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1、3.5燃烧检测及燃烧效率《工程燃烧学》1对烟气的检测和计算目标：通过对燃烧产物（烟气）的成分进行气体分析，实现对空气消耗系数和燃烧完全程度的计算方法：化学吸收法、电气测量法、红外吸收法和色谱分析法关键问题：需要掌握空气消耗系数和不完全燃烧热损失的检测计算原理和方法2测定方法-化学吸收法奥氏烟气分析仪测定烟气成分燃烧效率仪测定烟气成分3烟气成分检测分析在使用仪器及相应方法测量得到烟气成分数据后，需要验证所得数据的准确性满足气体分析方程的数据就是有效的(误差范围内)β是燃料特征系数，决定于燃料成分。表6-1RO2＝CO2＋SO2，即两种成分之和各成分的上标’——表示是
2、燃烧产物（烟气）成分4气体分析方程的导出1、定义VRO2、RO’2,max、β(存在C、S成分上限)（1）VRO2是完全燃烧时燃烧产物中RO2（CO2＋SO2）的数量（注意：不要求n＝1）（2）RO’2,max定义为干理论燃烧产物中的RO2最大理论含量（干成分%，注意n＝1）（1）（3）β由右式定义（2）5气体分析方程的导出2、用烟气成分计算RO’2,max，要计算VRO2和V0,d根据VRO2的定义，可直接写出依据烟气中成分同样可以得到V0,d和Vn,d间的关系3、得气体分析方程，上两式子代入定义式(1)得到RO’2,max，再将RO’2,max的表达式代入β的
3、定义式(2)6V0,d与Vn,d的关系对于完全燃烧：Vn,d=V0,d+(Ln-L0)（此时n>=1）如果不完全燃烧：用产物成分表示Ln-L0（过剩空气量）。一部分是n>1过剩的，一部分是由于不完全燃烧未参加反应而剩余的，故7V0,d与Vn,d的关系因此，n>=1时，在n<1时，上式同样成立把上式和VRO2代入RO’2,max的计算式，即可得气体分析方程8定义RO’2,max及β的意义对于确定的燃料，其成分中含C、S元素的量是确定的，因此在烟气中CO2＋SO2有理论上的最大值，这就是RO’2,max根据物质守恒，烟气中所有含C、S元素成分之和不能超过RO’2,ma
4、x。如果测量的数据超过了，那就是错误的。如果相差太大那么就是测量误差大或燃烧状况很不理想定义β就是要依据燃料本身的特征值（与燃烧过程无关）来判断所测量烟气成分是否具有准确性实际上从式(2)看出做为检测的特征值β和RO’2,max是一样的，两者有确定的简单关系，用β是为了简便9气体分析方程的简化应用1、如果H2’及CH4’很小，则可忽略不计，方程简化为2、如果完全燃烧，则没有可燃成分10空气过量系数的检测计算11空气消耗系数的计算1、提出问题：空气消耗系数n值是一个很重要的指标，对燃烧过程有很大影响，需要确定2、分析问题：正在工作的炉子，由于存在吸气和漏风现象，很难
5、测定实际空气消耗量Ln，也就难以用下式求n3、解决问题：需要用烟气成分计算空气消耗系数按氧平衡原理计算n值按氮平衡原理计算n值12方法1氧平衡原理计算n值首先考虑完全燃烧1、将n值用氧气量来表示2、用烟气成分表示，L0,O2为理论需氧量，完全燃烧后全部转化为RO2和H2O，那么必然可以用下式表示L0,O2=aVRO2+bVH2O=(aRO2’+bH2O’).Vn/100完全燃烧情况下(Ln,O2－L0,O2)为烟气中剩余氧量Ln,O2-L0,O2=O2’.Vn/10013方法1氧平衡原理计算n值因此得到n值3、引入K表示理论需氧量与燃烧产物中RO2’量的比值K值可
6、根据燃料成分求得。一般天然气的K值为2为什么要引入参数K14引入K的意义在引入K前，n值用燃烧产物表示时，有H2O成分，H2O成分有多少以气态形式存在是很不确定的，取决于温度在用仪器测量烟气成分时，都是检测干烟气，一般不测量H2O成分数据（测量了也不准确）（1）引入一个参数K就是为了避免用产物中的H2O’成分数据（2）并且常数K可依据燃料成分求得，跟燃烧过程无关。15不完全燃烧n值修正不完全燃烧时，则燃烧产物中还存在CO、H2、CH4等可燃成分1、修正O2’。n值公式中氧量应减去这些可燃气体完全燃烧时将消耗的氧2、修正RO2’。RO2’量应加上这些可燃气体如果燃烧
7、将生成的RO2’16方法2氮平衡原理求n值1、变换n值的表达式，变换后不出现单独的L0项，因为该值与燃料成分有关而与烟气成分无关2、根据氮平衡有3、（表达式中的量用烟气表示）根据氧平衡有17方法2氮平衡原理求n值4、（引入燃料决定量代替难测量）再利用VRO2与Vn,d的关系最后得注意：N燃、VRO2由燃料成分确定18n值公式讨论特定情况的简化1、含氮量很少的燃料（固体、液体燃料、天然气、焦炉煤气等），Nfuel可忽略不计＝0，则2、进一步，若完全燃烧，则19n值公式讨论3.如果进一步已知燃料中H2含量很少，比如对于无烟煤、焦炭等，则N‘2=79，故：如何证明N‘2
8、=7920
