第3章-燃烧计算和热平衡计算ppt课件.ppt

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1、第三章燃烧计算和锅炉机组热平衡第一节燃烧过程的化学反应第二节燃烧所需的空气量计算第三节燃烧产物计算第四节烟气成分和烟气分析第五节燃烧方程式第六节运行中过量空气系数的确定第七节空气和烟气的焓第八节锅炉机组的热平衡燃料燃烧计算主要是计算燃料燃烧所需空气量、燃烧生成的烟气量和烟气的热焓等。在计算时假定：1）空气和烟气的所有组成成分，包括水蒸气都是理想气体，因此，每一千摩尔气体在标准状态下的容积是22.41Nm3；2）所有空气和其它气体容积的计算单位都是Nm3，即以0℃一标准大气压（0.1013Mpa）状态下的立方米为单位。锅炉机组的热平衡反映了输入锅炉热量的利用

2、与损失状况，通过热平衡的研究可以找出提高锅炉热效率的途径。第一节燃烧过程的化学反应煤的可燃燃烧成分：碳（C）、氢（H）、硫（S）。1.碳的燃烧：C+O2→CO2+407000kJ/kmol（C）（3－1）即：1kgC+1.866Nm3O2→1.866Nm3CO2上式说明，每1kg的C完全燃烧需要1.866Nm3的O2并产生1.866Nm3的CO2。完全燃烧：（反应方程式）2C+O2→2CO+123100kJ/kmol（C）（3－2）即：1kgC+0.5×1.866Nm3O2→1.866Nm3CO也即：每1kg的C不完全燃烧需要0.5×1.866Nm3的O

3、2并产生1.866Nm3的CO。不完全燃烧：（反应方程式）2H2+O2→2H2O+241200kJ/kmol（H2）（3－3）即：1kgH2+5.56Nm3O2→11.1Nm3H2O也即：每1kg的H燃烧需要5.56Nm3的O2并产生11.1Nm3的H2O。2.氢的燃烧:（反应方程式）3、硫的燃烧：（反应方程式）S+O2→SO2+334900kJ/kmol（S）（3－4）即：1kgS+0.7Nm3O2→0.7Nm3SO2也即：每1kg的S燃烧需要0.7Nm3的O2并产生0.7Nm3的SO2。第二节燃烧所需的空气量本节主要介绍三部分内容：理论空气量实际

4、空气量和空气过量系数漏风系数和空气平衡一．理论空气量概念：1kg（或1Nm3）燃料完全燃烧时所需的最低限度的空气量（空气中的氧无剩余）称为理论空气量，其代表符号为V0。求理论空气量的一般过程：1kg收到基燃料中C、H、S的量（前已讲述）C、H、S完全燃烧所需的O2量1kg燃料完全燃烧真正需由空气提供的O2量1kg燃料燃烧所需的理论空气量V0理论空气量：※上式有三点说明：1）V0是不含水蒸汽的干空气；2）V0只决定于燃料的成分，当燃料一定时V0即为一常数；3）碳和硫的完全燃烧反应可写成通式R+O2→RO2，其中Rar=Car+0.375Sar。考虑空气中氧的

5、容积成分为21%计算二．实际空气量和过量空气系数在锅炉的实际运行中，为使燃料燃尽，实际供给的空气量总是要大于理论空气量，超过的部分称为过量空气量。实际空气量Vk与理论空V0之比，即称为过量空气系数（用于烟气量计算，用于空气量计算）。显然，1kg燃料完全燃烧时需要的实际空气量Vk为：过量空气量ΔVg等于：对于固态排渣煤粉炉：当燃用无烟煤、贫煤和劣质烟煤时约为1.20～1.25，当燃用烟煤和褐煤时约为1.15～1.20。三．漏风系数和空气平衡对于负压运行的锅炉，外界冷空气会通过锅炉的不严密处漏入炉膛以及其后的烟道中，致使烟气中的过量空气增加。相对于1kg燃

6、料而言，漏入的空气量ΔV与理论空气量V0之比称为漏风系数，以Δ表示，即：烟道内的过量空气系数：漏风使烟道内的过量空气系数沿烟气流程是逐渐增大的。从炉膛出口开始，烟道内任意截面处的过量空气系数为：式中α—炉膛出口与计算烟道截面间，各段烟道漏风系数的总和。空气预热器中的过量空气系数：空气预热器中，空气侧压力比烟气侧高，所以会有部分空气漏入烟气侧，该级的漏风系数△ky要高些。在空气预热器中：式中：β′Ky、β″Ky分别为空气预热器进口和出口的过量空气系数。考虑到炉膛及制粉系统的漏风，β″Ky与α″1之间关系为：式中α′1——炉膛漏风系数α″1——制粉系统漏风

7、系统第三节燃烧产生的烟气量1、理论烟气的组成成分理论烟气的组成成分为：其相应的体积分别记为：CO2、SO2、N2、H2O各组成成分体积均可根据燃烧反应求出一、理论烟气量2．理论烟气量的计算理论烟气量：理论干烟气量（1）二氧化碳和二氧化硫的体积VCO2、VSO2根据C、S的燃烧反应可求出：（2）理论氮气体积（V0N2）由两部分组成：燃料中的氮所占体积理论空气量中的氮所占的体积（3）理论水蒸气体积（V0H2O）四部分组成：燃料中的氢完全燃烧生成的水蒸气体积：燃料中的水汽化生成的水蒸气体积：理论空气量带入的水蒸气体积：采用蒸汽雾化等设备带入的水蒸气体积：理论水蒸

8、汽量：理论烟气量：二．完全燃烧时的实际烟气量１、完全燃烧时实际烟气