電廠鍋爐燃料燃燒計算

1、2021-6-22Principles of BoilerPage 1 2021-6-22Principles of BoilerPage 2 2021-6-22Principles of BoilerPage 3 理論空氣量理論空氣量是指是指1kg（1m3）收到基燃料完全燃燒而又沒有剩余氧存在時所需）收到基燃料完全燃燒而又沒有剩余氧存在時所需 要的空氣量。一般用符號表示，其單位是要的空氣量。一般用符號表示，其單位是m3/kg（標準狀態(tài)下（標準狀態(tài)下m3/m3）。）。 理論空氣量的計算通常是以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。）收到基燃料為基礎來進行的。 1.碳

2、完全燃燒時，其化學反應方程式為：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：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：硫完全燃燒時，其化學反應方程式為： 2 3 2 3 866. 1866. 11COmOmkgC OHmOmkgH 2 3 2 3 2 1 .1156. 51 2 3 2 3 7 . 07 . 01SOmOmkgS 2021-6-22Principles of BoilerPage 4 4.1kg燃料完全燃燒時，需要從空氣中取得的氧量為：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）（標態(tài)下） 5.1

3、kg收到基燃料完全燃燒時所需要的收到基燃料完全燃燒時所需要的理論空氣量理論空氣量為：為： m3/kg 式中式中 、 合并在一起，是因為合并在一起，是因為 、 的完全燃燒反應方程式的完全燃燒反應方程式 可寫成通式可寫成通式 ，其中，其中， 稱為稱為1kg燃燃 料中料中“當量碳量當量碳量”。此外，進行煙氣分析時，一般將其的燃燒產(chǎn)物和的容。此外，進行煙氣分析時，一般將其的燃燒產(chǎn)物和的容 積一起測定。積一起測定。 100 7 . 0 100 7 . 0 100 56. 5 100 866. 1 2 arararar O O OSHC V arararar O OHSCV0333. 0265. 0375

4、. 00889. 0 ar C ar SCS 22 ROOR arar SCR375.0 2021-6-22Principles of BoilerPage 5 6.理論干空氣量的質量計算公式為：理論干空氣量的質量計算公式為： kg/kg （37） 式中式中 1.293干空氣密度，干空氣密度，kg/m3。 以上所計算的空氣量都是指不含蒸汽的以上所計算的空氣量都是指不含蒸汽的理論干空氣量理論干空氣量。對于氣。對于氣 體燃料，這一空氣量可根據(jù)燃料中的各種可燃氣體的氧化反應體燃料，這一空氣量可根據(jù)燃料中的各種可燃氣體的氧化反應 進行計算，并以進行計算，并以1 m3的氣體燃料為基礎。的氣體燃料為基礎。

5、 ? O O VL293. 1 2021-6-22Principles of BoilerPage 6 二、實際供給空氣量和過量空氣系數(shù)二、實際供給空氣量和過量空氣系數(shù) 實際送入鍋爐內(nèi)的空氣量要比理論空氣量大些，這一空氣量稱為實際送入鍋爐內(nèi)的空氣量要比理論空氣量大些，這一空氣量稱為 實際空氣量實際空氣量，用符號表示，單位是用符號表示，單位是m m3 3/kg/kg（m m3 3/m/m3 3）。 實際空氣量與理論空氣量之比稱為實際空氣量與理論空氣量之比稱為過量空氣系數(shù)過量空氣系數(shù)，用符號，用符號 表示，表示， （39） 實際供給空氣量與理論空氣量之差稱為實際供給空氣量與理論空氣量之差稱為過量空

6、氣過量空氣，用符號，用符號 表示，表示， m3/kg （3 10） 過量空氣系數(shù)過量空氣系數(shù)一般是指爐膛出口處的過量空氣系數(shù)，這是因為爐內(nèi)的燃燒過程在一般是指爐膛出口處的過量空氣系數(shù)，這是因為爐內(nèi)的燃燒過程在 爐膛出口處結束。爐膛出口處結束。過量空氣系數(shù)過量空氣系數(shù)是鍋爐運行的重要指標，太大會增加煙氣容積及排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。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

7、同的燃料，不同。少。對不同形式的鍋爐，不同的燃料，不同。 過量空氣系數(shù)過量空氣系數(shù)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試驗確定。各種鍋爐在燃用不同燃料時的過量空氣系數(shù)過量空氣系數(shù)值見表值見表3-1。 O k V V OO k VVVV) 1( V 2021-6-22Principles of BoilerPage 7 一、煙氣成分一、煙氣成分 煙氣成分煙氣成分是指燃料燃燒后生成的產(chǎn)物是指燃料燃燒后生成的產(chǎn)物 煙氣及其攜帶的灰粒。煙氣及其攜帶的灰粒。 煙氣攜帶的灰粒占容積百分

8、比較小，通常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。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。 2021-6-22Principles of BoilerPage 8 一、煙氣成分一、煙氣成分 煙氣煙氣是由多種氣體成分組成的混合物，是由多種氣體成分組成的混合物，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各種氣體成分容積。 用 表示 1kg燃料燃燒生成的煙氣總容積煙氣總容積。 22222 HONOxONSOCOCO 、V、V、V、V、V、VV

9、y V 2021-6-22Principles of BoilerPage 9 一、煙氣成分一、煙氣成分 1.1.當當 且完全燃燒時，煙氣容積是：且完全燃燒時，煙氣容積是： m m3 3/kg /kg （311311） 2.2.當當 且完全燃燒時，煙氣容積是：且完全燃燒時，煙氣容積是： m m3 3/kg /kg （312312） 3.3.當當 且不完全燃燒時，煙氣容積是：且不完全燃燒時，煙氣容積是： m m3 3/kg/kg（313313） 1 1 1 2222 HONSOCO VVVVVy 22222 OHONSOCO VVVVVVy COOHONSOCO 22222 VVVVVVVy 2

10、021-6-22Principles of BoilerPage 10 二、煙氣容積計算二、煙氣容積計算 1.理論煙氣容積理論煙氣容積 ：是指當：是指當 且完全燃燒時所生成的煙氣容積。且完全燃燒時所生成的煙氣容積。 m m3 3/kg /kg （318318） 2.實際煙氣容積：實際煙氣容積：是指燃料實際燃燒過程都是在是指燃料實際燃燒過程都是在 1的情況下的情況下 進行的，故其為進行的，故其為理論煙氣容積理論煙氣容積、過量空氣容積過量空氣容積和過量空氣帶入的和過量空氣帶入的水蒸氣容水蒸氣容 積積三部分之和。即三部分之和。即 O arar O ararar y VMHV NSC V0161. 0

11、0124. 0111. 079. 0 100 8 . 0 100 375. 0 866. 1 0 1 OO arar O ararar y VV MHV NSC V 10161. 10161. 0 0124. 0111. 079. 0 100 8 . 0 100 375. 0 866. 1 2021-6-22Principles of BoilerPage 11 三、煙氣中三原子氣體、水蒸氣容積份額和灰粒濃度三、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三原子氣體容積份額 2.水蒸氣容積份額水蒸氣容積份額 3.灰粒濃度灰粒濃度 2021-6-22Principles o

12、f BoilerPage 12 三、煙氣中三原子氣體、水蒸氣容積份額和灰粒濃度三、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三原子氣體容積份額 三原子氣體容積份額三原子氣體容積份額 三原子氣體分壓力三原子氣體分壓力 y RO y SOCO RO V V V VV r 222 2 PrP RORO 22 2021-6-22Principles of BoilerPage 13 三、煙氣中三原子氣體、水蒸氣容積份額和灰粒濃度三、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 水蒸氣容積份額水蒸氣容積份額 水蒸氣分壓力水蒸氣分壓力 y OH OH

13、 V V r 2 2 PrP OHOH 22 2021-6-22Principles of BoilerPage 14 三、煙氣中三原子氣體、水蒸氣容積份額和灰粒濃度三、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：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（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。 y fhar G aA 100 y fh

14、ar V aA 100 fh a y G 2021-6-22Principles of BoilerPage 15 煙氣分析的意義：煙氣分析的意義： 確定鍋爐運行時的煙氣容積；確定鍋爐運行時的煙氣容積； 確定過量空氣系數(shù)、漏風系數(shù)及煙氣中確定過量空氣系數(shù)、漏風系數(shù)及煙氣中CO含量等含量等 數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)； 了解爐內(nèi)的燃燒工況，以便對燃燒進行調(diào)整和對燃了解爐內(nèi)的燃燒工況，以便對燃燒進行調(diào)整和對燃 燒設備進行改進。燒設備進行改進。 2021-6-22Principles of BoilerPage 16 一、煙氣分析及其設備一、煙氣分析及其設備 1. 煙氣成分分析煙氣成分分析 煙氣分析是以煙氣分析是以

15、1kg燃料燃燒生成的干煙氣容積（燃料燃燒生成的干煙氣容積（ ）為基礎，測）為基礎，測 出煙氣中各氣體成分（分容積）占干煙氣容積的百分數(shù)。即出煙氣中各氣體成分（分容積）占干煙氣容積的百分數(shù)。即 （326） （327） （328） （329） （330） （331） %100 2 CO 2 gy V V CO %100 2 SO 2 gy V V SO %100 2 O 2 gy V V O %100 2 N 2 gy V V N %100 CO gy V V CO %100 2222 CONOSOCO gy V 2021-6-22Principles of BoilerPage 17 一、煙氣分

16、析及其設備一、煙氣分析及其設備 2. 煙氣分析儀（器）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。奧氏煙氣分析儀、色譜分析儀、紅外線分析儀等。 原理原理（以奧氏煙氣分析儀為例）（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(jù)其和煙氣接觸，選擇吸收煙氣中的某種成分，根據(jù)其 容積的減少可確定其容積含量百分數(shù)。容積的減少可確定其容積含量百分數(shù)。 2021-6-22Principles of

17、 BoilerPage 18 奧氏煙氣分析儀與便攜式煙氣分析儀奧氏煙氣分析儀與便攜式煙氣分析儀 2021-6-22Principles of BoilerPage 19 一、煙氣分析及其設備一、煙氣分析及其設備 2. 煙氣分析儀（器）煙氣分析儀（器） 結構結構 其結構如圖其結構如圖3-1所示。由量筒所示。由量筒10、平衡瓶、平衡瓶11、 吸收瓶吸收瓶1、2、3等組成。等組成。 常用的化學吸收劑有：常用的化學吸收劑有： 氫氧化鉀溶液氫氧化鉀溶液 焦性沒食子酸的堿性溶液焦性沒食子酸的堿性溶液 氯化亞銅氨溶液氯化亞銅氨溶液 2021-6-22Principles of BoilerPage 20 氫

18、氧化鉀溶液：用來吸收氫氧化鉀溶液：用來吸收 ，其化學反應關系是：，其化學反應關系是： （333） （334） 焦性沒食子酸堿性溶液：用來吸收焦性沒食子酸堿性溶液：用來吸收 ，其化學反應關系是：，其化學反應關系是： （335） （336） 氯化亞銅氨溶液：用來吸收氯化亞銅氨溶液：用來吸收 ，其化學反應關系是：，其化學反應關系是： （337） OHCOKCOKOH 2322 2 OHSOKSOKOH 2322 2 OHOKHCKOHOHHC 2336336 33 OHOKHCHCOKOOKHC 2326263 2 336 224 3223 22NHClCOCuCOClNHCu 2 RO 2 O CO 2021-6-22Principles of BoilerPage 21 奧氏煙氣分析儀奧氏煙氣分析儀 13吸收瓶；吸收瓶；4梳形管；梳形管；57旋塞；旋塞；8過濾器；過濾器；9三通旋塞；三通旋塞； 10量筒；量筒；11平衡瓶；平衡瓶；12水套管；水套管；1315緩沖瓶；緩沖瓶；16橡皮球橡皮球 2021-6-22Principles of BoilerPage 22 一、煙氣分析及其設備一、煙氣分析及其設備 2. 煙氣分析儀（器）煙氣分析儀（器）