1、2006年4月,鍋爐原理精品課,第二章 燃料及其燃燒特性,2006年4月,鍋爐原理精品課,2-1 燃料的成分及其主要特性 2-2 燃料燃燒計算 2-3 煙氣分析方法 2-4 空氣和煙氣焓的計算,2006年4月,鍋爐原理精品課,第一節(jié) 燃料的成分及其主要特性,一、燃料的定義與重要性 通過燃燒釋放熱能的可燃物質(zhì)為燃料。燃料的種類和特性對鍋爐的安全運行、鍋爐設計和燃燒器形式等有重要影響。 二、燃料分類 核燃料 固體燃料（以煤炭為主） 有機燃料 液體燃料（以原油、重油和渣油為主） 氣體燃料（以煤氣和天然氣為主）,2006年4月,鍋爐原理精品課,1、煤的成分 煤是由多種有機物質(zhì)和無機物質(zhì)混合組成的復雜的

2、固體碳氫燃料。 由于埋入地下的深度和時間不同，就會形成不同的煤種。,三、煤的成分及分析基準,2、煤的成分分析 元素分析和工業(yè)分析,2006年4月,鍋爐原理精品課,碳:是煤中主要發(fā)熱成分，發(fā)熱量32866KJ/Kg，一部分為揮發(fā)分碳、一部分為固定碳。含碳量高的煤，發(fā)熱量較高，但不易著火。 氫：是煤中最有利元素，發(fā)熱量120370KJ/Kg，發(fā)熱量大約是碳的4倍，燃點低，易著火，無污染。 氧和氮：不可燃物質(zhì)，為有害元素。一部分N會與氧化合而生成NOx，造成大氣污染,3、元素分析 分析煤中各元素（C、H、O、N、S、A、M)的組成,2006年4月,鍋爐原理精品課,硫：可燃的有害物質(zhì)；三種存在形式，有

3、機硫、黃鐵礦（FeS2)和硫酸鹽硫。燃燒產(chǎn)物SO2，SO3污染大氣，腐蝕設備，磨損磨煤部件。 灰分：降低發(fā)熱量，著火推遲；熔融灰吸熱，排渣熱損失和機械未完全燃燒熱損失增加；積灰、結渣，磨損的根源；增加制粉系統(tǒng)能耗；污染環(huán)境。 水分：降低發(fā)熱量，著火推遲；燃燒溫度降低，鍋爐效率降低；加劇受熱面腐蝕和堵灰； 各元素成分百分數(shù)表示： C+H+O+N+S+A+M=100%,2006年4月,鍋爐原理精品課,4、工業(yè)分析,煤,水分,固定碳,灰分,焦碳,（一）、成分分析,揮發(fā)分是煤有機分解后的氣體物質(zhì)，由 可燃物質(zhì)：碳氫化合物、氫、 一氧化碳、硫化氫， 不可燃物質(zhì)：少量的氧、二氧化碳、氮，組成。 揮發(fā)分含量

4、是煤的分類的重要依據(jù)。,水分會使爐內(nèi)溫度下降，影響燃料的著火，并增大排煙熱損失，也會加劇尾部受熱面的腐蝕和堵灰,外部水分和內(nèi)部水分之和稱為全水分。,煤中的灰分為不可燃物質(zhì)?；曳值拇嬖诓粌H使單位燃料量的發(fā)熱量減少，而且影響燃料的著火和燃盡，也是造成鍋爐受熱面積灰、結渣、磨損的主要因素。,煤在失去水分和揮發(fā)分后剩余部分即為焦碳，它包括固定碳和灰分。,2006年4月,鍋爐原理精品課,（二）、工業(yè)分析過程,1、水分（外部水分和內(nèi)部水分） 全水分測定：將原煤樣置于105110（褐煤溫度應為145 ）的烘箱內(nèi)2h，使之干燥至恒重，所失去的重量。,2、揮發(fā)分 將失去水分的煤樣，在（90010 ）的溫度下，隔

5、絕空氣加熱7min，失去的重量。,3、固定碳和灰分 原煤失去水分和揮發(fā)分之后，剩余為焦炭。 將焦炭放在箱形電爐中，在（81510 ）的溫度下灼燒2h，失去重量為固定碳，剩余部分為灰分。,2006年4月,鍋爐原理精品課,四 煤的成分分析基準及其換算,定義：根據(jù)煤存在的條件和根據(jù)需要而規(guī)定的“成分組合”稱為分析基準。 基準,詳細介紹如下頁：,2006年4月,鍋爐原理精品課,1、收到基（原應用基） 以收到狀態(tài)的煤為基準計算煤中全部成分的組合稱為收到基，其中包括全部水分，收到基以下角標ar表示。 Car+Har+Oar+Nar+Sar+Aar+Mar=100% FCar+Var+Aar+Mar=100

6、% 2、空氣干燥基（原分析基） 煤樣在實驗室規(guī)定的溫度下自然干燥失去外部水分后，其余的成分組合便是空氣干燥基，并以下角稱ad表示。 Cad+Had+Oad+Nad+Sad+Aad+Mad=100% FCad+Vad+Aad+Mad=100%,2006年4月,鍋爐原理精品課,3、干燥基 以假想無水狀態(tài)煤為基準，以下角稱d表示。由于已不受水分的影響，灰分含量百分數(shù)相比較穩(wěn)定，可用于比較兩種煤的含灰量。 Cd+Hd+Od+Nd+Sd+Ad=100% FCd+Vd+Ad=100% 4、干燥無灰基（原可燃基） 以假想無水、無灰狀態(tài)的煤為基準，以下角稱daf表示。由于不受水分、灰分影響，常用于比較兩種煤中

7、的碳、氫、氧、氮、硫成分含量的多少。 Cdaf+Hdaf+Odaf+Ndaf+Sdaf=100% FCdaf+Vdaf=100%,2006年4月,鍋爐原理精品課,煤的成分及各種分析基準之間的關系 收到基（ar） 以入爐煤（包括煤的全部成分） 為基準 空氣干燥基（ad ） 以風干狀態(tài)煤（除外部水分） 為基準 干燥基（d） 以去掉全部水分煤為基準 干燥無灰基（daf） 以去掉全部水分及灰分煤為基準,2006年4月,鍋爐原理精品課,煤成分基準間的換算,2006年4月,鍋爐原理精品課,煤的成分基準換算系數(shù),2006年4月,鍋爐原理精品課,五 煤的發(fā)熱量及相關概念,1、煤的發(fā)熱量： 煤的發(fā)熱量是指單位質(zhì)

8、量的煤在完全燃燒時放出的全部熱量。,煤的發(fā)熱量,高位發(fā)熱量,低位發(fā)熱量,當發(fā)熱量中包括煤燃燒后所產(chǎn)生的水蒸汽凝結放出的汽化潛熱時，稱為高位發(fā)熱量，用Qgr表示。,當發(fā)熱量中不包括水蒸汽凝結放出的汽化潛熱時，稱為低位發(fā)熱量，用Qnet表示。,2006年4月,鍋爐原理精品課,我國在鍋爐的有關計算中采用低位發(fā)熱量。 高位發(fā)熱量與低位發(fā)熱量之間的關系為：,2006年4月,鍋爐原理精品課,2、發(fā)熱量的測量： 測量設備：氧彈式量熱儀 測量原理：取1g左右的煤樣放在 氧彈5中，氧彈中充滿氧氣后點火燃 燒，當燃燒產(chǎn)物冷卻至原始溫度后， 測得的單位質(zhì)量的煤放出的熱量即 彈筒發(fā)熱量。由于過剩氧的作用生 成和并溶解

9、在氧彈中的水中形成硫 酸和硝酸，而酸的反應會放出熱量。,2006年4月,鍋爐原理精品課,計算公式： Qad，gr= Qad，b-（94.2Sad，b+Qad，b） 式中：Qad，gr空氣干燥基高位發(fā)熱量，（KJ/kg）； Qad，b空氣干燥基彈筒發(fā)熱量，（KJ/kg）； Sad，b彈筒洗液中測得的含硫量，%； 硝酸生成熱的比例系數(shù)。,問題？,將上述公式空氣干燥基高位發(fā)熱量根據(jù)表2-1的換算系數(shù)換算成收到基高位發(fā)熱量？,2006年4月,鍋爐原理精品課, 折算成分,折算水分 (%),折算灰分 (%),折算硫分 (%),3、 煤的折算成分：,根據(jù)折算成分，煤的分類：,當煤中的Mar，zs8%時稱為高

10、水分煤； 當Aar，zS4%時稱為高灰分煤； 當Sar，zS0.2%時，稱為高硫分煤。,對應于每4190KJ/kg收到基低位發(fā)熱量的,2006年4月,鍋爐原理精品課,4、 標準煤的定義：,為了對燃用不同煤種的鍋爐機組或電廠進行燃料消耗分析 規(guī)定，收到基發(fā)熱量為29310KJ/kg（7000Kcal/kg）的煤為標準煤。,2006年4月,鍋爐原理精品課,六、煤灰的熔融特性,概念：煤在燃燒后殘留的灰分是由各種礦物質(zhì)成分組成的混合物，它沒有固定的由固相轉為液相的熔融溫度，在一定溫度下，有些組分會形成共熔體，從而改變灰分的成分及其熔融特性。 灰分熔融溫度的測定方法：角錐法和柱體法。國內(nèi)采用角錐法。,2

11、006年4月,鍋爐原理精品課,角錐法測量原理： 將煤灰制作成底邊長為7mm的等邊三角形，高為 20mm的角錐。將錐體放入半還原性氣體的灰熔點測 定儀中，以規(guī)定的速度升溫，觀測灰錐在熔融過程中 的三個特征溫度，來標示煤灰的熔融特性。,特性溫度：,變形溫度 DT,軟化溫度 ST,流動溫度 FT,2006年4月,鍋爐原理精品課, 熔融性的三個特性溫度：,DT（t1）,ST（t2）,FT（t3）,ST軟化溫度，灰錐尖端彎曲到托板上或整個灰錐變成半球形時對應的溫度；,DT變形溫度，灰錐頂端開始變圓或彎曲時的溫度；,FT流動溫度，錐體熔化成液體并在托板上流動（厚度在1.5mm以下）時對應的溫度；,2006

12、年4月,鍋爐原理精品課,ST1200煤灰稱為易熔灰。,ST1400煤灰稱為難熔灰。宜采用固態(tài)排渣。,ST-DT200時，說明灰渣的液態(tài)與固態(tài)共存的時間長。稱為長渣。,ST-DT100時，說明灰渣的液態(tài)與固態(tài)共存的時間短。稱為短渣。,對固態(tài)排渣，為減輕爐內(nèi)結渣，應燃用具有短渣性質(zhì)的煤。,為避免爐膛出口受熱面結渣，應使爐膛出口煙溫比DT低50100,2006年4月,鍋爐原理精品課, 影響灰熔性的因素：,（1）煤的化學組成：,酸性氧化物：SiO2、Al2O3和TiO2等，,堿性氧化物：Fe2O3、CaO、MgO、Na2O和K2O等,這些物質(zhì)在純凈狀態(tài)熔點較高，但煤灰是多種復合化合物的混合物，燃燒時將

13、結合成熔點較低的共晶體。煤灰中酸性氧化物使灰熔點提高；堿性氧化物使灰熔點降低,2006年4月,鍋爐原理精品課,（2）周圍介質(zhì)的性質(zhì),當爐內(nèi)處于氧化性氣氛時，灰中鐵呈氧化狀態(tài)（Fe2O3），熔點較高。在還原性和半還原性氣氛中，F(xiàn)e2O3會還原成FeO，并可能與其它氧化物形成共熔體，灰熔點隨含鐵量的增加而迅速下降。因此，介質(zhì)氣氛不同，會使灰熔點變化200300。,2006年4月,鍋爐原理精品課,七 煤的可磨性系數(shù)和磨損指數(shù),1、煤的可磨性系數(shù), 概念：由于煤的機械性質(zhì)不同，有的煤較難破碎，有的卻容易破碎，煤被磨成一定細度的煤粉的難易程度稱為煤的可磨性系數(shù)。, 測定公式：,目前國內(nèi)采用哈德格羅夫（H

14、ardgrove）法測定的哈氏可磨性系數(shù)，即：,2006年4月,鍋爐原理精品課,式中： 為通過孔徑為74m的篩子的煤粉量。, 哈氏可磨性系數(shù)的測定方法為：,將空氣干燥后，粒度為0.631.25mm的50g煤樣放入哈氏可磨性試驗機中。在鋼球上施加284N的總作用力，驅動電機進行研磨，旋轉60轉后，將磨制好的煤粉放入孔徑74m的篩子上進行篩分，然后分別稱量通過篩子和留在篩子上的煤粉量，將通過量代入公式，即可以計算出哈氏可磨性系數(shù)。,2006年4月,鍋爐原理精品課,全蘇熱工研究所（BTH） 在風干狀態(tài)下將質(zhì)量相等的標準煤和試驗煤由相同的粒度磨制成相同的細度時，消耗的能量之比,2006年4月,鍋爐原理

15、精品課,2、煤的磨損指數(shù), 概念：,煤的磨損指數(shù)表示，煤在碾磨的過程中，煤對碾磨設備的研磨部件磨損的強烈程度。我國目前采用的是沖刷磨損指數(shù)。, 計算公式：,單位時間內(nèi)磨損片的磨損量與標準煤樣的磨損率之比。,2006年4月,鍋爐原理精品課,表45煤的磨損性和沖刷磨損指數(shù)的關系,2006年4月,鍋爐原理精品課,八、發(fā)電廠煤的分類,1、我國煤的分類,我國煤的分類方法是采用表征煤化程度的干燥 無灰基揮發(fā)分Vdaf作為分類指標并將煤分為：,無煙煤： Vdaf不大于10% 貧 煤： Vdaf為1020% 煙 煤： Vdaf為2040% 褐 煤： Vdaf大于40%,2006年4月,鍋爐原理精品課,2、發(fā)電

16、廠煤的分類及燃燒特性,分類：,無煙煤,煙煤,褐煤,貧煤,無煙煤是煤化程度最深的煤，它有明亮的黑色光澤，硬度高不易研磨。它的含碳量很高，雜質(zhì)少而發(fā)熱量較高，大致為21000-25000KJ/kg。但由于揮發(fā)分含量較低，難以點燃，燃燒特性差。,煙煤具有中等的煤化程度，它的揮發(fā)分含量較高，水分和灰分也較少，發(fā)熱量也較高。煙煤燃點低，容易著火和燃盡。,外觀呈褐色，少數(shù)為黑褐色甚至黑色，揮發(fā)分含量較高，有利于著火。但其灰分和水分較高，發(fā)熱量較低，一般小于16750KJ/kg。含水分較高的年輕褐煤則燃燒性能較差，而且灰熔點也較低。褐煤在空氣中存放極易風化，容易發(fā)生自燃。,它的揮發(fā)量含量稍高于無煙煤，其著火

17、、燃盡特性優(yōu)于無煙煤，但仍屬于燃燒特性較差的煤種。,2006年4月,鍋爐原理精品課,九、液體燃料和氣體燃料,（一）液體燃料 液體燃料一般是指石油煉制所得到的各種產(chǎn)品。但對于鍋爐的液體燃料主要是指常壓重油、減壓重油和輕柴油。在我國，燃料油基本是減壓重油，且一般作為鍋爐啟動及低負荷運行時的輔助性燃料。輕柴油則作為鍋爐點火用油。,液體燃料的成分組成幾乎和煤一樣：C、H、O、N、S、A、M和雜質(zhì)。重油屬易燃的高發(fā)熱量燃料，且各成分含量變化不大。 其中Car=81-87 ， Har=11-14 ，OarNar1， Sar3，Mar 4， Aar3，機械雜質(zhì)含量2.5，Qar，net37.710344.0

18、103KJ/Kg。,2006年4月,鍋爐原理精品課,重油的主要特性指標：黏度、閃點、燃點、凝固點、硫分、水分、灰分和機械雜質(zhì)。,1、黏度 黏度是表征液體流動性能的指標。黏度越小，流動性能越好。為保證重油輸送和油噴嘴的霧化質(zhì)量，重油必須加熱，油溫應在100以上。,2、閃點及燃點 油溫升高時產(chǎn)生的油氣和空氣的混合物與明火接觸而發(fā)生短促閃光時的油溫稱為燃油的閃點。燃點是油氣和空氣的混合物遇明火能著火燃燒并持續(xù)5s以上的最低油溫。閃點及燃點是鍋爐燃油防火的重要指標。,2006年4月,鍋爐原理精品課,3、凝固點 凝固點是表征燃油喪失流動性能的溫度。凝固點高低與燃油中石蠟的含量有關，石蠟含量高，凝固點就高

19、。,4、硫分及其它有害成分 燃油含硫量高，會對鍋爐低溫受熱面產(chǎn)生腐蝕。一般當Sar0.3時，就應注意低溫腐蝕問題。 重油中水分、灰分和機械雜質(zhì)的存在，也對鍋爐的安全工作有一定的危害。水分燃燒不穩(wěn)?；曳謮A性物質(zhì)熔點低導致受熱面的高溫積灰和腐蝕。,（二）氣體燃料 天然氣體燃料（CH4、CnHm等)，人工氣體燃料（CO、CH4、H2等。,2006年4月,鍋爐原理精品課,2006年4月,鍋爐原理精品課,2006年4月,鍋爐原理精品課, 目的 燃料燃燒計算主要是計算燃料燃燒所需空氣量、燃燒生成的煙氣量和煙氣的熱焓等。,第二節(jié) 燃料燃燒計算,概念 燃料的燃燒是指燃料中的可燃元素與氧氣在高溫條件下進行的強烈

20、化學反應過程。當燃料中不含可燃物質(zhì)時稱為完全燃燒，否則稱為不完全燃燒。,2006年4月,鍋爐原理精品課, 在計算時假定： 1）空氣和煙氣的所有組成成分，包括水蒸氣 都是理想氣體，因此，每一千摩爾氣體在標準狀態(tài)下的容積是22.41Nm3； 2）所有空氣和其它氣體容積的計算單位都是Nm3，即以0一標準大氣壓（0.1013Mpa）狀態(tài)下的立方米為單位。,2006年4月,鍋爐原理精品課,一、燃燒過程的化學反應, 煤的可燃燃燒成分：碳（C）、氫（H）、硫（S）。,1. 碳的燃燒：,C+O2CO2+407000kJ/k mol 12.1kgC+22.41Nm3O222.41Nm3CO2,1kgC+1.86

21、6Nm3O21.866Nm3CO2,1Kg收到基燃料中含有Car/100Kg,因而1Kg燃料中C完全燃燒時需要1.866Car/100Nm3,2006年4月,鍋爐原理精品課,2C+O22CO+123100kJ/k mol（C） （32）,即 ：1kgC+0.51.866Nm3O21.866Nm3CO,也即：每1kg的C不完全燃燒需要0.51.866Nm3的 O2并產(chǎn)生1.866Nm3的CO。,2H2+O22H2O+241200kJ/k mol（H2） （33）,即 ：1kgH2+5.56Nm3O211.1Nm3H2O 也即：每1kg的H燃燒需要5.56Nm3的O2并產(chǎn)生 11.1Nm3的H2O

22、。,2006年4月,鍋爐原理精品課,S+O2SO2+334900kJ/k mol（S） （34）,即 ： 1kgS+0.7Nm3O20.7Nm3SO2,也即： 每1kg的S燃燒需要0.7Nm3的O2并產(chǎn)生 0.7Nm3的SO2。,2006年4月,鍋爐原理精品課,1理論空氣量, 概念：,1kg（或1Nm3）燃料完全燃燒時而又無過剩氧存在時所需的空氣量稱為理論空氣量，其代表符號為V0。,二、燃燒所需的空氣量,2006年4月,鍋爐原理精品課, 求理論空氣量的一般過程：,1kg收到基燃料中C、H、S的量（前已講述）,C、H、S完全燃燒所需的O2量,1kg燃料完全燃燒真正需由空氣提供的O2量,1kg燃料

23、燃燒所需的理論空氣量V0,2006年4月,鍋爐原理精品課, 理論空氣量：, 上式有三點說明：,1）V0是不含水蒸汽的干空氣； 2）V0只決定于燃料的成分，當燃料一定時V0即為一常數(shù)； 3）碳和硫的完全燃燒反應可寫成通式 R+O2RO2， 其中 Rar=Car+0.375Sar。,考慮空氣中氧的 容積成分為21%計算,2006年4月,鍋爐原理精品課,2實際空氣量和過量空氣系數(shù),在鍋爐的實際運行中，為使燃料燃盡，實際供給的空氣量總是要大于理論空氣量，超過的部分稱為過量空氣量。實際空氣量Vk與理論空V0之比，即,稱為過量空氣系數(shù)（用于煙氣量計算，用于空氣量計算）。,2006年4月,鍋爐原理精品課,爐

24、內(nèi)過量空氣系數(shù)，一般是指爐膛出口處的過量空氣系數(shù) 。 太大，增加排煙熱損失； 太小，不能保證完全燃燒。,2006年4月,鍋爐原理精品課,顯然，1kg燃料完全燃燒時需要的實際空氣量Vk為：,過量空氣量Vg等于：,對于固態(tài)排渣煤粉爐： 當燃用無煙煤、貧煤和劣質(zhì)煙煤時約為1.20 1.25， 當燃用煙煤和褐煤時約為 1.151.20。,2006年4月,鍋爐原理精品課,3漏風系數(shù)和空氣平衡,對于負壓運行的鍋爐，外界冷空氣會通過鍋爐的不嚴密處漏入爐膛以及其后的煙道中，致使煙氣中的過量空氣增加。,相對于1kg燃料而言，漏入的空氣量V與理論空氣量V0之比稱為漏風系數(shù)， 以表示， 即：,2006年4月,鍋爐原

25、理精品課, 煙道內(nèi)的過量空氣系數(shù)：,漏風使煙道內(nèi)的過量空氣系數(shù)沿煙氣流程是逐漸增大的。 從爐膛出口開始，煙道內(nèi)任意截面處的過量空氣系數(shù)為：,式中爐膛出口與計算煙道截面間，各段煙道漏風系數(shù)的總和。,2006年4月,鍋爐原理精品課, 空氣預熱器中的過量空氣系數(shù)：,空氣預熱器中，空氣側壓力比煙氣側高，所以會有部分空氣漏入煙氣側，該級的漏風系數(shù)ky要高些。在空氣預熱器中：,式中：Ky 、Ky分別為空氣預熱器進口和出口的過量空氣系數(shù)。,2006年4月,鍋爐原理精品課,考慮到爐膛及制粉系統(tǒng)的漏風， Ky與1 之間關系為：,式中 l 爐膛漏風系數(shù) zf 制粉系統(tǒng)漏風系統(tǒng),2006年4月,鍋爐原理精品課,例：

26、某鍋爐尾部受熱面采用雙級布置如圖示，負壓制粉系統(tǒng)。假定、級空氣預熱器、爐膛和制粉系統(tǒng)的漏風系數(shù) 以及爐膛出口過量 空氣系數(shù) 均已知。試寫出第級空氣預熱器入口處的過量空氣系數(shù) 。,2006年4月,鍋爐原理精品課,問題？,1、什么是標準煤？ 2、什么是折算成分？ 3、何謂煤的高位發(fā)熱量和低位發(fā)熱量？ 4、氧彈發(fā)熱量和高位發(fā)熱量那一個高？ 5、如果煤中沒有水分是否不存在發(fā)熱量高 低之分？ 6、什么是理論空氣量、過量空氣系數(shù)、漏風系數(shù)？ 7、煤燃燒所需理論空氣量與燃燒方式有無關系？某種煤在流化床鍋爐與煤粉鍋爐中燃燒，所需理論空氣量是否相同？,2006年4月,鍋爐原理精品課,三、 燃燒產(chǎn)生的煙氣容積計算

27、,1、理論煙氣容積,當=1且完全燃燒時，生成的煙氣容積稱為理論煙氣容積。用符號Vy0表示，,2006年4月,鍋爐原理精品課, 理論煙氣的組成成分為：,其相應的體積分別記為：,CO2、SO2、N2、H2O,各組成成分體積均可根據(jù)燃燒反應求出,1）、 理論煙氣的組成成分,2006年4月,鍋爐原理精品課,2理論煙氣量的計算,理論煙氣量：,理論干煙氣量,2006年4月,鍋爐原理精品課,（1）二氧化碳和二氧化硫的體積VCO2 、VSO2,根據(jù)C、S的燃燒反應可求出：,2006年4月,鍋爐原理精品課,（2）理論氮氣體積（V0N2 ）,由兩部分組成： 燃料中的氮所占體積 理論空氣量中的氮所占的體積,2006

28、年4月,鍋爐原理精品課,（3）理論水蒸氣體積（V0H2O ）, 四部分組成：,燃料中的氫完全燃燒生成的水蒸氣體積：,燃料中的水汽化生成的水蒸氣體積：,理論空氣量帶入的水蒸氣體積：,采用蒸汽霧化等設備帶入的水蒸氣體積：,2006年4月,鍋爐原理精品課,2006年4月,鍋爐原理精品課,2006年4月,鍋爐原理精品課, 理論水蒸汽量：, 理論煙氣量：,2006年4月,鍋爐原理精品課,四、完全燃燒時的實際煙氣量,、完全燃燒時實際煙氣量的組成成分,形成實際煙氣量的基本物質(zhì),燃料,干空氣量Vk,隨Vk進入爐膛的水分,2006年4月,鍋爐原理精品課,CO2、SO2、N2、O2、H2O,其相應的體積分別記為：

29、, 實際煙氣的組成成分為：,從成分上看比理論煙氣量多了一項自由氧O2。從煙氣的總量上看，多了過量空氣 ，以及隨其帶入的水蒸氣 。,其中：,過量空氣：,0.21 的氧,0.79 的氮,水蒸汽,2006年4月,鍋爐原理精品課,2、完全燃燒時實際煙氣量的計算,完全燃燒時煙氣體積：,完全燃燒時煙氣中的各成分均假設為理想氣體，,2006年4月,鍋爐原理精品課,根據(jù)前面所講述的內(nèi)容總結出實際煙氣中各組成部分的體積表達式：,問題？, 實際煙氣量：,2006年4月,鍋爐原理精品課,五、不完全燃燒時的煙氣量, 1、不完全燃燒煙氣的成分：,CO2、SO2、N2、O2、H2、CO、CmHn,其中 H2、CmHn 數(shù)

30、量很少一般在工程計算可以忽略。因此燃料不完全燃燒時的煙氣量：,其中： 與完全燃燒時完全相同 ， 需要重新計算 的量。,2006年4月,鍋爐原理精品課,2、二氧化碳與一氧化碳的體積,1kg燃料中含碳,燃燒生成CO2,燃燒生成CO,這兩部分碳燃燒生成的CO和CO2的體積VCO、VCO2為:,可見，如果不完全燃燒產(chǎn)物只有CO，那么不論燃燒是否完全，煙氣中碳的燃燒產(chǎn)物的總容積是不變的。,2006年4月,鍋爐原理精品課,3不完全燃燒時煙氣中氧的體積,不完全燃燒時，煙氣中氧的體積等于過量空氣中氧的體積與不完全燃燒少消耗的氧的體積之和，即：,2006年4月,鍋爐原理精品課,六、煙氣中三原子氣體的容積份額和飛

31、灰濃度,在鍋爐輻射換熱計算中，要用到三原子氣體及水蒸氣的容積份額、和分壓力、：,，,，,fh為煙氣攜帶出爐膛的飛灰占總灰分的質(zhì)量份額 my為1kg燃料的煙氣質(zhì)量 ；P為煙氣的總壓力。,2006年4月,鍋爐原理精品課,目的：在鍋爐運行中，煙氣的成分及含量直接反映出爐內(nèi)的燃燒工況。因而，測定煙氣的成分和含量，對于判斷爐內(nèi)燃燒工況、進行燃燒調(diào)整以改進燃燒熱備都是非常必要的。如果測出了煙氣的成分和含量，不但可以了解燃燒的完全程度（即q3大小）、燃燒的條件（即爐膛出口的過量空氣系數(shù)大?。┮部梢粤私鉄煹赖穆╋L情況等。,第三節(jié) 煙氣分析方法,方法：化學吸收法、電氣測量法、紅外吸收法及色譜分析法,2006年4

32、月,鍋爐原理精品課,（一）奧氏煙氣分析儀, 測量原理：,化學吸收法，它是將一定容積的煙氣試樣順序和某些化學吸收劑相接觸，對煙氣的各組成氣體逐一進行選擇性吸收，每次減少的容積即是被測成分在煙氣中所占的容積。,2006年4月,鍋爐原理精品課, 吸收劑：,第一個吸收瓶放氫氧化鉀（KOH）溶液，吸收RO2； 第二個吸收瓶放焦性沒食子酸C6H3(OH)3的堿性溶液，吸收O2（同時也吸收RO2）； 第三個吸收瓶放氯化亞銅氨溶液Cu(NH3)2Cl，吸收CO（同時也吸收O2）。,由于后兩瓶的吸收劑有雙重吸收功能，故操作時必須按1、2、3瓶的次序依次進行，不可顛倒。,2006年4月,鍋爐原理精品課, 測量步驟

33、：,煙氣,U形管過濾器 除去灰和雜質(zhì),取出100ml煙氣,吸收瓶 1,吸收瓶 2,吸收瓶 3,測量出 RO2,測量出 O2,測量出 CO,每次用量筒測得的數(shù)值就是干煙氣成分的容積百分數(shù)。,2006年4月,鍋爐原理精品課,2干煙氣的容積成分, 不完全燃燒時,其中H和CmHn數(shù)量很少，工程計算中可忽略不計,一般認為不完全燃燒時：,即：,2006年4月,鍋爐原理精品課,其中：,2006年4月,鍋爐原理精品課, 計算公式：,或,前面已經(jīng)求出三者的含量：,2006年4月,鍋爐原理精品課,問題：,何謂理論煙氣量，它同實際煙氣量在成份上有何區(qū)別? 試分析平衡通風鍋爐沿著煙氣流程RO2和O2是如何變化的？ 在奧式氣體分析儀中，三個吸收瓶中分別裝有什么溶液？在吸收過程中，煙氣流經(jīng)三個吸收劑的順序可否顛倒？為什么?,2006年4月,鍋爐原理精品課,（二）煙氣中CO含量計算,不完全燃燒時煙氣中氧的體積,2006年4月,鍋爐原理精品課,2006年4月,鍋爐原理精品課,將 代入上式并整理，得：,2006年4月