燃烧所需空气量及过量空气系数.ppt

第三章 锅炉物质平衡和热平衡 本章目的：了解燃烧所需空气量、产生烟气量，锅炉热量平衡； 本章关键：学会空气量、烟气量计算，热平衡分析 本章难点：相关计算，主要在于分析 本章在全部内容的重要性：中等偏上 对后面内容影响：锅炉燃烧效率提高，涉及配风 送风方式 第一节 燃烧所需空气量及过量空气系数 ※慨念：理想气体→标准状态→22.4Nm3/kg 一、理论空气量 定义：1㎏燃料完全燃烧、无剩余氧 表示：Vo ，Nm3/kg 推导：以碳的完全燃烧为例 1kg收到基燃料含有 碳，完全燃烧时需要的氧量为： 同样可得到： 1kg燃料中含有氧量为： 由此可得： 所以，1kg应用基燃料完全燃烧的理论空气量为 当量碳量 ※以上所计算的空气量都是干空气量！！ 定义： 二、实际供给空气量及过量空气系数 表示： “过量空气系数”、“过量空气量” 炉膛出口过量空气系数 的作用及最佳值 与燃料种类、燃烧方式以及燃烧设备的完善程度有关 炉膛出口 固态排渣煤粉炉中， 无烟煤和贫煤的炉 膛出口过量空气系数 为1.25，而烟煤与 褐煤则为1.20。 思考：这是为什么？ 第二节 烟气成分及其烟气量的计算 一、烟气成分 ⑴当?=1并且完全燃烧时，烟气由CO2、SO2、N2和H2O组成， 其容积为 ⑵当?1并且完全燃烧时，烟气由CO2、SO2、O2 、 N2和H2O 组成，其容积为 ⑶当?≥1且不完全燃烧时，烟气由CO2、SO2、CO、O2 、 N2 和H2O组成，其容积为 二、根据燃烧化学反应计算烟气容积 ※计算思路： 实际烟气容积=理论烟气容积+过量空气容积（干）+过量空气带入 的水蒸气容积 或：实际烟气容积=干烟气容积+水蒸气容积 （一）理论烟气容积 定义：?=1并且燃料完全燃烧 计算： （1）VRO2 的计算 （2）理论氮容积的计算 理论氮容积=理论空气中的氮+燃料中的氮 （3）理论水蒸气容积的计算 ①燃料中的氢生成的水蒸气 ②燃料中的水分生成的水蒸气 ③理论空气量带入的水蒸气 “空气含湿量dk”是指1kg干空气带入的水蒸气量，单位为 g/kg干空气。 每标准立方米干空气带入的水蒸气容积为： 理论空气量带入的水蒸气容积为 ☆对于固体燃料，理论水蒸气容积为上述三部分之和，即 （二）实际烟气容积 或者 烟气的质量 三、运行锅炉的烟气分析及计算 成分：CO2、SO2、O2、CO、N2 CO2＋SO2＋O2＋CO+N2=100% 其中：CO2＝VCO2 / Vgy VSO2＝VSO2 / Vgy …….. 烟气分析 分析设备：奥氏分析仪 顺序：RO2、O2、CO 四、烟气中三原子气体、水蒸气容积份额和灰粒浓度 （一）三原子气体容积份额及分压力 （二）水蒸气容积份额及分压力 （三）灰粒浓度 3-2 第三节 燃烧方程式 一、完全燃烧方程式及RO2最大值 定义：?1、CO=0 完全燃烧方程式为 由式（3-36）可以看出，当燃料的 ? 值一定时，无论过量空气 量如何，干烟气成分都应满足该式。如不满足，可能有以下几 种情况： （1）烟气分析不准确； （2）有碳未燃尽； （3）烟气中有CO存在; （4）(2)、(3)同时存在。 在有CO存在时，若无未燃尽碳,可用式 （3-41）计算CO . 如烟气分析完全而准确，则可用式 （3-36）求出? 值，并与用 式 （3-37）求出的 ? 值相比较，从而判断有无未燃尽碳存在。 燃料特性系数 二、不完全燃烧方程式 定义：燃料不完全燃烧时，各烟气成分之间的关系。 表达：燃料的元素成分、烟气分析所得各烟气成分。 第四节 根据烟气成分求过量空气系数及烟气焓 一、运行时过量空气系数的计算 运行时过量空气系数可以由烟气分析结果加以确定。 推导思路：利用过量空气系数的定义式和烟气成分的定义式 得到只包含烟气分析结果的计算公式。 推导过程要点： ※ 氧公式与二氧化碳公式的比较 如图3-2所示，当 燃料成分 改变时，二 氧化碳的含量也 随着发生变化，同一含量对 应的过量空气系数差别较大， 不能正确 指导锅炉运行，容 易引起误操作。而用烟 气中 过剩氧量来监视 过量空气系 数大小，则燃料成分改变的 影 响就很小。