1、2020/7/23,Principles of Boiler,Page 1,第三章 燃料燃燒計算,第一節(jié) 理論空氣量和過量空氣系數 第二節(jié) 煙氣成分及煙氣容積計算 第三節(jié) 運行鍋爐煙氣容積的確定 第四節(jié) 燃燒方程式 第五節(jié) 運行鍋爐過量空氣系數和漏風系數,2020/7/23,Principles of Boiler,Page 2,第一節(jié) 理論空氣量和過量空氣系數,一、理論空氣量 二、實際供給空氣量和過量空氣系數,2020/7/23,Principles of Boiler,Page 3,第一節(jié) 理論空氣量和過量空氣系數,一、理論空氣量 理論空氣量是指1kg（1m3）收到基燃料完全燃燒而又沒有剩

2、余氧存在時所需要的空氣量。一般用符號表示，其單位是m3/kg（標準狀態(tài)下m3/m3）。 理論空氣量的計算通常是以1kg（1m3）收到基燃料為基礎來進行的。,1.碳完全燃燒時，其化學反應方程式為： 2.氫完全燃燒時，其化學反應方程式為： 3.硫完全燃燒時，其化學反應方程式為：,2020/7/23,Principles of Boiler,Page 4,第一節(jié) 理論空氣量和過量空氣系數,一、理論空氣量,4.1kg燃料完全燃燒時，需要從空氣中取得的氧量為： m3/kg（標態(tài)下）,5.1kg收到基燃料完全燃燒時所需要的理論空氣量為： m3/kg 式中 、 合并在一起，是因為 、 的完全燃燒反應方程式可

3、寫成通式 ，其中， 稱為1kg燃料中“當量碳量”。此外，進行煙氣分析時，一般將其的燃燒產物和的容積一起測定。,2020/7/23,Principles of Boiler,Page 5,第一節(jié) 理論空氣量和過量空氣系數,一、理論空氣量,6.理論干空氣量的質量計算公式為： kg/kg （37） 式中 1.293干空氣密度，kg/m3。 以上所計算的空氣量都是指不含蒸汽的理論干空氣量。對于氣體燃料，這一空氣量可根據燃料中的各種可燃氣體的氧化反應進行計算，并以1 m3的氣體燃料為基礎。,2020/7/23,Principles of Boiler,Page 6,第一節(jié) 理論空氣量和過量空氣系數,二、

4、實際供給空氣量和過量空氣系數,實際送入鍋爐內的空氣量要比理論空氣量大些，這一空氣量稱為實際空氣量，用符號表示，單位是m3/kg（m3/m3）。 實際空氣量與理論空氣量之比稱為過量空氣系數，用符號 表示， （39） 實際供給空氣量與理論空氣量之差稱為過量空氣，用符號 表示， m3/kg （3 10）,過量空氣系數一般是指爐膛出口處的過量空氣系數，這是因為爐內的燃燒過程在爐膛出口處結束。過量空氣系數是鍋爐運行的重要指標，太大會增加煙氣容積及排煙熱損失，太小則不能保證燃料完全燃燒。 對于成分相同的燃料，其理論空氣量相同，只要用就可表示實際供應空氣量的多少。對不同形式的鍋爐，不同的燃料，不同。 過量空

5、氣系數的最佳值與燃料種類、燃燒方式及燃燒設備的完善程度有關，應通過試驗確定。各種鍋爐在燃用不同燃料時的過量空氣系數值見表3-1。,2020/7/23,Principles of Boiler,Page 7,第二節(jié)煙氣成分及煙氣容積計算,一、煙氣成分 煙氣成分是指燃料燃燒后生成的產物煙氣及其攜帶的灰粒。 煙氣攜帶的灰粒占容積百分比較小，通常計算時都略去不計。 煙氣是由多種氣體成分組成的混合物，主要含CO2、CO、SO2、N2、O2、NOx、HO2等化合物。,2020/7/23,Principles of Boiler,Page 8,第二節(jié)煙氣成分及煙氣容積計算,一、煙氣成分 煙氣是由多種氣體成分

6、組成的混合物，主要含有 CO2、CO、SO2、N2、O2、NOx、HO2等化合物，分別用 來表示各種氣體成分容積。 用 表示 1kg燃料燃燒生成的煙氣總容積。,2020/7/23,Principles of Boiler,Page 9,第二節(jié)煙氣成分及煙氣容積計算,一、煙氣成分 1.當 且完全燃燒時，煙氣容積是： m3/kg （311） 2.當 且完全燃燒時，煙氣容積是： m3/kg （312） 3.當 且不完全燃燒時，煙氣容積是： m3/kg（313）,2020/7/23,Principles of Boiler,Page 10,第二節(jié)煙氣成分及煙氣容積計算,二、煙氣容積計算 1.理論煙氣容

7、積 ：是指當 且完全燃燒時所生成的煙氣容積。 m3/kg （318） 2.實際煙氣容積：是指燃料實際燃燒過程都是在 1的情況下進行的，故其為理論煙氣容積、過量空氣容積和過量空氣帶入的水蒸氣容積三部分之和。即,2020/7/23,Principles of Boiler,Page 11,第二節(jié)煙氣成分及煙氣容積計算,三、煙氣中三原子氣體、水蒸氣容積份額和灰粒濃度 1.三原子氣體容積份額 2.水蒸氣容積份額 3.灰粒濃度,2020/7/23,Principles of Boiler,Page 12,第二節(jié)煙氣成分及煙氣容積計算,三、煙氣中三原子氣體、水蒸氣容積份額和灰粒濃度 1.三原子氣體容積份額

8、 三原子氣體容積份額 三原子氣體分壓力,2020/7/23,Principles of Boiler,Page 13,第二節(jié)煙氣成分及煙氣容積計算,三、煙氣中三原子氣體、水蒸氣容積份額和灰粒濃度 2.水蒸氣容積份額 水蒸氣容積份額 水蒸氣分壓力,2020/7/23,Principles of Boiler,Page 14,第二節(jié)煙氣成分及煙氣容積計算,三、煙氣中三原子氣體、水蒸氣容積份額和灰粒濃度 3.灰粒濃度：是指單位質量（或容積）的煙氣中含有的灰粒質量，單位為kg/kg（kg/m3）。 質量濃度 kg/kg （324） 容積濃度 kg/m3 （325） 式中 煙氣中飛灰量占燃料總灰量的份額

9、（即飛灰份額），見表3-2 1kg收到基燃料燃燒生成的煙氣質量， kg/kg。,2020/7/23,Principles of Boiler,Page 15,第三節(jié)運行鍋爐煙氣容積的確定,煙氣分析的意義： 確定鍋爐運行時的煙氣容積； 確定過量空氣系數、漏風系數及煙氣中CO含量等數據； 了解爐內的燃燒工況，以便對燃燒進行調整和對燃燒設備進行改進。,2020/7/23,Principles of Boiler,Page 16,第三節(jié)運行鍋爐煙氣容積的確定,一、煙氣分析及其設備 1. 煙氣成分分析 煙氣分析是以1kg燃料燃燒生成的干煙氣容積（ ）為基礎，測出煙氣中各氣體成分（分容積）占干煙氣容積的百

10、分數。即 （326） （327） （328） （329） （330） （331）,2020/7/23,Principles of Boiler,Page 17,第三節(jié)運行鍋爐煙氣容積的確定,一、煙氣分析及其設備 2. 煙氣分析儀（器） 奧氏煙氣分析儀、色譜分析儀、紅外線分析儀等。 原理（以奧氏煙氣分析儀為例） 是利用選擇性吸收的方法來測定煙氣中各種氣體的成分含量。選擇性吸收就是利用某種化學吸收劑和煙氣接觸，選擇吸收煙氣中的某種成分，根據其容積的減少可確定其容積含量百分數。,2020/7/23,Principles of Boiler,Page 18,奧氏煙氣分析儀與便攜式煙氣分析儀,2020/

11、7/23,Principles of Boiler,Page 19,第三節(jié)運行鍋爐煙氣容積的確定,一、煙氣分析及其設備 2. 煙氣分析儀（器） 結構 其結構如圖3-1所示。由量筒10、平衡瓶11、吸收瓶1、2、3等組成。 常用的化學吸收劑有：,氫氧化鉀溶液 焦性沒食子酸的堿性溶液 氯化亞銅氨溶液,2020/7/23,Principles of Boiler,Page 20,第三節(jié)運行鍋爐煙氣容積的確定,氫氧化鉀溶液：用來吸收 ，其化學反應關系是： （333） （334） 焦性沒食子酸堿性溶液：用來吸收 ，其化學反應關系是： （335） （336） 氯化亞銅氨溶液：用來吸收 ，其化學反應關系是：

12、 （337）,2020/7/23,Principles of Boiler,Page 21,奧氏煙氣分析儀,13吸收瓶；4梳形管；57旋塞；8過濾器；9三通旋塞； 10量筒；11平衡瓶；12水套管；1315緩沖瓶；16橡皮球,2020/7/23,Principles of Boiler,Page 22,第三節(jié)運行鍋爐煙氣容積的確定,一、煙氣分析及其設備 2. 煙氣分析儀（器） 分析步驟 利用平衡瓶向量筒中抽取100cm3煙氣；讓這一定量的煙氣依次進入吸收瓶1、2、3。煙氣多次反復通過吸收瓶1后，煙氣中的被吸收盡，利用量筒可以測出煙氣減少的容積，該減少的容積即為干煙氣中三原子氣體容積含量的百分數。按同樣的方法用吸收瓶2測出，用吸收瓶3測出，最后在量筒中剩余的氣體即為。 *上述吸收程序不能顛倒。 *每次讀數時，需將平衡瓶水位面與量筒中的水位面對齊