3燃料及燃烧技术副本解析.pptx

燃烧计算课件目录燃料性质教案3 燃料与燃烧技术1章节要点章节要点BBC CDDAA燃料的性质燃料的性质燃料的燃烧计算燃料的燃烧计算燃烧过程燃烧过程燃烧设备燃烧设备燃烧计算课件目录燃料性质教案Company L学习目的：降低能源消耗水泥水泥6.58.6Kwh/重箱重箱1320kg煤煤/重箱重箱100140kg煤煤/t110125Kwh/t玻璃玻璃陶瓷陶瓷550800kg煤煤/t57007600Kj/Kg燃烧计算课件目录燃料性质教案3.1燃料的性质33.1.1燃料的分类和组成3.1.1.1燃料的分类燃料的分类按形态分类：固体燃料：泥煤、褐煤、烟煤、无烟煤。液体燃料：重油。气体燃料：天然气、煤气。按来源分类：人工燃料：煤粉、重油、煤气。天然燃料：原煤、石油、天然气。3.1.1.2 3.1.1.2 固体和液体燃料固体和液体燃料1、固体和液体燃料的组成固体和液体燃料的组成元素分析法重油是原油提取汽油、柴油后的剩余重质油燃烧计算课件目录燃料性质教案轻重质燃油4气体气体气体气体汽油汽油石脑油石脑油石油石油燃油燃油空气中的残留物空气中的残留物真空残留物真空残留物气体蒸馏柱气体蒸馏柱真空蒸馏真空蒸馏燃油燃油煤油煤油接触反应接触反应发生裂化发生裂化气体气体石油石油燃油燃油粘性粘性-还原器还原器RVR混合混合石油石油燃油燃油气体气体 “液化剂液化剂石油石油 重质燃油重质燃油燃烧计算课件目录燃料性质教案 元素分析法：利用化学元素表示燃料的组成。组成：组成：C C、H H、O O、N N、S S、水分（、水分（M M）和灰分（）和灰分（A A）。碳碳:主要的组成，5399，Q=339kj/kg，煤的碳化 程度，C，发热量。烟煤C7890%，无烟煤C90%。重油C85%。氢氢:H5。Q=1030kj/kg形式：自由氢：与碳和硫组成有机化合物的氢，可燃 化合氢：与氧结合成稳定化合物而不能燃烧的 氢。氧和氮：氧和氮：不能燃烧，一般含量13。5燃烧计算课件目录燃料性质教案硫：硫：固体燃料S2%，重油S=0.13.5%。S的形式：可燃硫：可燃的金属硫化物和有机硫化物。不可燃硫：无机硫酸盐。S的危害：产生SO2，污染大气，危害人类健康。水分（水分（M）：）：吸热，发热量；少量水对着火、燃烧、传热有益。灰分（灰分（A）：）：指残留在煤中的不可燃组分。含量越多,发热量越低。固体燃料的灰分A=535，重油小于1。6燃烧计算课件目录燃料性质教案7工业分析法工业分析法组成：挥发分（V）、固定碳（FC）、水分（M）和 灰分（A）。挥发分（V）：煤在隔绝空气的条件下加热，除外部 水分外所逸出的气体量。组成：可燃挥发物（碳氢化合物）、热分解产物。V，煤的着火温度，火焰长度。固定碳（FC）：挥发分逸出后煤中残留的焦块。FC，煤的发热量。煤的工业分析步骤：煤的工业分析步骤：煤样制备：取粒度0.2mm煤粉，在空气中自然干燥；水分的测定：燃烧计算课件目录燃料性质教案8称取称量瓶（带盖）空重，然后加入1g（0.1g）煤样；将称量瓶（打开盖）放入105110 的干燥箱中，干燥1h；取出称量瓶（加盖）放入干燥器中冷却至室温，称量；灰分的测定：称取矩形坩埚空重，然后加入1g（0.1g）煤样；将坩埚放入815 15 的马弗炉中灼烧40min；取出坩埚放在石棉板上冷却5min后放入干燥器冷却至室温，称量；挥发分的测定：称取带盖坩埚空重，然后加入1g（0.1g）煤样；将坩埚放入900的马弗炉中灼烧7min；燃烧计算课件目录燃料性质教案9燃烧计算课件目录燃料性质教案10取出坩埚放在石棉板上冷却5min后放入干燥器冷却至室温，称量；倒出焦渣，判断焦渣特性；固定碳计算：FCad100（Mad Aad Vad）2、固体和液体燃料组成的表示方法固体和液体燃料组成的表示方法 分为四种方法：（1）收到基）收到基：实际使用的煤的组成，又称应用基。表示方式：下角标“ar”表示：组成：Car+Har+Oar+Nar+Sar+Aar+Mar=100燃烧计算课件目录燃料性质教案11特点：使用方便，但M波动大，不利于比较。应用：燃烧计算（2）分析基：）分析基：指分析实验室里所用的空气干燥煤样的组成,又称空气干燥基。空气干燥煤样：在20，相对湿度70%的空气下连续干 燥 1 小时后，其质量变化不超过 0.1%的煤样。表示方式：下角标“ad”表示 组成：Cad+Had+Oad+Nad+Sad+Aad+Mad=100煤中的水分的分类：干燥过程中逸出的水分（Mar.f）残留的水分（Mad）燃烧计算课件目录燃料性质教案12（3）干燥基：）干燥基：指绝对干燥的煤的组成。下角标“d”表示：组成 Cd+Hd+Od+Nd+Sd+Ad=100 特征：不受煤在开采、运输和贮存过程中水分变动的影响，能比较稳定地反映煤的真实组成。（4）干燥无灰基：）干燥无灰基：假想的无水无灰的煤的组成。下角标“daf”表示：组成：Cdaf+Hdaf+Odaf+Ndaf+Sdaf=100 特征：稳定、真实反映煤的组成。不受煤在开采、运输、冼煤和贮存过程中水分、灰分变动的影响。燃烧计算课件目录燃料性质教案133 3、燃料各基准间的换算系数、燃料各基准间的换算系数 换算原理：换算原理：元素的质量守恒元素的质量守恒换算的目的：换算的目的：便于不同情况判断煤的质量。便于不同情况判断煤的质量。煤矿干燥无灰基，实验室分析基，使用收到基燃烧计算课件目录燃料性质教案14已知“基”所换算的“基”收到基分析基干燥基干燥无灰基收到基1分析基1干燥基1干燥无灰基1燃烧计算课件目录燃料性质教案15例例 已知煤的干燥无灰基组成（）为：Cdaf Hdaf Odaf Ndaf Sdaf 80.2 6.1 11.6 1.4 0.7 收到基时水分Mar=3.5，干燥基时灰分Ad=8.2 求：收到基时Car的百分含量。解解由于三个基准不能同时转换，因此分两步进行计算：（1）先由Cdaf换算成Cd（）100Cd=（100-Ad）Cdaf=73.6（2）再由Cd换算成Car（）100Car=(100-Mar)Cd=71.0燃烧计算课件目录燃料性质教案3.1.1.3.1.1.3 气体燃料的组成及表示方法气体燃料的组成及表示方法16气体燃料的组成：气体燃料的组成：可燃成分：主要有H2、CO、CH4、CmHn和H2S等。不燃成分：主要有N2、CO2、SO2和H2O等 天然气：CH485%；发生炉煤气 CO+H240%（1 1）湿成分）湿成分是指包括水蒸汽在内的成分。用上角标“v”表示COv+H2v+CH4v+CmHnv+H2Sv+CO2v+N2v+O2v+H2Ov=100（2 2）干成分）干成分是指不包括水蒸汽在内的成分。用上角标“d”表示COd+H2d+CH4d+CmHnd+H2Sd+CO2d+N2d+O2d=100 组成的表示方法：组成的表示方法：烷烃CnH2n+2烯烃CnH2n冷煤气为饱和水蒸气，热煤气中约为 5 7。燃烧计算课件目录燃料性质教案气体温度（）H2Ov （）（）气体温度（）H2Ov （）（）-25-20-15-10-505100.0620.1010.1630.2560.3950.6020.861.2115202530354045501.682.303.134.195.557.279.4612.1817煤气在不同温度下的饱和水蒸气（煤气在不同温度下的饱和水蒸气（H2Ov ）含量）含量燃烧计算课件目录燃料性质教案3.1.2 3.1.2 燃料的热工性质燃料的热工性质 183.1.2.1 3.1.2.1 发热量发热量 1、燃料发热量（热值）的基本概念、燃料发热量（热值）的基本概念（1）热值：热值：单位质量或体积的燃料完全燃烧，当燃烧产 物冷却到燃烧前的温度时所放出的热量，称为燃料 的发热量（也称为热值）。单位：kj/kg（kj/Nm3）。（2）高位发热量高位发热量（Qgr)：燃料完全燃烧后，其燃烧产物 中的水蒸气全部凝结为0的液态水时所放出的热 量，热量称为燃料的高位发热量。燃料的高位发热量。（3）低位发热量低位发热量(Qnet)：指燃料完全燃烧后，其燃烧 产物中的水蒸气以20气态存在时所放出的热量。燃烧计算课件目录燃料性质教案2、高位热值与低位热值的换算、高位热值与低位热值的换算 ：差值：0的液态水汽化为20的水蒸汽的热量，2500 Kj/Kg 燃烧产生的水分包括：燃料中的水分Mar 燃烧过程产生的水：9Har Qnet.ar=Qgr.ar-225 Har-25 Mar 注意:燃烧计算中以燃料收到基低位发热量为基准。3、发热量的测定、发热量的测定 测试方法：氧弹式量热计 测试原理：是将一定量的试样置于充有一定压力2.83.0MPa 密封的氧弹中,在充足的氧气条件下,令试样完全19燃烧计算课件目录燃料性质教案 燃烧，燃烧所放出的热量被氧弹周围一定的水(内桶水)所吸收,其水的温升与试样燃烧放出的热量成正比。发热量即可由燃烧前后的温差计算出来。试样发热量Q为(J/g)：E-量热系统热容量(J/);M-试样质量(g);t0-量热系统起始温度();tn-量热系统终值温度()20燃烧计算课件目录燃料性质教案21燃烧计算课件目录燃料性质教案测定步骤：测定步骤：称样：称取1.0000g左右的煤粉，再称取点火丝质量；装点火丝和充氧：将煤样放入坩埚内，并与点火丝接触；充氧压力2.83.0MPa；内筒加水及检查氧弹气密性：加水3000g，放入氧弹无气泡溢出；接上点火电极及安装温度计（显示器）；记录初期温度并点火；记录终期温度：如温度没有上升，实验失败；收集弹筒洗液并滴定；称出残余点火丝的质量；代入公式计算发热量；22燃烧计算课件目录燃料性质教案234、燃料发热量的计算、燃料发热量的计算 （1）固体和液体燃料发热量的计算 根据元素分析计算（门捷列夫公式）：Qnet.ar=339Car+1030Har-109（Oar-Sar）-25Mar 根据工业分析计算 无烟煤（Vdaf 10）的低位发热量的计算：Qnet.ad=K0-360Mad-385Aad-100Vad K0 与与 Vdaf 的关系的关系Vdaf（）3.0 3.0 5.5 5.5 8.08.0K034300348003520035600表 中，Vdaf=aVdaf bAd，a 和 b 值与煤的干燥基灰分有关，如下表。燃烧计算课件目录燃料性质教案24Ad（）3040253020251520101510a0.800.850.950.800.900.95b0.100.100.10000烟煤（Vdaf10）的低位发热量的计算:Qnet.ad=100K1（K1+25.12）（Mad+Aad）-12.56 Vad K1系数，随 Vdaf 及焦渣特征而变化，见下表（2）气体燃料发热量的计算 Qnet=126CO+108H2+358CH4+590C2H4+637C2H6 +806C3H6+912C3H8+1187C4H10+1460C5H12+232H2S燃烧计算课件目录燃料性质教案25 Vdaf ()K1焦渣特征（1）1013.513.517172020232329293232353538384242352337335329320320306306306304352350343339329327325320316312354354350345339335331329327320354356352348343339335333331325354356356352350345341339335333354356356356354352348345343339354356356358356354350348345343K1 与与 Vdaf 及焦渣特征的关系及焦渣特征的关系燃烧计算课件目录燃料性质教案263.1.2.2 标准燃料标准燃料 1、标准燃料的定义：标准煤：指收到基低位发热量为29300KJ/Kg（7000Kcal/Kg）的煤。标准油：指低位发热量为41870KJ/Kg（10000Kcal/Kg）的燃油。标准气：指低位发热量为41870KJ/Nm3的燃气。2、使用标准燃料概念的意义：便于统计和比较燃料的消耗量。