燃燒計(jì)算與熱平衡計(jì)算

1第三章燃燒計(jì)算

與熱平衡計(jì)算2

燃燒所需空氣量計(jì)算

燃燒產(chǎn)物計(jì)算

鍋爐運(yùn)行中煙氣分析及其應(yīng)用

空氣、煙氣焓的計(jì)算及溫焓表

鍋爐熱平衡

鍋爐熱平衡試驗(yàn)方法內(nèi)容提要3

理論工況燃料在沒(méi)有過(guò)剩空氣的情況下完全燃燒燃燒產(chǎn)物（煙氣）組成成分CO2、SO2、N2和H2O

理論煙氣量

設(shè)計(jì)工況

實(shí)際送入的空氣量大于理論空氣量，以保證燃料完全燃燒燃燒產(chǎn)物（煙氣）組成成分CO2、SO2、N2、H2O和剩余O2

實(shí)際煙氣量Vy

實(shí)際工況

實(shí)際送入的空氣量大于理論空氣量，仍為不完全燃燒燃燒產(chǎn)物（煙氣）組成成分CO2、SO2、N2、

H2O、剩余O2和未完全燃燒氣體CO

實(shí)際煙氣量Vy第一節(jié)燃燒所需空氣量計(jì)算

燃料的燃燒工況4

煤中可燃元素的燃燒反應(yīng)是燃燒計(jì)算的基礎(chǔ)，1kg收到基燃料包括

Kg的碳、kg的氫、kg的硫

碳完全燃燒反應(yīng)方程式

C+O2→

CO212kgC+22.41Nm3O2→

22.41Nm3CO2

1kg

C+1.866Nm3O2→

1.866Nm3

CO21kgH+5.56Nm3O2→

11.1Nm3H2O1kgS+0.7Nm3O2→0.7Nm3SO2煤的燃燒反應(yīng)5

理論空氣量V0

1kg燃料完全燃燒時(shí)所需要的最小空氣量(無(wú)剩余氧)可通過(guò)燃料中可燃元素（C、H、S）的燃燒化學(xué)反應(yīng)方程式求得

=0.0889（Car+0.375Sar）+0.265Har-0.0333Car=0.0889Rar+0.265Har-0.0333Car

實(shí)際供給空氣量Vk

α（β）=Vk/V0

式中

α、β—分別為煙氣側(cè)和空氣側(cè)的過(guò)剩空氣系數(shù)燃燒所需要的空氣量6Δα各受熱面處煙氣側(cè)漏風(fēng)系數(shù)，查表3-2確定；△V為煙道漏風(fēng)量為爐膛出口處過(guò)?？諝庀禂?shù)，表征爐內(nèi)燃燒狀況的重要物理量，在推薦值范圍內(nèi)選取

過(guò)?？諝庀禂?shù)α與漏風(fēng)系數(shù)△α7

為空氣預(yù)熱器出、進(jìn)口處空氣側(cè)過(guò)?？諝庀禂?shù)分別為爐膛、制粉系統(tǒng)和空預(yù)器漏風(fēng)系數(shù)，查表3-2、3-3確定過(guò)?？諝庀禂?shù)β與漏風(fēng)系數(shù)△α8

理論煙氣容積

α=1、完全燃燒：O2=0；CO=0

實(shí)際煙氣容積

α>1、完全（不完全）燃燒：O2≠0；CO=0（CO≠0）第二節(jié)燃燒產(chǎn)物計(jì)算9煙氣分析是以1kg燃料燃燒生成的干煙氣（除去水分后的煙氣）容積為基礎(chǔ)，采用奧氏分析儀進(jìn)行的煙氣分析可得到在干煙氣Vgy中所占的容積百分比

第三節(jié)鍋爐運(yùn)行中煙氣分析及其應(yīng)用10煙氣分析方法：化學(xué)吸收法電氣測(cè)量法紅外吸收法色譜分析法等奧氏煙氣分析儀圖3-1

氫氧化鉀溶液RO2焦性沒(méi)食子酸溶液O2氯化亞銅的氨溶液CORGH-1型煙氣全分析儀燃燒法和化學(xué)吸收法圖3-2RO2、不飽和烴、O2選擇性吸收法

CO、H2、CH4、飽和烴氧化銅燃燒管分段燃燒溫度補(bǔ)償壓力計(jì)系統(tǒng)11

煙氣焓

1kg燃料燃燒生成的煙氣在定壓下從0（℃）加熱到（℃）時(shí)所需要的熱量

為1Nm3空氣、煙氣各成分和1kg灰在溫度為℃時(shí)的焓值，見(jiàn)表3-5；為煙氣攜帶飛灰的質(zhì)量份額。對(duì)固態(tài)排渣煤粉爐，取為理想煙氣焓、理想空氣焓和飛灰焓第四節(jié)空氣、煙氣焓的計(jì)算及溫焓表12

煙氣的焓值

取決于燃料種類(lèi)、過(guò)?？諝庀禂?shù)及煙氣溫度

由（、α）查焓溫表可很快確定煙氣溫度；由（、α）查表可很快確定煙氣焓焓溫表

對(duì)給定的燃料和各受熱面前、后的過(guò)?？諝庀禂?shù)α計(jì)算出該受熱面對(duì)應(yīng)煙氣溫度范圍內(nèi)的煙氣焓，制成的煙氣（—

）表焓溫表13

Qr

輸入熱量

Q1

有效利用熱

Q2

排煙損失

Q3

化學(xué)（氣體）不完全燃燒熱損失

Q4

機(jī)械（固體）不完全燃燒熱損失

Q5

散熱損失

Q6

其他熱損失第五節(jié)鍋爐熱平衡

熱平衡方程式14對(duì)于燃煤鍋爐，若燃料和空氣沒(méi)有利用外界熱量進(jìn)行預(yù)熱，且燃煤水分滿足則式中

—燃料的物理顯熱；—外來(lái)熱源加熱空氣時(shí)帶入的熱量；—霧化燃油所用蒸汽帶入的熱量鍋爐輸入熱量Qririr15空氣在空氣預(yù)熱器中吸收的熱量又返回爐膛，屬鍋爐內(nèi)部熱量循環(huán)，鍋爐熱平衡中不予考慮鍋爐有效利用熱Q1

式中工質(zhì)總吸熱量，kJ/s

燃料消耗量，kg/s

過(guò)熱蒸汽量、再熱蒸汽量和排污量，kg/s

過(guò)熱蒸汽焓、飽和蒸汽焓和給水焓，kJ/kg

再熱蒸汽出口和進(jìn)口焓，kJ/kg16

固體未完全燃燒熱損失q4q4鍋爐主要熱損之一，取失決于燃料種類(lèi)、燃燒方式、爐膛型式與結(jié)構(gòu)、燃燒器設(shè)計(jì)與布置、鍋爐運(yùn)行工況

Vdaf??；（Mar、Aar）大，q4大；

R90大，q4大；過(guò)大或過(guò)小，q4大煤粉在爐膛停留時(shí)間τ過(guò)小，q4大設(shè)計(jì)時(shí),

q4、按推薦數(shù)據(jù)選?。ū?-10）對(duì)固態(tài)排渣煤粉爐取q4=0.5～5%

未完全燃燒熱損失包括q4、q3未完全燃燒熱損失q417

排煙熱損失q2式中--排煙焓,取決于與，kJ/kg--進(jìn)入鍋爐的冷空氣焓,

kJ/kg

--排煙處過(guò)剩空氣系數(shù)

對(duì)大中型鍋爐q2約為4～8%未被完全利用熱損失

包括q2、q5、q6未被完全利用熱損失q2

由、受熱面低溫腐蝕及金屬耗量綜合確定。電站鍋爐約在110～160℃之間。取決于及煙道漏風(fēng)Δα，后者同時(shí)影響

18未被完全利用熱損失q5圖3-5額定容量下鍋爐的散熱損失

散熱損失q5額定負(fù)荷下的散熱損失是外部冷卻損失，可根據(jù)鍋爐尾部受熱面的布置查圖3-5確定

--鍋爐額定容量、運(yùn)行容量下的散熱損失--鍋爐額定容量、運(yùn)行容量q5

與鍋爐運(yùn)行負(fù)荷近似成反比變化19

熱效率

正平衡反平衡

燃料消耗量

計(jì)算燃料消耗量熱效率ηgr與燃料消耗量B

201.某鍋爐燃用煤種的收到基成分為：Car=59.6%；Har=2.0%；Sar=0.5%；Oar=0.8%；Nar=0.8%；Aar=26.3%；Mar=10.0%；Q=22186kJ/kg煙氣中的飛灰份額afh=95%計(jì)