第三章 燃烧计算及热平衡

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1、第三章燃料燃烧计算和热平衡计算燃烧过程化学反应燃烧所需空气量燃烧产生烟气量烟气分析锅炉机组的热平衡第三章燃料的燃烧计算基本假设：1.空气、烟气均为理想气体，每kmol体积等于22.4Nm3；2.空气中只有O2和N2成分，其容积比为：；3.每kg燃料都是在完全燃烧的条件下计算；4.燃烧所需的空气为干空气。一、燃烧过程的化学反应第三章二、理论空气量：根据上面的分析，1kg燃料完全燃烧所需要的氧气总量：1kg燃料中本身含氧Oar/100kg,标准状态下体积为：所以1kg燃料中完全燃烧真正需要由空气提供的氧：燃料的燃烧计算2．过量空气系数、实际空气量和漏风系数1）过量

2、空气系数——燃烧时实际供给空气量与理论空气量之比。炉内燃烧过程都在炉膛出口处结束，所以过量空气系数指炉膛出口处过量空气系数为平均值，与燃烧设备、燃料种类、燃烧方式等有关。层燃炉；室燃炉2）实际空气量：Nm3/kg3）漏风系数锅炉运行时，炉中处于负压工作状态，炉外冷空气从炉墙、门孔几个受热面贯穿墙处漏入炉内，使炉内过量空气系数烟烟气流程逐渐增大，第三章漏风系数：各受热面漏风量：Nm3/kg为炉膛出口处过剩空气系数，表征炉内燃烧状况的重要物理量，在推荐值范围内选取为空气预热器出、进口处空气侧过剩空气系数分别为炉膛、制粉系统和空预器漏风系数二、燃烧产物计算二、燃烧生

3、成烟气量完全燃烧时烟气成分是：CO2、SO2、H2O、O2、N21．理论烟气量的计算(α=1)——不含有O2Nm3/kg第三章CO2和SO2：根据前面的化学反应方程式理论水蒸气体积理论水蒸气体积有四个来源：第一个来源：氢燃烧生成水蒸气第二个来源：燃料中的水气化生成的水蒸气容积每千克燃料中本身含水，水的分子量是18，因此这些水相当于：空气中的氮和煤本身含有的氮Nm3/kg(两个来源)氮气体积：第三个来源：理论干空气量带入的水蒸气容积：标准状态下，1kg干空气中含有的水蒸气为d(g/kg),一般取10.干空气密度1.29kg/m3，水蒸气密度为0.804kg/m3

4、，则每m3干空气所含水蒸气的体积为：第四个来源：采用蒸汽雾化设备等带入的水蒸气体积，喷入的水蒸气的质量为Wwh，水蒸气体积:Nm3/kg因此理论水蒸气体积：燃料的燃烧计算2．实际烟气量的计算(α>1)——含有过量O21）过量空气中氧容积：Nm3/kg2）过量空气中氮容积：Nm3/kg3）过量空气中水蒸汽容积：Nm3/kg4）实际烟气量——理论烟气量与过量空气之和Nm3/kg第二章综上：理论烟气体积为：3.不完全燃烧时烟气量不完全燃烧时，烟气的成分除了CO2、SO2、N2、O2等，还有不完全燃烧产物CO、H2、CmHn等，其中，H2、CmHn等工程上含量很少，一

5、般可以忽略不计。因此烟气量只加CO。锅炉运行时烟气分析及其应用一、烟气分析的目的在锅炉运行时，通过烟气取样分析，计算出CO、、，从而了解和掌握锅炉实际燃烧情况，便于制定合理的燃烧调整及燃烧设备的改进方案，从而提高燃烧效率和锅炉热效率。炉膛出口过量空气系数有一最佳值：qmin=q2+q3+q4第二章也就是说以上三个热损失最小时对应的过量空气系数，为最佳过量空气系数原因分析：1）过量空气系数增加，烟气量增大，排烟热损失增大二、理论上烟气分析成分1．每kg燃料完全燃烧时产生的烟气成分：RO2、N2、H2O；2）过量空气系数减小，固体不完全热损失和气体不完全热损失增大

6、。锅炉运行时烟气分析及其应用2．燃料完全燃烧时产生的烟气成分：RO2、N2、H2O、O2；3．燃料不完全燃烧时产生的烟气成分：RO2、N2、H2O、O2、CO；三、烟气分析仪器及测定1．烟气分析仪1）奥氏分析仪KOH或NaOH溶液吸收RO2，(%)焦性没食子酸的苛性钾溶液吸收O2及RO2，（%）氯化亚铜氨溶液吸收CO及O2，（%）第二章锅炉运行时烟气分析及其应用2）色谱层析仪3）红外线烟气分析仪2．测定：（由锅炉实验完成）四、烟气成分测定的计算1.；2.3.；4.五、烟气分析结果的应用1．烟气量的计算第二章锅炉运行时烟气分析及其应用Nm3/kg2．烟气中CO含

7、量的计算1）燃料特性系数——只与燃料的可燃成分有关，与燃料的水分、灰分无关，也不随应用基、分析基、干燥基即可燃基等而变化。2）不完全燃烧方程式3）CO含量的计算%第二章四、烟气中CO含量计算干烟气中可燃气体成分很少，如果略去氢气，甲烷及烷烃化合物，则可以按下式估计CO含量：根据不完全燃烧方程式式中β为燃料特性系数锅炉运行时烟气分析及其应用4）不完全燃烧RO2的计算%5）完全燃烧方程式6）在理论空气下完全燃烧时，，，则%3．过量空气系数的计算1）不完全燃烧时α的计算第二章锅炉运行时烟气分析及其应用2）完全燃烧时α的计算3）完全燃烧时α的近似计算在锅炉实际运行时，

8、CO的含量一般都不高，可是为完全燃烧，