电站锅炉炉内过量空气系数的计算

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1、KEJtZONGSHU科技综述电站锅炉炉内过量空气系数的计算刘焕章(重庆万盛区经济和信息化委员会，重庆400800)摘要：过量空气系数是电站锅炉监测的重要参数之一，也是衡量锅炉燃烧经济性以及优化燃烧过程的重要指标。但由于各受热面的漏风以及燃烧过程自身的不完全性等原因，使得实际中难以实现对过量空气系数的准确测量。本文通过对燃烧机理的分析，构造一个关于过量空气系数的多元方程组，该方法将未完全燃烧对过量空气系数的影响纳入考虑范围。文章利用某电厂数据，对文中阐述的方法进行了验证，并与工业上常用的过量空气系数计算方法进行了理论分析和试

2、验比较，结果证明文中方法更准确．可信度更高关键词：电站锅炉；燃烧；过量空气系数：烟气分析中图分类号：TM621．2；TK224文献标志码：A文章编号：1673—7598(2010)02—0035—040引言1机理分析在锅炉的实际运行中，由于燃烧设备难以保证实际燃烧过程中，燃料难以完全燃烧，造成了锅燃料和空气的理想混合，所以只供给理论空气量难炉排烟和排渣中存在未完全燃烧的碳或者可燃气以达到燃料的完全燃烧。为使燃料尽可能完全燃烧，体，这样本来应该由这些碳或者可燃气体耗尽的氧必须多供给一些空气，因此通常炉内参与燃烧的空就残留在烟气

3、中，而这部分氧气属于理论空气的范气量比理论空气量大。炉内的实际空气量与理论空嗣，不能记人过量空气的范畴。下面根据过量空气中气量的比值被称为过量空气系数。过量空气系数实氧量的守恒关系推导它们之问的关系。根据过量空质上是反映燃料和空气配合的一项数值，是衡量锅气系数的定义，送风中过量的氧气可以表示为：炉燃烧配风的尺度。当过量空气系数过大时，炉内风Vo，=(一1)V(1)量过多，不仅降低炉温、恶化燃烧，而且使烟气量增式中：m为过量空气中的含氧量；为当地大气中的加，从而引起锅炉排烟热损失，降低锅炉热效率；反含氧量，可以视为常数；为过量

4、空气系数；是燃料之，当过量空气系数过小时，又不能保证燃料充分燃燃烧的理论耗气量。而这部分氧气在烟气中可表示烧，使燃料的未完全燃烧损失增加，同样能导致热效为：率下降。因此，过量空气系数是衡量锅炉热经济性的o，=xVsy-O．5c0xV一0．01866C(2)重要指标。式中：是锅炉的湿烟气量；Y、Yco分别是湿烟气中然而，锅炉在实际运行中，由于各个受热面及风的0和CO含量；C是灰渣中的含碳量。机管道的漏风，以及未完全燃烧的影响，使得实际的综合式(1)和式(2)可以得到：过量空气系数很难准确测量，运行人员一般只能凭(一1)V=b'

5、,,2-0．5yc-0．O1866C(3)经验操作，难以实现锅炉的经济运行。而可以表示为lI：本文以炯气分析为发点，提出了一个过量空V=+1．0161(OZ一1)V(4)气系数的实时监测方案。与丁业常用的过量空气系其中是理论湿烟气。将式(4)代人式(3)，可以得数计算方法相比，文中所提方法更贴近实际。到式(5)收稿日期：2009一l1—20基金项目：圉家自然科学基金资助项目(50576022)作者简介：刘焕章(1982一)，男，LlJ东日照人，博二卜，上程师，从事大机组智能优化控制的研究T作=科技综述KEJIZONGSHU+

6、㈥=0．01866(C-C+0．375S~)+0．0124+0．11l+0．0161V+0．008N~+(1一)(6)式(6)表示的是理论湿烟气，而理论耗气量则可以表示为：：Q：墨鱼鱼坠：鱼±Q：QQZ(二f7)、式中：C—s一、0一H一分别为以收到基成分计算的燃料的含碳量、含硫量、含氮量、含氧量、含氢量时间／h和含水量。图1烟气中SO含量曲线综合式(5)、(6)、(7)，就可得到一个关于O／、V一、、5一虬、O—H一、y(1，和Ycol1个参数的方程组。其中可以由文献[2】中的方法得到，o，可以由氧化锆氧量计或者由文献[3

7、1中的方法得到，。是烟气分析仪的输出。这3个量都可以作为已知量，这样我们还需求解剩余的8个未知量，因此要想得到，还需找到另外5个方程，以构成八元方程组。根据对燃料燃烧过程的分析．可以得到如下公式：Ca,=53．59[0．O1866(C~-C+0．375S~)+0．OO8％．+(1—)+(一1)V]yc02+(1-yc02)c(8)图2烟气中CO含量曲线S．=142．86yso2[0．01866(C~-C+0．375S~．)+0．O08N~．+(1—)+(一1)v](9)其中，Yco2,yso2为烟气中C0。和s0。的含量，是

8、烟气分析仪的输出。大量研究表明，煤中的含氢量和含氧量与其含碳量、含水量和含灰量之间有着固定的函数关系l4151。可以用下式表示：0(C，4(10)H==f2(C，，4(11)其中，可以由灰分仪监测，也可以由发热量来反算16]。由煤的成分组成关系，还可以得到：图3烟气中O。含量曲线N．=10