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1、第26卷第5期煤气与热力Vol.26No.52006年5月GAS&HEATMay2006燃气燃烧与应用过剩空气系数计算公式的比较傅忠诚,潘树源,徐鹏(北京建筑工程学院,北京100044)摘要:介绍了常用的过剩空气系数计算公式,通过计算比较,提出不同公式的使用范围。关键词:过剩空气系数;理论空气量;理论烟气量中图分类号:TU996文献标识码:A文章编号:1000-4416(2006)05-0027-03ComparisonofCalculationFormulasforExcessAirRatioFUZhong-cheng,PANShu-yuan,XUPeng(Bei
2、jingInstituteofCivilEngineeringandArchitecture,Beijing100044,China)Abstract:Theconventionalcalculationformulasforexcessairratioareintroduced,andtheserv-iceablerangeofdifferentformulasisputforwardbymeansofcalculationcomparison.Keywords:excessairratio;theoreticalairquantity;theoreticalfl
3、uegasquantity计算燃烧过程的过剩空气系数,对控制燃烧过式中φCO2,max———在α=1且完全燃烧时干烟气中程,实现安全、高效和低污染燃烧是非常重要的,对CO2最大的体积分数,%确定燃具燃烧产物中有害气体含量及其对环境的污φCO———干烟气中CO2的体积分数,%2染程度也是必要的。目前对现用公式有不同的理式(2)是在式(1)基础上,考虑燃料特性系数β解,本文通过理论分析及应用的对比,提出不同公式后演变而成。式(1)的2点假设对式(2)也适用。的使用范围。式(2)的计算结果与式(1)相同,不同的是式(1)是1公式简述用干烟气中氧的体积分数,而式(2)是用二
4、氧化碳①根据干烟气中O2的体积分数计算过剩空的体积分数。[1]气系数α:③根据干烟气中CO2和O2的体积分数计算20.9过剩空气系数α:α=(1)20.9-φ′O220.9α=(3)式中α———过剩空气系数φ′O220.9-79.120.9———空气中氧的体积分数,%100-(φCO-φ′O)22φ′O———干烟气中氧的体积分数,%式中79.1———空气中氮气的体积分数,%2推导式(1)有2点假设:a.燃料中N2含量很式(3)是式(1)没做b点假设的公式。少,可忽略。b.干烟气中氮的体积分数接近79%。④通过燃烧反应方程式计算过剩空气系数。[3]②根据干烟气中CO2
5、的体积分数计算过剩以CH4为例,燃烧反应方程式为:[2]空气系数α:CH4+2O2+2×3.76N2CO2+2×3.76φCO2,maxN2+2H2Oα=(2)33φCO2当α=1时,1m的CH4完全燃烧,需9.52m·27·第5期煤气与热力第26卷3空气,燃烧后生成8.52m干烟气,其中CO2为1干烟气中O2的体积分数为:33m。当α>1时,1m的CH4完全燃烧需空气9.2520.9(α-1)V0φ′O=0(6)32m+(α-1)V0(其中V0为理论空气量,单位为Vfd+(α-1)V033式(4)和式(6)是根据燃烧反应式计算的干烟m),燃烧后生成8.25m+(α
6、-1)V0干烟气,其中3气中COCO2的体积分数和O2体积分数与过剩空气系2仍为1m。根据上述分析,干烟气中CO2的体积分数为:数的关系。VCO2计算结果及分析2φCO2=0(4)Vfd+(α-1)V02.1计算结果3式中VCO———1m燃气完全燃烧生成的CO2体首先根据燃烧反应方程式,用式(4)和式(6)计23积,m算出在不同过剩空气系数下完全燃烧干烟气中03Vfd———1m燃气完全燃烧生成的理论CO2、O2的体积分数,该值为理论值。然后将理论值3(α=1)干烟气量,m分别代入式(1)、(2)和(3),计算出过剩空气系数如果α=1,式(4)变为:α1、α2和α3,
7、再与理论值α相比较。e1,e2和e3为Vα1、α2和α3与α的偏差,可验证公式计算的准确CO2φCO2,max=V0(5)性。计算结果见表1。fd表1CH4燃烧计算表Tab.1CH4combustioncalculationtable033/%φ/%φ′/%α序号Vfd/mV0/mαφCO2,maxCO2O21α2α3e1/%e2/%e3/%18.529.521.011.73711.7370.0001.0001.0001.0000.0000.0000.00028.529.521.511.7377.5307.4911.5591.5591.5013.9123.912