锅炉知识1、锅炉负压和烟囱负压:加热炉炉膛,烟道都是负压,并且炉膛负压值更低,而外界大气压为正值!为什么烟气还能通过烟囱向外界排气,而不是空气从烟囱反串如炉子呢?烟囱内外气体温度不同而引起气体密度差异,这种密度差异产生压力差,即烟囱抽力,它克服阻力推动烟气流动。
烟囱底部处于负压状态是烟囱底部产生抽力的原因。
根据抽力公式 h抽=H( γ空—γ气),可以知道,影响烟囱抽力的因素主要是三个,即H,γ空,γ气。
(1)高度H的影响:由公式可知,H愈大,也即烟囱愈高,抽力愈大;H愈小,也即烟囱愈低,抽力愈小。
(2)空气重度的影响:由公式可知,在H、γ气不变的情况下,γ空愈大,亦即外界空气温度愈低,抽力愈大。
同是一个烟囱,在闸板开度一样的情况下,冬天的抽力比夏天大,晚上的抽力比白天大,这就是因为冬天、晚上外界空气的温度比夏天、白天低,γ空比较大。
(3)烟气温度的影响:由公式可知,在H、γ空不变的情况下,γ气愈大,亦即烟气温度愈低,抽力愈小;γ气愈小,亦即烟气温度愈高,抽力愈大。
新窑投产时,烟囱抽力很小,工人师傅常常在烟囱底部烧一把火,以提高烟囱内气体的温度,借以加大抽力,就是这个道理。
在烟囱设计时,要全面考虑上述因素对抽力的影响,不能只抓一点,不及其余。
例如,烟囱愈高,抽力固然愈大,但也不能过高。
因为烟囱愈高,基础愈要求坚固,砌筑质量也要随之提高,造价也就因而增大。
再如,烟气温度愈高,抽力固然愈大,但随着烟气带走的热量也就愈多,增加了热能的耗损,使窑炉热效率降低。
周围空气的温度是不以人的意志为转移的,但在烟囱设计时,应该考虑该地区的气候,按该地区夏天最高气温来确定空。
所以,在烟囱设计时,应该综合考虑各方面的因素,权衡利弊,合理设计。
确定烟囱抽力时,为保证最小抽力达到要求,要以夏季最高温度和当地最大空气湿度进行计算。
炉膛的负压值不能太低,否则会造成燃料未充分燃烧,浪费能源。
我们炉腔内的负压是利用引风机外引风产生的,负压值根据燃烧的煤或燃气不同也设置不同。
形象的说:1、由于地球上,空气密度远离地面的小,近地面的大。
而烟囱可认为连通器,烟囱越长,空气密度差就越大,即差压越大,也就抽离越大。
2、而没有烟囱时的空气密度差,由于是大面积的流体空气,要考虑各地区地势、温度等等。
例子也就我们见到的风。
这一块与气象有关,咱不专业也不多做解释。
因为有引风机的存在,炉膛负压:一是为了热风能够与过热器,省煤器,以及空气加热器充分换热;二.防止因未完全燃烧的气体或者煤产生二次燃烧三.负压的大小影响了换热的效率,,大了排大气的热量多了。
少了,换热不均。
锅炉停止运行的时候也要是负压,因为要防止里面可燃气体大量堆积。
锅炉燃烧排放烟气烧一吨煤,产生1600×S%千克SO2,1万立方米废气,产生200千克烟尘。
烧一吨柴油,排放2000×S%千克SO2,1.2万立米废气;排放1千克烟尘。
烧一吨重油,排放2000×S%千克SO2,1.6万立米废气;排放2千克烟尘。
大电厂,烟尘治理好,去除率超98%,烧一吨煤,排放烟尘3-5千克。
普通企业,有治理设施的,烧一吨煤,排放烟尘10-15千克;砖瓦生产,每万块产品排放40-80千克烟尘;12-18千克二氧化硫。
规模水泥厂,每吨水泥产品排放3-7千克粉尘;1千克二氧化硫。
乡镇小水泥厂,每吨水泥产品排放12-20千克粉尘;1千克二氧化硫。
物料衡算公式:1吨煤炭燃烧时产生的SO2量=1600×S千克;S含硫率,一般0.6-1.5%。
若燃煤的含硫率为1%,则烧1吨煤排放16公斤SO2 。
1吨燃油燃烧时产生的SO2量=2000×S千克;S含硫率,一般重油1.5-3%,柴油0.5-0.8%。
若含硫率为2%,燃烧1吨油排放40公斤SO2 。
??排污系数:燃烧一吨煤,排放0.9-1.2万标立方米燃烧废气,电厂可取小值,其他小厂可取大值。
燃烧一吨油,排放1.2-1.6万标立方米废气,柴油取小值,重油取大值。
【城镇排水折算系数】 0.7~0.9,即用水量的70-90%。
【生活污水排放系数】采用本地区的实测系数。
【生活污水中COD产生系数】60g/人.日。
也可用本地区的实测系数。
【生活污水中氨氮产生系数】7g/人.日。
也可用本地区的实测系数。
使用系数进行计算时,人口数一般指城镇人口数;在外来较多的地区,可用常住人口数或加上外来人口数。
【生活及其他烟尘排放量】按燃用民用型煤和原煤分别采用不同的系数计算:民用型煤:每吨型煤排放1~2公斤烟尘原煤:每吨原煤排放8~10公斤烟尘一、工业废气排放总量计算1.实测法当废气排放量有实测值时,采用下式计算:Q年= Q时× B年/B时/10000式中:Q年——全年废气排放量,万标m3/y;Q时——废气小时排放量,标m3/h;B年——全年燃料耗量(或熟料产量),kg/y;B时——在正常工况下每小时的燃料耗量(或熟料产量),kg/h。
2.系数推算法1)锅炉燃烧废气排放量的计算①理论空气需要量(V0)的计算a. 对于固体燃料,当燃料应用基挥发分Vy>15%(烟煤),计算公式为:V0=0.251 ×QL/1000+0.278[m3(标)/kg]当Vy<15%(贫煤或无烟煤),V0=QL/4140+0.606[m3(标)/kg]当QL<12546kJ/kg(劣质煤), V0=QL//4140+0.455[m3(标)/kg)b. 对于液体燃料,计算公式为:V0=0.203 ×QL/1000+2[m3(标)/kg]c. 对于气体燃料,QL<10455 kJ/(标)m3时,计算公式为:V0= 0.209 × QL/1000[m3/ m3]当QL>14637 kJ/(标)m3时,V0=0.260 × QL/1000-0.25[m3/ m3]式中:V0—燃料燃烧所需理论空气量,m3(标)/kg或m3/m3;QL—燃料应用基低位发热值,kJ/kg或kJ/(标)m3。
各燃料类型的QL值对照表(单位:千焦/公斤或千焦/标米3)燃料类型 QL石煤和矸石 8374无烟煤 22051烟煤 17585柴油 46057天然气 35590一氧化碳 12636褐煤 11514贫煤 18841重油 41870煤气 16748氢 10798②实际烟气量的计算a.对于无烟煤、烟煤及贫煤:Qy=1.04 ×QL/4187+0.77+1.0161(α-1) V0[m3(标)/kg]当QL<12546kJ/kg(劣质煤),Qy=1.04 ×QL/4187+0.54+1.0161(α-1) V0[m3(标)/kg]b.对于液体燃料:Qy=1.11 ×QL/4187+(α-1) V0[m3(标)/kg]c.对于气体燃料,当QL<10468 kJ/(标)m3时:Qy=0.725 ×QL/4187+1.0+(α-1) V0(m3/ m3)当QL>10468 kJ/(标)m3时,Qy=1.14 ×QL/4187-0.25+(α-1) V0(m3/ m3)式中:Qy—实际烟气量,m3(标)/kg;α —过剩空气系数,α = α 0+Δ α炉膛过量空气系数Cems计算公式:烟气折算公式;流速;Vs=Kv*Vp;其中;Vs为折算流速;Kv为速度场系数;Vp为测量流速;粉尘;1粉尘干基值;DustG=Dust/(1–Xsw/100);其中;DustG为粉尘干基值;Dust为实测的粉尘浓度值;Xsw为湿度;2粉尘折算;DustZ=DustG*Coef;其中;DustZ为折算的粉尘浓度值;DustG为粉尘干基值;Coef为折算系数,它的计算方式如下:Coef = 21 / ( 21 - O2 ) / Alphas其中O2 为实测的氧气体积百分比。
Alphas 为过量空气系数(燃煤锅炉小于等于45.5MW折算系数为1.8; 燃煤锅炉大于45.5MW折算系数为1.4; 燃气、燃油锅炉折算系数为1.2)3粉尘排放率DustP = DustG * Qs / 1000000其中DustP 为粉尘排放率Dust 为粉尘干基值Qs 为湿烟气流量,它的计算方式如下:Qs = 3600 * F * Vs其中Qs 为湿烟气流量F 为测量断面面积Vs 为折算流速SO21 SO2干基值SO2G = SO2 / ( 1 – Xsw / 100 )其中SO2G 为SO2干基值SO2 为实测SO2浓度值Xsw 为湿度2 SO2折算SO2Z = SO2G * Coef其中SO2Z 为 SO2折算率SO2G 为SO2干基值Coef 为折算系数,具体见粉尘折算3 SO2排放率SO2P = SO2G * Qsn / 1000000其中SO2P 为SO2排放率SO2G 为SO2干基值Qsn 为干烟气流量,它的计算方式如下:Qsn = Qs * 273 / ( 273 + Ts ) * ( Ba + Ps ) / 101325 * ( 1 – Xsw / 100 ) 其中Qs 为湿烟气流量Ts 为实测温度Ba 为大气压力Ps 为烟气压力Xsw 为湿度NO1 NO干基值NOG = NO / ( 1 – Xsw / 100 )其中NOG 为NO干基值NO 为实测NO浓度值Xsw 为湿度2 NO折算NOZ = NOG * Coef其中NOZ 为 NO折算率NOG 为NO干基值Coef 为折算系数,具体见粉尘折算3 NO排放率NOP = NOG * Qsn / 1000000其中NOP 为NO排放率NOG 为NO干基值Qsn 为干烟气流量,它的计算方式如下:Qsn = Qs * 273 / ( 273 + Ts ) * ( Ba + Ps ) / 101325 * ( 1 – Xsw / 100 ) 其中Qs 为湿烟气流量Ts 为实测温度Ba 为大气压力Ps 为烟气压力Xsw 为湿度。