份及其测定6灰的熔融性及测定1煤元素分析（专门仪器）2煤中水分测定 包括测定外在水分与内在水分。3煤中灰分测定 将煤粉试样在电炉中灰化。4.煤发热量测定 绝热式量热计（注意：扣除生成硫酸和硝酸的热量）5挥发份及其测定n挥发份定义：失去水分的煤样在隔绝空气的条件下加热到一定温度时，煤分解逸出的部分可燃质和矿物质。n主要成分是CO、CO2、CmHn、H2等。n收到基挥发份含量在5%40%之间。n表示方法：V，Vdaf，等，也存在换算。影响因素：l挥发份的多少和组成与煤的年代有关l热解程度随加热速率、加热温度和加热时间而变，须在统一条件下测定。l挥发份的发热量取决于挥发份的成分l挥发份的多少与组成影响到着火，是对动力用煤进行分类的重要依据。焦炭=固定炭+灰分：失去水分并放出挥发份后所剩余的残留物称为焦炭。6灰的熔融性及测定n炉膛内温度很高，煤中灰颗粒一般呈熔化或软化状态，对锅炉工作影响极大。n对锅炉的主要危害是造成锅炉受热面结渣，传热恶化，掉渣灭火或事故。n灰分成分不同，发生熔化的温度也不同。n高熔点成分+低熔点成分，无固定的熔点，壁面距壁面的距离温度高灰熔点煤低灰熔点煤灰熔融性的测定n将灰制成特定形状的灰堆，加热升温1300C以上，采用三个特征温度来表示灰的熔融特性。nt1开始变形温度；nt2软化温度nt3熔化温度结渣判别：n一般认为，nt21350，不易结渣；nt21350，易结渣；nt140%，水分与灰分高，发热量低，着火 与燃烧容易。无烟煤年代挥发份含量%贫煤烟煤褐煤简要回答n煤的成分组成？n采用哪几种“基”来表示煤成分的质量百分比，为什么？n煤的高位发热量与低位发热量的区别n高位发热量在不同“基”下的换算，是否需要考虑水分汽化潜热的影响？n炉膛的结渣可能性与灰熔点的关系？煤粉制备n煤粉炉燃烧必不可少的辅助系统。煤粉燃烧带来了煤燃烧的一场革命。n煤粉制备的目的：连续得到满足细度和水分要求的煤粉；n煤粉制备的手段：热空气干燥原煤，磨煤机磨制煤粉，FIGURES 煤粉的特性一、煤粉的一般物理特性1尺寸小：1m300m，20m60m最多，2表面积大：3001600m2/kg3堆积比重小，新鲜煤粉：0.450.6t/m3，旧煤粉：0.80.9t/m34自然倾角小，自流性，流动性好，易沉积，吸附空气形成云雾状气粉混合物，象水的流动，管道输送；易泄露，制粉系统要求严密，安全性差5具有自燃性和爆炸性。二、制粉系统设计所要求的煤粉特性1煤的可磨性磨煤机选型的依据之一定义两种可磨性指数哈氏可磨性指数可磨性指数KVT1二者换算nKVT1=0.0149HGI+0.32二、制粉系统设计所要求的煤粉特性CONT2煤的磨损性磨煤机选型的依据之一煤的磨损性能以冲刷磨损指数Ke表示n3煤的燃烧特性n根据挥发分、灰分、水分含量等级并结合发热量判定。n4煤粉的自燃和爆炸特性n与煤的易燃性、灰分水分、煤粉细度、气粉化混合物的温度和浓度、含氧量等因素有关。n5煤和煤粉的水分n煤粉水分与磨煤设备的终端温度及原煤水分有关。n煤粉水分一般范围为nMPC=（0.51.0）Mad6煤粉细度（1）定义与测定方法n颗粒最重要的物理参数是粒径，粉体的平均粒径由筛分分析得到。n采用筛分法测量（TYLER标准筛。），煤粉细度用Rx表示，表示筛孔尺寸为X（m）的某筛上筛后剩余量的百分比%。na剩余量；b通过量nRX越小，煤粉越细。2）燃煤火电厂煤粉细度的表示方法采用筛号来表示：每平方厘米上（每平方英寸上）的孔眼数目，譬如，30号筛或70号筛等；RX：R90，R200 等。nR9070号筛；R20030号筛。脆性材料破碎后均符合统一的指数方程：nx筛孔内边长；nb反映煤粉细度的参数；nn反映煤粉均匀性的参数。n不同粒径下的煤粉细度换算式为3）脆性材料的破碎公式3）经济细度n磨制煤粉的电耗和燃烧不完全损失之和最小时的煤粉细度。n影响因素：A）煤种B）磨煤机和分离器的形式C）燃烧方式等磨煤机设备一、磨煤机的工作原理一、磨煤机的工作原理干燥、磨制干燥、磨制n使脆性材料发生破碎的方式不同，其能量消耗的数量不同：n压碎，击碎，研碎n56 1012 12 kW/t二、磨煤机的类型二、磨煤机的类型1根据转速分类 1）低速磨煤机：1525rpm；钢球磨煤机，常用 2）中速磨煤机：50300rpm；常用 3）高速磨煤机：7501500rpm2常见磨煤机的几种类型 1）钢球磨煤机。属于低速磨煤机，如MTZ（DTM）等；2）双进双出钢球磨煤机。属于低速磨煤机，如，BBD，D等；3）碗式磨煤机。属于中速磨煤机，如，RP、HP等；4）轮式磨煤机。属于中速磨煤机，如MPS等；5）球环磨煤机。属于中速磨煤机，如E等；6）平盘磨煤机。属于中速磨煤机，如LM等；7）风扇磨煤机。属于高速磨煤机，如S、NF等；1钢球磨煤机可磨制任何煤，运行可靠，结构简单。庞大，金属耗量大，投资大，耗电高，噪音大，电耗是中速磨的两倍，非满载下工作极不经济。2中速磨的特点n结构紧凑，占地小，金属耗量小，投资少，耗电省，噪音较小，调节灵敏，压碎为主，研碎为辅，通风干燥能力不强，不能磨较硬的煤。三、磨煤机的特点三、磨煤机的特点制粉系统干燥、磨制和输送（储存）煤粉的设备及管道的合理组合。干燥、磨制和输送（储存）煤粉的设备及管道的合理组合。一、制粉系统的分类一、制粉系统的分类1直吹式制粉系统n原煤磨煤机炉膛燃烧n要求磨煤机的负荷随锅炉的负荷变化。2贮仓式制粉系统磨煤机制粉量可以与锅炉的负荷不同。原煤磨煤机细粉分离器细粉煤粉仓给煤机炉膛燃烧乏气炉膛燃烧二、直吹式制粉系统二、直吹式制粉系统根据排粉风机的位置不同分为1负压系统制粉系统排粉机在磨煤机的后面，磨煤机负压运行，全部煤粉通过排粉机磨损严重，但不易煤粉泄露；2正压系统制粉系统排粉机在磨煤机的前面，磨煤机正压运行。需要用高温风机，可靠性下降，密封要求高。根据一次风机的位置不同分为：热一次风机，冷一次风机；干燥剂：热风，烟气我国常见的直吹式制粉系统n双进双出钢球磨煤机直吹式制粉系统，n中速磨煤机正压直吹式热一次风机制粉系统n中速磨煤机正压直吹式冷一次风机制粉系统n风扇磨煤机直吹式三介质干燥制粉系统n风扇磨煤机直吹式二介质干燥制粉系统n带煤粉浓缩的直吹式制粉系统三、贮仓式制粉系统三、贮仓式制粉系统1干燥剂送粉（乏气送粉）用干燥煤粉后的湿空气携带煤粉送入炉膛燃烧。2热风送粉用热空气携带煤粉，送入炉膛燃烧，乏气单独作为三次风送入炉膛。n我国常见的贮仓式制粉系统n钢球磨煤机贮仓式乏气送粉制粉系统n钢球磨煤机贮仓式热风送粉制粉系统n钢球磨煤机贮仓式开式制粉系统四、制粉系统的其它设备四、制粉系统的其它设备1原煤斗2给煤机3煤粉仓（中）4粗粉分离器（中）5细粉分离器（中）6螺旋输粉机（中）7给粉机（中）8排粉机（中）9再循环风道认识制粉系统n磨煤机？钢球磨？中速磨？风扇磨？n直吹？中储式？n中储式：热风送粉？乏气送粉？n热一次风机？冷一次风机？n干燥介质：热空气？热空气+烟气？n系统名称？中间储仓式制粉系统的运行特点中间储仓式制粉系统的运行特点1）磨煤机应满出力运行，起、停与燃烧器的投运无关；2）磨煤机应在最佳转速下工作；3）保持最佳的钢球充满度；4）维持最佳的通风量；5）保持规定的煤粉细度（经济细度）；6）控制磨煤机出口气粉混合物温度不超过规定值，以免引起煤粉自燃和爆炸。7）保持煤粉仓正常粉位。直吹式制粉系统的运行特点直吹式制粉系统的运行特点1）制粉量随锅炉负荷变化而变化；2）锅炉燃烧调整与制粉系统调整紧密相关；3）磨煤机调整和维护工作较多；4）均匀给煤并保持合理的风煤比；5）多台磨煤机同时运行时，应保持各台磨煤机负荷基平衡。