煤及液體燃料的燃燒計算

1、鍋爐與鍋爐房設(shè)備施工 教案模塊一：鍋爐房設(shè)備的基本知識單元四：燃料燃燒計算 煤及液體燃料的燃燒計算 學 院 內(nèi)蒙古建筑職業(yè)技術(shù)學院 院 （部） 機電與暖通工程學院 教 師 王思文 煤及液體燃料的燃燒計算教學目的通過課程教學，挖掘?qū)W生潛在創(chuàng)造力，激發(fā)學生的工程設(shè)計能力。以工作任務形式組織學生進行項目訓練，培養(yǎng)學生團隊意識，組織協(xié)調(diào)能力、創(chuàng)新思維能力，溝通交流能力，自我學習能力、分析問題和解決問題的能力。通過學習，學生能夠掌握鍋爐與鍋爐房的基本知識，為今后繼續(xù)學習鍋爐打下結(jié)實的基礎(chǔ)。教學目標能力（技能）目標知識目標素質(zhì)目標1會進行煤及液體燃料的燃燒計算。1 掌握燃燒所需空氣量的計算方法。2 掌握燃

2、燒生成煙氣量的計算方法。1挖掘?qū)W生潛在創(chuàng)造力，激發(fā)學生的自主學習積極性；2培養(yǎng)學生的與人交流、與人合作的能力，培養(yǎng)學生解決問題、自我學習能力。任務與案例任務：根據(jù)教學內(nèi)容， 掌握煤及液體燃料的燃燒計算。案例：1. 已知某煙煤成分為（%）：Cdaf=83.21%，Hdaf=5.87%，Odaf=5.22%，Ndaf=1.90%，Sdaf=3.8%，Ad=8.68%，Mar=4.0%，試求：（1） 理論空氣需要量（m3/kg）；（2） 理論煙氣生成量（m3/kg）；重點難點及解決方法重點：1. 煤及液體燃料的燃燒計算難點：無參考資料鍋爐與鍋爐房設(shè)備 夏喜英主編 哈爾濱工業(yè)大學出版社鍋爐及鍋爐房設(shè)備

3、杜漸主編 中國電力出版社工業(yè)鍋爐設(shè)備 丁崇功主編 機械工業(yè)出版社工具與媒體計算機、打印機、錄像、課件、圖紙、筆、橡皮、專業(yè)相關(guān)資料等。授 課 教 案一 燃料的燃燒計算的目的：選擇送、引風機、確定風、煙道截面積和煙囪 的依據(jù)。二 燃料的燃燒計算的假設(shè)條件： 1. 將空氣與煙氣中的成分（包括水蒸氣）視為理想氣體，并認為每千摩爾氣體在標準狀態(tài)（101325Pa，273.15K）下的體積為22.4標準立方米。對于任何非標準狀況下的空氣和煙氣體積，必須事先注明溫度及壓力條件。2. 燃料的燃燒計算時，對固體燃料和液體燃料以1kg質(zhì)量燃料為基準，對氣體燃料以標準狀況下1m3體積燃料為基準進行計算。3. 假定

4、空氣只是氧和氮的混合氣體，體積比為79：21。三 理論空氣量的計算理論空氣量是指1kg接收基燃料中的各種可燃成分完全燃燒時所需的空氣量，用符號表示，單位為m3/kg。1. 燃料完全燃燒所需的空氣量可以根據(jù)燃燒化學反應方程式來計算。1) 碳完全燃燒反應方程式為每1kg碳完全燃燒時需要1.866Nm3氧氣，并產(chǎn)生1.866Nm3二氧化碳。2) 硫的完全燃燒反應方程式為：每1kg硫完全燃燒時需要0.7Nm3氧氣，并產(chǎn)生0.7Nm3二氧化硫。3) 氫的完全燃燒反應方程式為每1kg氫完全燃燒時需要5.55Nm3氧氣，并產(chǎn)生11.1Nm3水蒸汽。每1kg燃料（此處所指為煤及液體燃料）按數(shù)量中的可燃元素分別

5、為碳kg，硫kg，氫kg，而1kg燃料中已含有氧kg，相當于Nm3/kg。這樣每1kg接收基燃料完全燃燒時所需外界供應的理論氧氣量為：那么理論空氣量為：2. 經(jīng)驗公式近似計算理論空氣量1) 對于Vdaf<15%的貧煤和無煙煤 2) 對于Vdaf>15%的煙煤和貧煤 3) 對于Qnet，ar <<125000 KJ / kg的劣質(zhì)煙煤4) 對于燃料油式中 理論空氣量（m3/kg）煤或燃料油的接收基低位發(fā)熱量（kJ/kg）四 實際空氣量的計算在鍋爐燃料過程中，空氣和煙氣在爐內(nèi)停留時間是很短暫的，不可能做到空氣與燃料的理想混合。如果僅送理論空氣量供鍋爐燃燒，這樣將會有一部分燃

6、料因沒有與空氣很好混合而不能燃燒或燃燒不完全。因此，鍋爐運行時，供給的空氣量應比理論空氣量多，比理論空氣量多出的這部分空氣量稱為過量空氣。而實際供給的空氣量與理論空氣量之比值稱為過量空氣系數(shù)。式中 過量空氣系數(shù)； 實際供給的空氣量（m3/kg） 理論空氣量（m3/kg）過量空氣系數(shù)是鍋爐運行的重要指標，它直接影響到鍋爐運行的經(jīng)濟性和安全性。通常用鍋爐爐膛出口處的過量空氣系數(shù)表示鍋爐過量空氣系數(shù)的大小。過量空氣系數(shù)值的確定原則是：在保證完全燃燒的前提下，盡量減小過量空氣系數(shù)，值的選取要考慮燃料種類、燃燒方式、燃燒設(shè)備結(jié)構(gòu)形式等因素。五 利用元素分析資料計算理論煙氣量1. 燃料燃燒時生成的氣態(tài)燃燒

7、產(chǎn)物稱為煙氣。燃料完全燃燒生成的煙氣成分有：二氧化碳、二氧化硫、氮氣、水蒸氣等；2. 1kg接收基燃料在理論空氣量（即=1）的條件下完全燃燒，其生成的煙氣量稱為理論煙氣量，用符號表示。3. 理論煙氣量的計算理論煙氣量是根據(jù)煤與燃燒油完全燃燒的化學反應方程式來計算的。完全燃燒時理論煙氣量是由二氧化碳、二氧化硫、理論水蒸氣量、理論氮氣量等四個部分組成，理論煙氣量就是這四種氣體的體積之和，即式中 理論煙氣量（m3/kg）；煙氣中二氧化碳的體積（m3/kg）；煙氣中二氧化硫的體積（m3/kg）;煙氣中理論水蒸氣的體積（m3/kg）；煙氣中理論氮氣的體積（m3/kg）；煙氣中三原子氣體的體積（m3/kg

8、）。1kg燃料完全燃燒后產(chǎn)生的各種氣體體積：1) 二氧化碳：0.01866Car m3/kg；2) 二氧化硫：0.007Sar m3/kg；3) 氮氣：包括空氣中的氮0.79 m3/kg 及燃料本身含有的氮0.008Nar ；4) 水蒸氣：包括氫燃燒生成的水蒸氣0.111Har m3/kg,燃料中水分形成的水蒸氣0.0124Mar m3/kg，理論空氣量帶入的水蒸氣0.0161 m3/kg，蒸汽霧化重油帶入爐內(nèi)的水蒸氣1.24Gwh m3/kg。 通過上述分析，理論煙氣量為：=0.79+0.01866Car+0.111Har+0.007Sar+0.008Nar+0.0124Mar+0.0161

9、+1.24Gwh m3/kg六 利用經(jīng)驗公式計算理論煙氣量缺乏燃料的元素分析成分資料時，理論煙氣量也可以根據(jù)燃料的發(fā)熱量進行近似計算。1. 對于無煙煤、貧煤及煙煤2. 對于劣質(zhì)煤，當<12560kJ/kg時3. 對于燃料油七實際煙氣量的計算1. 過量空氣的體積 1) 過量空氣中氧氣的體積2) 過量空氣中氮氣的體積即 式中 實際煙氣中氮氣的體積（m3/kg）3) 過量空氣中水蒸氣的體積 即 式中 實際煙氣中水蒸氣的體積（m3/kg）。2. 實際煙氣量的計算 由理論煙氣量與過量空氣（包括過量的氧氣、氮氣和相應的水蒸氣）兩部分組成。即 式中 干煙氣體積（m3/kg）八 案例題1. 已知某煙煤成分為（%）：Cdaf=83.21%，Hdaf=5.87%，Odaf=5.22%，Ndaf=1.90%，Sdaf=3.8%，Ad=8.68%，Mar=4.0%，試求：（1） 理論空氣需要量（m3/kg）；（2）理論煙氣生成量（m3/kg）；解：（1）將該煤的各成分換算成收到基成分： 計算理論空氣需要量： （2） 計算理論煙氣生成量：=0.79+0.01866C