锅炉原理及设备

杨宇、季炫宇

目录

  • 1 绪论
    • 1.1 锅炉概念及性能参数
  • 2 锅炉燃料
    • 2.1 固体燃料特性
    • 2.2 液体和气体燃料特性
    • 2.3 灰熔点测试试验
  • 3 燃料燃烧计算及锅炉热平衡
    • 3.1 助燃空气及燃烧产物
    • 3.2 锅炉热平衡及热损失
    • 3.3 烟气测试试验
  • 4 燃烧原理及设备
    • 4.1 煤的燃烧理论及特性
    • 4.2 煤的燃烧设备及系统
  • 5 煤粉制备
    • 5.1 制粉设备及制粉系统
  • 6 锅炉蒸发受热面
    • 6.1 炉墙及水冷壁
  • 7 过热器及再热器
    • 7.1 过热器及再热器
  • 8 省煤器及空气预热器
    • 8.1 省煤器及空预器
  • 9 锅炉热力计算和整体布置
    • 9.1 炉膛及对流受热面传热计算
    • 9.2 锅炉整体布置的设计及方法
  • 10 锅炉受热面的保护
    • 10.1 受热面沾污、磨损及腐蚀的成因及预防
  • 11 附录1
    • 11.1 锅炉原理课程大纲
    • 11.2 锅炉原理授课计划
    • 11.3 锅炉原理课程教案
    • 11.4 锅炉原理课程PPT
  • 12 附录2
    • 12.1 动画-低风速条件下颗粒分层流化
    • 12.2 动画-中风速条件下颗粒分层流化
    • 12.3 动画-高风速条件下颗粒分层流化
    • 12.4 动画-Liquor
    • 12.5 动画-rboiler
    • 12.6 动画-uboiler1
    • 12.7 动画-uboiler2
    • 12.8 动画-CFB-3D
    • 12.9 动画-Ash cooler
    • 12.10 动画-CFB炉膛
  • 13 案例库
    • 13.1 案例1
    • 13.2 案例2
    • 13.3 案例3
    • 13.4 案例4
    • 13.5 案例5
    • 13.6 案例6
    • 13.7 案例7
    • 13.8 案例8
    • 13.9 案例9
    • 13.10 案例10
液体和气体燃料特性

知识点

①液体燃料特性

②气体燃料特性

微课视频



视频讲义:


 1. 常见的液体燃料主要是石油加工后的产物,比如汽油,柴油,重油和渣油等。其中重油和渣油都是石油炼制过程的残油。渣油作为石油炼制过程中排出的残余物不经处理,直接作为燃料。一般来讲减压、常压或裂化渣油,并无统一质量指标。而重油是渣油按不同比例调和而成,有20号、60号、100号、200号等四种牌号,发热量介于37~44MJ/kg范围内。汽油和柴油是我们日常生活中常见的两种液体燃料,汽油主要用于汽车等交通工具上,在锅炉燃料中一般不会涉及。而柴油在锅炉中的应用也主要是用于电站锅炉启动及低负荷稳燃。液体燃料的组分依然由碳、氢、氧、氮、硫、水份、灰份构成,由于其构成组分的差异,其物理化学特性也各不相同,一般可以用以下五个特性指标进行描述。

 第一是粘度,表征液体燃料流动性能,可以采用恩氏粘度计进行测量,以重油为例,其粘度随温度升高而减少,因此为保证其燃烧过程的稳定性,在进入油嘴前,应进行一定程度的加热,使其粘度降低,从而保证其流动性。第二是凝固点,即燃油丧失流动性能时的温度,一般来说燃油含石蜡比例越高,其凝固点也就越高。第三是闪点及燃点,闪点是指常压下,油表面上蒸发出的油气和空气混合物与明火接触而发生短促闪光时的油温;而燃点则是指油面上的油气和空气的混合物遇到明火能着火燃烧并持续5秒以上的最低油温。第四是含硫量,液体燃料中的硫分经燃烧后生成的SO2具有很强的腐蚀性,尤其是在低温区域SO2与水蒸气所形成的酸蒸汽凝结在受热面上时腐蚀尤其严重,在锅炉运行中应当避免。一般来讲收到基含硫量低于0.5%的油称为低硫油,而高硫油的收到基含硫量则大于2%。最后一个特性指标是灰分。与固体燃料相比,液体燃料的灰分含量很少,但是灰分中所含的钒、钠、钾、钙等物质,熔点很低,约为600摄氏度,对壁温高于610℃的受热面会产生高温腐蚀。我们对比一下低温腐蚀和高温腐蚀的不同,可以发现,硫化物等物质形成的酸蒸汽凝结容易造成受热面低温腐蚀,是一种酸腐蚀,而高温腐蚀则是碱金属在高温条件下的熔化所形成的碱腐蚀。

    2.  气体燃料也是锅炉中常用的一种燃料,按其获取方式可以分为天然气体燃料和人工气体燃料,天然气体燃料是从自然界直接收集和开采得到,比较典型的有气田气、天然气、油田气、煤层气等。其中气田气和天然气主要成分为甲烷,还含有少量烷烃等其它气体,其热值高,燃烧速度最低;油田气/油田伴生气是与原油共存或是石油开采过程中压力降低析出的气体,主要成分也是甲烷并含部分其它烃类,其热值更高;而煤层气则是成煤物质在成煤过程中自生、自储式非常规的天然气,俗称瓦斯,主要可燃成分依然是甲烷。

    而人工气体燃料则是指以煤、石油产品或各种有机物为原料,经过各种加工方法而得到的气体燃料,比如气化炉煤气,焦炉煤气,高炉煤气和转炉煤气,以及液化石油气等。与固体或液体燃料相比,气体燃料含灰量几乎为零,也更易于着火燃烧,利用管道输送更加便利高效,经脱硫等预处理过程后的气体燃料其燃耗后的污染物排放几乎为零,是一种非常清洁高效的能源。