文档介绍：第二章燃料及燃料燃烧计算
我国的燃料政策:电站锅炉以燃煤为主,并且尽量燃用劣质煤。
一、煤的成分
煤的组成成分(元素分析成分):
碳(Carbon)
氢(Hydrogen)
氧(Oxygen)
氮(Nitrogen)
硫(Sulphur,or Sulfur)
灰分(Ash)
水分(Moisture )
分析标准:GB/T476-2001 煤的元素分析方法
第一节锅炉燃料的成分和主要特性
碳是燃料中的主要可燃元素,一般占燃料成分的20%~70%。 1kg纯碳完全燃烧生成CO2,放热32866kJ,1kg纯碳不完全燃烧时生成CO,仅放热9270kJ。
煤中氢的含量为2%~6%,氢的发热量很高,1kg氢的低位发热量为120370kJ。
氧和氮是不可燃成分。氮在高温下形成氮氧化物(NOx),造成大气污染。
煤中硫含量一般在1%~5%。 1kg硫燃烧后生成9050kJ热量。硫燃烧生成SO2对人体有害,大气中SO2会氧化成SO3并最终形成酸雨,酸雨对工业、农业都有十分不利的影响。硫含量增多,会造成锅炉高、低温受热面烟气侧的腐蚀和堵灰。
灰分不仅降低发热量,影响着火及燃烧的稳定性,而且容易形成结渣、沾污、磨损、堵灰,影响锅炉运行的经济性和安全性。
水分增加,影响燃料的着火和燃烧速度,增大烟气量,增加排烟热损失,加剧尾部受热面的腐蚀和堵灰。水分增加也会增加煤粉制备的难度。
元素分析ultimate analysis
工业分析proximate analysis
工业分析成分:
水分(Moisture)
挥发分(Volatile)
固定碳(Fixed Carbon)
灰分(Ash)
分析标准:GB/T 212-2008煤的工业分析方法
1 水分的测定
煤中水分分为外部水分和内部水分。外部水分是指可以依靠在空气中自然干燥而去除的水分,内部水分是指煤在含有水蒸汽的空气中达到平衡状态时的水分,外部水分和内部水分的总和称为全水分。
测定内部水分时,(1±)g置于预先通入干燥氮气并已加热到105~110℃干燥箱中,,褐煤、无烟煤、烟煤干燥2h,然后根据煤样的质量损失计算出水分的百分含量。
2 灰分的测定
称取一定质量的空气干燥煤样,放入马弗炉内,然后以一定速度加热到(815±10)℃,灼烧到恒重,并冷却至室温后称重,以残留物质占煤样原质量的百分数作为灰分。
3 挥发分的测定
称取(1±)g空气干燥煤样,放入带盖的瓷坩锅中,在(900±10)℃的温度下,隔绝空气加热7min,以所失去的质量占煤样原质量的百分数减去该煤样的水分(Mad)即为挥发分。
挥发分实际上是煤中有机物分解而析出的气体产物。挥发分的含量与碳化程度有关,碳化程度很深的无烟煤,挥发分只有2%~10%,而地质年代较浅的褐煤,挥发分可达37%~60%。挥发分的主要成分是各种碳氢化合物、氢、一氧化碳、硫化氢等可燃气体,还有少量的O2、CO2、N2等不可燃气体,其热值在17000~71000kJ/kg之间。
挥发分是煤中最有利的可燃成分,对锅炉的工作有很大影响。挥发分着火温度较低,煤颗粒在挥发分析出后成为疏松多孔的焦炭球,易于燃尽,燃烧损失较少。反之,挥发分较少的煤着火困难,也不容易燃烧完全。
故挥发分含量成为煤分类的重要指标。
4 固定碳含量的计算
挥发分析出后,剩下的是焦炭,焦炭就是固定碳和灰分。
固定碳可以按下式计算:
FCad=100-(Mad+Aad+Vad)
煤的工业分析成分对锅炉工作的影响
挥发分
挥发分的成分:各种碳氢化合物、氢、一氧化碳、硫化氢等可燃气体。
含量:挥发分实际上是煤中有机物分解而析出的气体产物。挥发分的含量与碳化程度(地质年代)有关,碳化程度很深(地质年代长)的无烟煤,挥发分只有2%~10%,挥发分析出的温度也高。而碳化程度很低(地质年代较短)的褐煤,挥发分可达37%~60%,挥发分析出的温度较低(小于200℃)。
热值:17000~71000kJ/kg之间。地质年代越久含氧越少,挥发分发热量越高,如:无烟煤的挥发分发热量高,而褐煤的挥发分发热量低。
对锅炉的影响:挥发分是煤中最有利的可燃成分,对锅炉的工作有很大影响。挥发分着火温度较低,煤颗粒在挥发分析出后成为疏松多孔的焦炭球,易于燃烬,燃烧损失较少。反之,挥发分较少的煤着火困难,也不容易燃烧完全。故挥发分含量成为煤分类的重要指标。