燃料及燃燒計(jì)算詳解演示文稿目前一頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于五點(diǎn)優(yōu)選燃料及燃燒計(jì)算目前二頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于五點(diǎn)2025/7/23PrinciplesofBoilerPage3煤的元素分析成分

碳C：主要可燃成分,

地質(zhì)年齡越長(zhǎng)，含碳越多，放熱量越高，但不易著火與燃燼。

氫H：可燃成分，放熱量，是碳的3倍，含量低,有利元素。

氧O：可助燃，含量低。

氮N：不可燃，含量低,燃燒反應(yīng)可生成NOX，有害成分。

硫S：可燃，放熱量低可生成Sox

有機(jī)硫、黃鐵礦硫、硫酸鹽硫

水分M：外部水分、內(nèi)部水分。

灰分A：雜質(zhì)，污染環(huán)境，磨損受熱面。煤的元素分析成分目前三頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于五點(diǎn)2025/7/23PrinciplesofBoilerPage4煤的工業(yè)分析成分水分(M)灰分(A)揮發(fā)分(V)固定碳(FC)目前四頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于五點(diǎn)2025/7/23PrinciplesofBoilerPage5煤的分析基準(zhǔn)

收到基（ar）以入爐煤（包括煤的全部成分）為基準(zhǔn)

空氣干燥基（ad）

以風(fēng)干狀態(tài)煤（除外部水分）為基準(zhǔn)

干燥基（d）

以去掉全部水分煤為基準(zhǔn)

干燥無(wú)灰基（daf）

以去掉全部水分及灰分煤為基準(zhǔn)目前五頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于五點(diǎn)2025/7/23PrinciplesofBoilerPage6各種基準(zhǔn)的換算收到基:Car+Har+Oar+Nar+Sar+Aar+Mar=100〔％〕空氣干燥基:Cad+Had+Oad+Nad+Sad+Aad+Mad=100〔％〕干燥基:Cd+Hd+Od+Nd+Sd+Ad=100〔％〕干燥無(wú)灰基:Cdaf+Hdaf+Odaf+Ndaf+Sdaf=100〔％〕

不同基準(zhǔn)之間的換算公式

X=KX0X0、X—

某成分原基準(zhǔn)及新基準(zhǔn)質(zhì)量百分比，%K—

換算系數(shù)例:

目前六頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于五點(diǎn)2025/7/23PrinciplesofBoilerPage7煤的發(fā)熱量煤的發(fā)熱量（kJ/kg)

單位質(zhì)量的煤完全燃燒時(shí)所釋放的熱量

低位發(fā)熱量（Qnet）燃料完全燃燒,產(chǎn)生的水釋放出氣化潛熱(以汽態(tài)的形式存在）,則所得到的發(fā)熱量稱為低位發(fā)熱量。

Qb＞Qgr＞Qnet

高位發(fā)熱量(Qgr)

燃料完全燃燒,產(chǎn)生的水未放出氣化潛熱(以液態(tài)的形式存在）,則所得到的發(fā)熱量由實(shí)驗(yàn)測(cè)得的彈筒發(fā)熱量（Qb）減去校正值確定目前七頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于五點(diǎn)2025/7/23PrinciplesofBoilerPage8發(fā)熱量的測(cè)定目前八頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于五點(diǎn)2025/7/23PrinciplesofBoilerPage9高、低發(fā)熱量間的換算

干燥基高、低位發(fā)熱量之間的換算

式中r——水的汽化潛熱，通常取r=2510kJ/kg

收到基高、低位發(fā)熱量之間的換算

目前九頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于五點(diǎn)2025/7/23PrinciplesofBoilerPage10幾個(gè)重要概念

標(biāo)準(zhǔn)煤

Q

=29310kJ/kg

劣質(zhì)煤

Q

≤12500kJ/kg

折算成分

相對(duì)于每4190kJ/kg收到基低位發(fā)熱量的煤中所含的收到基水分、灰分和硫分，稱為折算水分、折算灰分和折算硫分

目前十頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于五點(diǎn)2025/7/23PrinciplesofBoilerPage11煤的灰分特性

影響灰的熔融性的主要因素灰分成分的影響煤灰中酸性氧化物使灰熔點(diǎn)提高；堿性氧化物使灰熔點(diǎn)降低周圍介質(zhì)的影響

氧化性介質(zhì)中，灰熔點(diǎn)較高；還原性介質(zhì)中，灰熔點(diǎn)較低；弱還原性介質(zhì)中，灰熔點(diǎn)很低。

煤的灰分特性用灰熔點(diǎn)表示，煤灰的角錐法確定

變形溫度DT

軟化溫度ST

流動(dòng)溫度FT

目前十一頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于五點(diǎn)2025/7/23PrinciplesofBoilerPage12煤的結(jié)渣特性指標(biāo)

結(jié)渣率:在一定的空氣流速下燃料燃燒并燃燼時(shí),大于6mm的渣塊占灰渣總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)。結(jié)渣率越大的煤越容易發(fā)生結(jié)渣。

煤灰中酸性氧化物使灰熔點(diǎn)提高；堿性氧化物使灰熔點(diǎn)降低堿酸比B/A:灰中堿性成分與酸性成分含量之比。

B/A↑易結(jié)渣↑硅鋁比:即2SiO2/Al2O3的比值。硅鋁比↑易結(jié)渣↑

目前十二頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于五點(diǎn)2025/7/23PrinciplesofBoilerPage13煤的常規(guī)特性對(duì)鍋爐工作的影響揮發(fā)分的影響:

地質(zhì)年齡↓Vadf↑易著火↑易燃燼↑硬度↓但Q↓水分的影響:Mar↑Q↓著火↓燃燼↓θ”l↓Q4↑積灰↑腐蝕↑灰分的影響:Aar↑Q↓Q6↑Q4↑Q4↑積灰↑磨損↑結(jié)渣↑灰熔點(diǎn)的影響:

灰熔點(diǎn)（DT、ST、FT）↓

結(jié)渣↑硫分的影響:

Sar↑tld↑

低溫腐蝕↑

污染環(huán)境↑

煤粉倉(cāng)自燃↑煤的燃燒特性及其影響

目前十三頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于五點(diǎn)2025/7/23PrinciplesofBoilerPage14煤的可磨性系數(shù)

哈氏可磨性指數(shù)HGIHGI<62為難磨煤；HGI>86為易磨煤煤的可磨性系數(shù)表示煤磨成一定細(xì)度的煤粉的難易程度。

與HGI之間關(guān)系

全蘇熱工研究所（BTH）

在風(fēng)干狀態(tài)下將質(zhì)量相等的標(biāo)準(zhǔn)煤和試驗(yàn)煤由相同的粒度磨制成相同的細(xì)度時(shí)，消耗的能量之比Kkm=Eb/Es

<1.2為難磨煤

>1.5為易磨煤目前十四頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于五點(diǎn)2025/7/23PrinciplesofBoilerPage15煤的可磨性系數(shù)與磨損指數(shù)

煤的可磨性系數(shù)：國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)：哈德格羅夫法（Hardgrove法），測(cè)定哈氏可磨性指數(shù)HGI

煤的磨損性指數(shù)表示磨損的輕重程度；旋轉(zhuǎn)磨損試驗(yàn)儀；沖刷式磨損試驗(yàn)儀：Ke＝E/At

目前十五頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于五點(diǎn)2025/7/23PrinciplesofBoilerPage16煤的分類我國(guó)動(dòng)力煤的分類（分類依據(jù):Vdaf）

Vdaf≤10%無(wú)煙煤

Vdaf＝10～20貧

煤

Vdaf＝20～40煙

煤

Vdaf＞37褐煤發(fā)電用煤粉鍋爐用煤的分類標(biāo)準(zhǔn)：

根據(jù)煤粉爐運(yùn)行要求，按V，Q，Azs,Mzs,Szs揮發(fā)分Vdaf（與其相對(duì)應(yīng)的發(fā)熱量）等級(jí)：V1~V5灰分Ad等級(jí)：A1~A3水分Mf等級(jí)：M1~M3硫分Sd等級(jí)：S1~S3灰融特性ST：ST1~ST2目前十六頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于五點(diǎn)2025/7/23PrinciplesofBoilerPage17煤的類型

無(wú)煙煤

碳化程度高，含碳量很高，達(dá)95%，雜質(zhì)很少，發(fā)熱量很高,約為25000～32500kJ/kg；

揮發(fā)份很少，小于10%，Vdaf析出的溫度較高（可達(dá)400℃），著火和燃盡均較困難,儲(chǔ)存時(shí)不易自燃

褐煤

碳化程度低，含碳量低，約為40～50%，水分及灰分很高，發(fā)熱量低,約10000～21000kJ/kg；

揮發(fā)分含量高，約40～50%，甚至60%，揮發(fā)分的析出溫度低（＜200℃），著火及燃燒均較容易目前十七頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于五點(diǎn)2025/7/23PrinciplesofBoilerPage18煤的類型

煙煤

碳化程度次于無(wú)煙煤，含碳量較高，40～60%,雜質(zhì)少，發(fā)熱量較高,約為20000～30000kJ/kg；

揮發(fā)分含量較高，約10～45%，著火及燃燒均較容易

貧煤揮發(fā)分含量10～20%的煙煤

揮發(fā)份較少，性質(zhì)介于無(wú)煙煤與煙煤之間，燃燒性能方面比較接近無(wú)煙煤；

劣質(zhì)煙煤

揮發(fā)份20～30%；但水分高，灰分更高的煙煤

發(fā)熱量低，為11000～12500kJ/kg

這兩種煙煤著火及燃燒均較困難

目前十八頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于五點(diǎn)2025/7/23PrinciplesofBoilerPage19§2燃料的燃燒計(jì)算1、燃燒計(jì)算的物理模型2、燃料的燃燒工況3、煤的燃燒反應(yīng)4、燃燒所需要的空氣量5、過(guò)?？諝庀禂?shù)α與漏風(fēng)系數(shù)△α6、過(guò)?？諝庀禂?shù)β與漏風(fēng)系數(shù)△α7、煙氣容積目前十九頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于五點(diǎn)2025/7/23PrinciplesofBoilerPage20燃燒計(jì)算的物理模型以1kg燃料為計(jì)算基礎(chǔ)所有氣體均視為理想氣體（22.4Nm3/kg）假定完全燃燒認(rèn)為空氣只由N2和O2組成,

容積比為79:21目前二十頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于五點(diǎn)2025/7/23PrinciplesofBoilerPage21燃料的燃燒工況

理論工況燃料在沒(méi)有過(guò)?？諝獾那闆r下完全燃燒燃燒產(chǎn)物（煙氣）組成成分CO2、SO2、N2、H2O

理論煙氣量

實(shí)際工況

實(shí)際送入的空氣量大于理論空氣量，仍為不完全燃燒燃燒產(chǎn)物（煙氣）組成成分CO2、SO2、N2、

H2O、O2、CO

實(shí)際煙氣量Vy目前二十一頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于五點(diǎn)2025/7/23PrinciplesofBoilerPage22煤的燃燒反應(yīng)

煤中可燃元素的燃燒反應(yīng)是燃燒計(jì)算的基礎(chǔ)，1kg收到基燃料包括

Kg的碳、kg的氫、kg的硫

碳完全燃燒反應(yīng)方程式

C+O2→

CO212kgC+22.41Nm3O2→

22.41Nm3CO2

1kg

C+1.866Nm3O2

→

1.866Nm3

CO2

1kgH+5.56Nm3O2

→

11.1Nm3H2O

1kgS+0.7Nm3O2

→0.7Nm3SO2目前二十二頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于五點(diǎn)2025/7/23PrinciplesofBoilerPage23燃燒所需要的空氣量

理論空氣量V0

1kg燃料完全燃燒時(shí)所需要的最小空氣量(無(wú)剩余氧)可通過(guò)燃料中可燃元素（C、H、S）的燃燒化學(xué)反應(yīng)方程式求得

實(shí)際空氣量V

式中

α、β—分別為煙氣側(cè)和空氣側(cè)的過(guò)剩空氣系數(shù)目前二十三頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于五點(diǎn)2025/7/23PrinciplesofBoilerPage24過(guò)?？諝庀禂?shù)α與漏風(fēng)系數(shù)△α

Δα各受熱面處煙氣側(cè)漏風(fēng)系數(shù)，△V為煙道漏風(fēng)量為爐膛出口處過(guò)剩空氣系數(shù)，表征爐內(nèi)燃燒狀況目前二十四頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于五點(diǎn)2025/7/23PrinciplesofBoilerPage25過(guò)?？諝庀禂?shù)β與漏風(fēng)系數(shù)△α

為空氣預(yù)熱器出、進(jìn)口處空氣側(cè)過(guò)?？諝庀禂?shù)分別為爐膛、制粉系統(tǒng)和空預(yù)器漏風(fēng)系數(shù)目前二十五頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于五點(diǎn)2025/7/23PrinciplesofBoilerPage26煙氣容積

理論煙氣容積

α=1、完全燃燒：O2=0；CO=0

實(shí)際煙氣容積α>1、完全（不完全）燃燒：O2≠0；CO=0（CO≠0）

目前二十六頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于五點(diǎn)2025/7/23PrinciplesofBoilerPage27§３煙氣分析方法1、煙氣分析2、不完全燃燒方程式及煙氣中CO含量的計(jì)算3、RO2和RO2max的計(jì)算4、運(yùn)行中過(guò)剩空氣系數(shù)及煙氣容積的確定5、漏風(fēng)系數(shù)目前二十七頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于五點(diǎn)2025/7/23PrinciplesofBoilerPage28煙氣分析

煙氣分析的目的:測(cè)鍋爐反平衡效率、測(cè)量過(guò)量空氣系數(shù)、監(jiān)督RO2O2的含量、檢查鍋爐漏風(fēng)情況等。(鍋爐運(yùn)行監(jiān)督、測(cè)試)奧氏煙氣分析儀的工作原理:利用不同的吸收劑吸收不同的氣體成分

氫氧化鉀溶液(KOH)—RO2

焦性沒(méi)食子酸溶液C6H3(OH)3—O2、RO

氯化亞銅氨溶液Cu(NH3)2Cl—CO、O2

目前二十八頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于五點(diǎn)2025/7/23PrinciplesofBoilerPage29煙氣成分分析煙氣分析是以1kg燃料燃燒生成的干煙氣（除去水分后的煙氣）容積為基礎(chǔ)

煙氣分析可得到在干煙氣Vgy中所占的容積百分比

目前二十九頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于五點(diǎn)2025/7/23PrinciplesofBoilerPage30不完全燃燒方程式及煙氣中CO含量的計(jì)算

不完全燃燒方程

:

21=RO2+O2+0.605CO+β(RO2+CO)

煙氣中CO含量的計(jì)算:

燃料特性