第三節(jié) 燃燒的基本知識(shí)

1、主要內(nèi)容：（1）燃燒所需的空氣量計(jì)算； （2）燃燒生成的煙氣量計(jì)算；主要目的：1.為選配送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)等提供數(shù)據(jù)； 2.為鍋爐機(jī)組熱平衡計(jì)算的輔助計(jì)算； 3.也是鍋爐熱力計(jì)算的輔助計(jì)算。2-3 燃燒的基本知識(shí) 燃燒：是燃料中的可燃元素（C、H、S）與氧（O2）在高溫條件下發(fā)生的發(fā)光、發(fā)熱的強(qiáng)烈化學(xué)反應(yīng)。 計(jì)算時(shí)假定： （1）所需的空氣為干空氣； （2）燃料燃燒所需的空氣和生成的煙氣均為理想氣體（22.4Nm3/kmol）； （3）略去空氣中的稀有成分，認(rèn)為空氣只由N2和O2組成，且二者容積比為79：21。 一、化學(xué)反應(yīng)和理論空氣量的計(jì)算 1.理論空氣量：根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程推導(dǎo)的、單位量（1kg或

2、1Nm3）收到基燃料完全燃燒時(shí)所需要的空氣量，用符號(hào)V0表示，其單位為Nm3/kg(或Nm3/Nm3)。 2.理論空氣量的計(jì)算 （1）碳的完全燃燒： C + O2 =CO2 12kgC + 224Nm3 O2 =224Nm3CO2 1kgC + 1866Nm3 O2 =1866Nm3CO2 即：1kg燃料中有Car/100kg碳，因而1kg燃料中的碳完全燃燒所需要的氧為1866Car/100Nm3。 同理，1kg收到基燃料中的H完全燃燒所需的氧氣量為： Nm3/kg 1kg收到基燃料中的S完全燃燒所需的氧氣量為 ： Nm3/kg 1kg收到基燃料中本身含有氧 kg，這些氧相當(dāng)于： Nm3/kg

3、 因此，燃燒1kg燃料所需的理論氧氣量為： Nm3/kg 由于干空氣中氧所占容積分?jǐn)?shù)是21，所以，燃燒1kg燃料所需的空氣量為： Nm3/kg（3-5） 二、實(shí)際空氣量及過量空氣系數(shù) 實(shí)際送入爐內(nèi)的空氣量稱為實(shí)際供給空氣量，用符號(hào)Vk表示。實(shí)際供給空氣量與理論空氣量之比，稱為過量空氣系數(shù)，用符號(hào)表示（在空氣量計(jì)算時(shí)用表示），即： 因此有: Nm3/kg 的確定：（1）鍋爐設(shè)計(jì)時(shí)：根據(jù)設(shè)計(jì)煤種和燃燒方式進(jìn)行選擇。 （2）鍋爐運(yùn)行時(shí)：式中 過量空氣系數(shù)； O2煙氣中氧氣占干煙氣的體積百分含量 %；表3-1 爐膛出口過量空氣系數(shù)燃燒型式燃料爐膛出口過量空氣系數(shù) 煤粉爐固態(tài)排渣無煙煤、貧煤1.201.

4、25*煙煤、褐煤1.20液態(tài)排渣（開式、半開式）無煙煤、煙煤1.201.25*煙煤、褐煤1.20重油、煤氣爐重油、焦?fàn)t煤氣、天然氣、高爐煤氣1.10*層燃爐鏈條爐無 煙 煤 1.51.6煙煤、褐煤1.3播煤機(jī)（包括播煤機(jī)鏈條爐）褐煤、煙煤1.31.4手燒爐排無 煙 煤1.5煙煤、褐煤1.4 三、鍋爐漏風(fēng)系數(shù) 鍋爐強(qiáng)制通風(fēng)方式：（1）正壓通風(fēng)；（2）負(fù)壓通風(fēng)；（3）平衡通風(fēng)。 鍋爐煙道通常是負(fù)壓運(yùn)行，由于爐墻和穿墻管處不嚴(yán)密，故煙道沿程均有空氣漏入，計(jì)算煙氣量時(shí)要加上漏風(fēng)量V，用漏風(fēng)系數(shù)來表示。 對某一受熱面來說，其出口的過量空氣系數(shù)，總是等于入口過量空氣系數(shù)與漏風(fēng)系數(shù)之和，即 （3-9）（3-

5、10） 煙道內(nèi)的任一截面處的過量空氣系數(shù)等于爐膛出口的過量空氣系數(shù)與其前面各段煙道的漏風(fēng)系數(shù)之和，即 式中 爐膛出口過量空氣系數(shù)； 爐膛出口與計(jì)算煙道截面間，各段煙道漏風(fēng)系數(shù)之和。 四、煙氣量 1煙氣的成分組成 煙氣是由多種成分組成的混合氣體。根據(jù)燃料成分、空氣組成成分以及燃料的燃燒程度，就可以確定煙氣的成分組成。 當(dāng)過量空氣系數(shù)大于1、且完全燃燒時(shí)，煙氣就由CO2、SO2、N2、O2和H2O組成； 當(dāng)過量空氣系數(shù)大于1、且不完全燃燒時(shí)，除CO2、SO2、N2、O2和H2O外，還有不完全燃燒產(chǎn)物CO（其余不可燃?xì)怏w忽略，如CmHn、H2等）。 2煙氣量 煙氣量的計(jì)算是以1kg為準(zhǔn)計(jì)算的。計(jì)算方法有兩種，根據(jù)燃燒反應(yīng)計(jì)算和根據(jù)煙氣成分分析