鍋爐燃煤所需理論空氣量和煙氣中水蒸氣量的計算

1、鍋爐燃煤所需理論空氣量和煙氣中水蒸氣量的計算盛益平(杭州半山發(fā)電有限公司，浙江 杭州 310015)    摘 要：介紹了鍋爐燃煤所需理論空氣量和煙氣中水蒸氣量的計算公式及推導過程，認為按總空氣量的水分計算，煙氣中的水蒸氣更符合實際，精度高。    關(guān)鍵詞：燃煤鍋爐；煙氣；水蒸氣量；理論空氣量Calculations of Theoretical Combustion Air Demand and Steam Vapour Amount in Flue-gas of Coal-fired Boiler   

2、; Abstract：This paper introduces the calculating formulas and their derivation process for theoretical combustion air demand and steam vapour content in flue-gas.The author believes that the calculated steam vapour content in flue-gas based on moisture in total air amount is more realistic and in hi

3、gher accuracy.    Keywords：coal-fired boiler；flue-gas；steam vapour amount；theoretical combustion air demand    煙氣是燃料燃燒后的產(chǎn)物，燃料在鍋爐內(nèi)燃燒時，需經(jīng)過一系列的化學變化，燃燒的實質(zhì)是燃料與氧氣發(fā)生化學反應(yīng)并生成煙氣。在現(xiàn)代大型火力發(fā)電廠中，煤粉燃燒所用的O2直接來源于空氣，為保證充分燃燒，進入爐膛的空氣都是過剩的。煙氣的主要成分有N2、O2、SO2、CO2、水蒸氣，還有少量的CO，SO3、H2、CH4和其它碳氫化合物

4、。    N2主要來自于空氣，煤中也含有少量的氮；O2來源于過剩空氣；CO2、SO2和SO3主要是煤中的碳元素、硫元素與氧化合的生成物。另外，過?？諝庵幸灿猩倭康腃O2。水蒸氣，一部分是煤中氫元素與氧反應(yīng)的生成物，而另一部分是原煤中水分的蒸發(fā)，還有一小部分是隨空氣帶入的。CO、CH4、H2和其它碳氫化合物是由于煤的不完全燃燒造成的。SO33的生成是很少量的。在鍋爐正常燃燒情況下形成的煙氣中，CO、CH4、H2和其它碳氫化合物以及SO3的含量很少，在除塵器的一般工業(yè)試驗研究中常常被忽略或者只考慮CO。1 火電廠環(huán)境統(tǒng)計軟件中關(guān)于水蒸氣的計算公式  

5、;  在火電廠環(huán)境統(tǒng)計軟件指標解釋一節(jié)中，水蒸氣的計算公式為：式中 Bi每臺鍋爐年平均負荷下1h燃原煤量，t/h；     Har燃煤收到基氫分；     War燃煤收到基水分；     除塵器出口過剩空氣系數(shù)；     VOi燃燒1kg煤的理論空氣量，m3/kg。    統(tǒng)計公式中，空氣帶入爐膛的水蒸氣僅考慮了過量部分，而未考慮總空氣量中的水蒸氣，下面對此進行分析。2 理論空氣量的計算 

6、;   假定1kg煤完全燃燒，空氣中的氧和煤中能參加燃燒的氧(固有氧)全部被耗盡，此時所需要的空氣量稱理論空氣量。2.1 碳與氧的作用    (在標準狀態(tài)下，下同)    此式表明，12kgC完全燃燒時，需消耗22.4m3O2 ，并生成22.4m3CO2 ，所以1kg碳完全燃燒消耗的O2為22.4/12=1.8667(m3 )。2.2 氫與氧的作用    由式(2)可知,1kgH2燃燒后要消耗O222.4/4.032=5.5556(m3)。2.3 硫與氧的作用  &

7、#160; 由式(3)可知,1kgS燃燒時,需消耗O222.4/32=0.7(m3)。    但這些氧并非完全來源于空氣，因為1 kg煤中還含有的氧，這部分氧可與碳、氫、硫化合，因此，在計算空氣需要量時，應(yīng)將這部分氧量扣除。    由于空氣中O2的容積含量為21% ，所以，1kg煤燃燒所需的理論空氣量為：    這是理想狀態(tài)下燃燒所需的空氣量，在實際燃燒過程中所需的空氣量 VOiVOi。3 水蒸氣量的計算    在標準狀態(tài)下，空氣的密度Oi=1.293kg/m3，空氣中水蒸氣的含量d=10g/kg空氣，水蒸氣的密度H2O=0.804kg/m3 。    1kg煤在理論空氣量下燃燒所生成的煙氣體積稱理論煙氣體積，它包括CO2 、SO2、N2和水蒸氣等，在理論煙氣體積中水蒸氣有以下3個來源。    a.煤中氫元素的氧化  由式(2)可知，1kgH2完全燃燒后生成44.8/4.03211.11(m3)的水蒸氣，所以1kg煤中的氫燃燒后生成的水蒸氣的體積為：    c.隨空氣帶入的水蒸氣  其體積為：