第三章 燃料燃烧计算和锅炉机组热平衡

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1、第三章燃烧产物和热平衡第一节燃烧过程的化学反应第二节燃烧所需要的空气量第三节燃烧产生的烟气量第五节燃烧反应方程式第六节运行中过量空气系数的确定第八节锅炉机组的热平衡动力工程系华北电力大学第一节燃烧过程的化学反应碳的燃烧氢的燃烧硫的燃烧动力工程系华北电力大学第二节燃烧所需要的空气量一、锅炉燃烧计算的前提1．空气量与烟气量的计算均以1kg燃料的收到基为基础；2．空气和烟气的所有组成成分（包括水蒸汽，分压很小），均可作理想气体，每摩尔气体在标准状态的容积是22.4Nm3；3.气体容积计算的单位均为Nm3/kg。动力工程系华北电力大学二、理论空气量1kg(或1m3)燃料完全燃烧时所需的最低限

2、度的空气量（空气重的氧无剩余）成为理论空气量。组成碳燃烧消耗的氧气量氢燃烧消耗的氧气量硫燃烧消耗的氧气量燃料本身的氧量动力工程系华北电力大学1kg燃料完全燃烧所需的氧量1kg燃料完全燃烧所需的理论空气量说明：1.V0为不含水蒸气的干空气量2.V0只取决于燃料特性动力工程系华北电力大学三、实际空气量炉膛内的混合不可能绝对均匀，为保证完全燃烧，需多送一部分空气，过量空气系数（烟气侧α;空气侧β）炉膛出口过量空气系数固态排渣煤粉锅炉动力工程系华北电力大学四、漏风系数和空气平衡负压工作下的锅炉，存在炉外的空气漏入炉内的漏风漏风系数：动力工程系华北电力大学动力工程系华北电力大学要点烟气侧：炉膛

3、后直至排烟处，过量空气系数逐渐增大，烟气侧过量空气系数α，存在一个最佳的过量空气系数，通常用炉膛出口的过量空气系数表示;空气侧：由锅炉送风机开始，均为正压，空气侧过量空气系数β;β逐渐减小，向外的漏风逐渐减少动力工程系华北电力大学动力工程系华北电力大学动力工程系华北电力大学第三节燃烧产生的烟气量一、烟气的组成成分当1kg煤完全燃烧时，烟气的组成成分为VyVy0VRO2V0N2V0H2O(α-1)V0标米干空气的湿空气/公斤动力工程系华北电力大学烟气量的表示方法动力工程系华北电力大学二、理论烟气量计算理论烟气量中的各项气体的容积1、三原子气体烟气量2、理论氮气量3、理论水蒸汽量动力工程

4、系华北电力大学1、三原子气体烟气量动力工程系华北电力大学2、理论氮气量动力工程系华北电力大学3、理论水蒸汽量（1）由煤中的水分（2）煤中氢元素转换的水分（3）由理论空气量V0带入的水分，即相对于每kg燃煤带入的水蒸汽容积1.61dV0Nm3/kgd——每公斤干空气的含湿量，0.01kg/kg;动力工程系华北电力大学理论烟气量动力工程系华北电力大学三、实际烟气量动力工程系华北电力大学四、三原子气体的容积份额在辐射换热计算中，三原子气体RO2，H2O均参与辐射换热。三原子气体的容积份额动力工程系华北电力大学五、烟气中的飞灰浓度对辐射换热有较大的作用，即每kg烟气中飞灰的质量。afh—烟气

5、携带出炉膛的飞灰占总灰量的份额（0.85-0.95）。飞灰浓度动力工程系华北电力大学第六节运行中过量空气系数的确定广泛采用测定烟气中的O2，即可计算得到过量空气系数α动力工程系华北电力大学第八节锅炉的热平衡送入锅炉的燃料拥有热量等于锅炉的有效输出热量加上各项热损失。目的：确定锅炉有效利用热，各项热损失，锅炉热效率，燃料消耗量，运行水平，原因及改进措施，新产品的鉴定等。方法：通过锅炉机组的热平衡试验。现代电站锅炉的效率为90%左右，容量越大、效率越高。一、热平衡的定义动力工程系华北电力大学二、热平衡方程式相应于每公斤固体及液体燃料：kJ/kg动力工程系华北电力大学热平衡的另一种表示式通

6、常用送入热量的百分比来表示：动力工程系华北电力大学三、锅炉的热效率正平衡表达式：反平衡表达式：动力工程系华北电力大学四、送入锅炉的热量动力工程系华北电力大学五、固体（机械）不完全燃烧损失q4—炉渣中未燃烧或未燃尽的碳粒引起的损失；—未燃尽碳粒随烟气排出炉外而引起的热损失；动力工程系华北电力大学机械不完全燃热损失计算原则：灰渣及飞灰中的含碳量与碳的发热量的乘积的总和定义：灰渣中含碳的重量百分比为：，灰渣量：飞灰中含碳的重量百分比为：，飞灰量：沉降灰中含碳的重量百分比为：，沉降灰量：动力工程系华北电力大学每小时所损失的可燃物重量每小时损失的热量折算到每公斤燃料所损失的热量：动力工程系华北

7、电力大学灰平衡进入锅炉的总灰量等于排出锅炉的灰渣、飞灰中的灰分的总和定义动力工程系华北电力大学动力工程系华北电力大学讨论在锅炉运行中，可以取样测得，可以查表，或做灰平衡实验得到锅炉的设计中，根据燃料的种类及燃烧方式直接选用：0.5-5%大小取决于：燃料的种类（挥发份与灰分等），煤粉的细度，过量空气系数，炉膛的结构（决定了停留时间），锅炉的运行方式，炉膛的温度（负荷）等动力工程系华北电力大学对空气量和烟气量的影响假定送入锅炉的燃煤量B中，有的燃料根本没有燃烧