第3章燃燒計(jì)算和熱平衡計(jì)算

§3-1燃料的燃燒計(jì)算§3-2焓溫表§3-3鍋爐熱平衡2023/2/3第3章燃燒計(jì)算和熱平衡計(jì)算本章主要內(nèi)容§3-1燃料的燃燒計(jì)算燃料燃燒所需的空氣量計(jì)算碳完全燃燒反應(yīng)方程式C+O2→CO2+40700(kJ/kmol)(C)硫完全燃燒反應(yīng)方程式S+O2→SO2+334900(kJ/kmol)(S)氫完全燃燒反應(yīng)方程式2H2+O2→2H2O+241200(kJ/kmol)(H2)2023/2/3§3-1燃料的燃燒計(jì)算每千克收到基中的可燃元素分別為Kg碳、Kg硫、Kg氫，而1Kg燃料已含有Kg氫相當(dāng)于自供氧：

錯(cuò)了（應(yīng)為書中）每千克收到基燃料完全燃燒時(shí)所需的理論氧氣量為：按空氣中氧的體積分?jǐn)?shù)21%計(jì)算，則1Kg收到基燃料燃燒所需的理論空氣量為：2023/2/3§3-1燃料的燃燒計(jì)算乘以干空氣在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的密度，得到以質(zhì)量表示的理論空氣量：為了使燃料完全燃燒，實(shí)際送入的空氣量總大于理論空氣量，超過(guò)部分為過(guò)剩空氣量。將實(shí)際空氣和理論空氣量之比稱為過(guò)量空氣系數(shù),即—進(jìn)入爐膛以后，用于煙氣量計(jì)算的過(guò)量空氣系數(shù)；—進(jìn)入爐膛以前，用于空氣量計(jì)算的過(guò)量空氣系數(shù)；2023/2/3§3-1燃料的燃燒計(jì)算單位燃料燃燒實(shí)際所需的空氣量為：爐中的過(guò)量系數(shù)是指爐膛出口處的。它的最佳值與燃料種類、燃燒方式及燃燒設(shè)備的完善程度有關(guān)，對(duì)鏈條爐，對(duì)油爐和天然氣爐，燃煤工業(yè)鍋爐采用工業(yè)通風(fēng)，爐膛和其后的煙道都處于負(fù)壓狀態(tài)，通過(guò)爐墻和煙道要滲入一部分冷空氣，隨煙氣流動(dòng)空氣過(guò)量系數(shù)將增大。常用漏風(fēng)系數(shù)表示。漏風(fēng)系數(shù)大，會(huì)造成更大的排煙損失。2023/2/3§3-1燃料的燃燒計(jì)算氣體燃料，可按氣體組成用化學(xué)計(jì)量方程式求的理論空氣量固體或液體燃料所需理論空氣量按下面經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：貧煤及無(wú)煙煤：煙煤：劣質(zhì)煤（）：液體燃料：氣體燃料組分不詳，按下面經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：當(dāng)（）當(dāng)（）2023/2/3§3-1燃料的燃燒計(jì)算燃燒生成的煙氣量計(jì)算理論煙氣量計(jì)算二氧化碳體積（3-16）二氧化硫體積

（3-17）

（3-18）理論水蒸氣體積，理論水蒸氣的來(lái)源有：（1）燃料中氫完全燃燒生成的水蒸氣，2023/2/3§3-1燃料的燃燒計(jì)算（2）燃料中水分形成的水蒸氣，（3）理論空氣量帶入的水蒸氣（10g/kg），（4）燃用重油且用霧化時(shí)帶入的水蒸氣，水蒸氣體積：（3-19）理論氮?dú)怏w積（1）理論空氣量中的氮，（2）燃料本身所含的氮，氮?dú)獾捏w積：（3-20）2023/2/3§3-1燃料的燃燒計(jì)算干煙氣量：理論煙氣量：實(shí)際煙氣量的計(jì)算當(dāng)時(shí)，當(dāng)不完全燃燒時(shí)，對(duì)于1Kg碳，氣體燃料未完全燃燒時(shí)：2023/2/3§3-1燃料的燃燒計(jì)算煙氣分析及其應(yīng)用（1）煙氣分析的目的反應(yīng)爐內(nèi)燃燒情況，測(cè)量空氣過(guò)熱系數(shù)，確定排煙熱損失，得到不完全燃燒熱損失（2）奧氏煙氣分析儀（3）煙氣全分析儀（4）紅外煙氣分析儀（5）煙氣中CO含量的計(jì)算（6）和的計(jì)算（7）過(guò)量空氣系數(shù)（8）鍋爐漏風(fēng)系數(shù)△§3-1燃料的燃燒計(jì)算利用煙氣分析進(jìn)行的計(jì)算已知：元素分析各成分→V0k、VRO2煙氣分析測(cè)定容積份額：RO2、O2、CO、N2判斷燃燒工況、調(diào)整運(yùn)行計(jì)算干煙氣量固體和液體氣體煙氣量CO含量§3-1燃料的燃燒計(jì)算燃燒特性系數(shù)完全燃燒方程式煙氣中最大三原子氣體量過(guò)量空氣系數(shù)：忽略Nar不完全燃燒完全燃燒§3-2焓溫表空氣焓在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論空氣的焓為：（3-59）實(shí)際空氣的焓：（3-60）（空氣焓溫表見P49表3-3）式中：—1濕空氣在溫度℃時(shí)的焓。煙氣焓設(shè)計(jì)時(shí)煙氣焓的計(jì)算煙氣焓=理論煙氣焓+過(guò)量空氣焓+飛灰焓（3-61）理論煙氣焓（）為（3-62）2023/2/3§3-2焓溫表鍋爐運(yùn)行時(shí)煙氣焓的近似計(jì)算

測(cè)量煙氣成分和煙氣溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，公式如下：—煙氣的定壓體積比熱，P52頁(yè)煙氣焓溫表見P53表3-10熱平衡計(jì)算示意圖燃料鍋爐的熱平衡方程式為：（3-72）

—鍋爐輸入熱量，

—鍋爐的輸出熱量，有效利用熱量，—排煙損失的熱量，即排出煙氣所帶走的熱量，—可燃?xì)怏w不完全燃燒損失的熱量，—固體不完全燃燒損失的熱量，—鍋爐散熱損失的熱量，—灰渣物理?yè)p失熱量和其他的熱損失的熱量，用各項(xiàng)熱量占輸入熱量的比值百分?jǐn)?shù)（3-73）2023/2/3§3-3鍋爐熱平衡鍋爐輸入熱量（3-74）—燃料收到基的低位發(fā)熱量，—燃料物理顯熱，—噴入鍋爐的蒸汽帶入的熱量，—用外來(lái)熱源加熱空氣帶入的熱量，當(dāng)燃料為煤時(shí)，物理顯熱

—燃料溫度，℃—煤和其他固、液體燃料的比熱容，

（3-77）2023/2/3§3-3鍋爐熱平衡鍋爐有效利用熱鍋爐有效利用熱=鍋爐輸出工質(zhì)的總焓-給水焓飽和蒸汽鍋爐：（3-81）

過(guò)熱蒸汽鍋爐：（3-81a）熱水鍋爐：（3-82）鍋爐受熱面單位時(shí)間內(nèi)的有效吸熱量W（3-83）2023/2/3§3-3鍋爐熱平衡各項(xiàng)熱損失及其計(jì)算固體不完全燃燒熱損失對(duì)于火床爐：（3-84）其中：asl--爐渣中灰分占入爐燃料總灰分的份額ari--漏煤中灰分占入爐燃料總灰分的份額ad.a--煙道灰中灰分占入爐燃料總灰分的份額（與afh什么區(qū)別）af.a--飛灰中灰分占入爐燃料總灰分的份額Csl--為爐渣中可燃物含量的百分?jǐn)?shù)Cri--漏煤中可燃物含量的百分?jǐn)?shù)Cd.a--煙道灰中可燃物含量的百分?jǐn)?shù)Cf.a--飛灰中可燃物含量的百分?jǐn)?shù)2023/2/3§3-3鍋爐熱平衡§3-3鍋爐熱平衡對(duì)于流化床爐：（3-85）ao.a--溢流灰中灰分占入爐燃料總灰分的份額ac.as---冷灰或冷爐斗灰渣中灰分占入爐燃料總灰分的份額Co.a--溢流灰中可燃物含量的百分?jǐn)?shù)Cc.as

--冷灰或冷爐斗灰渣中可燃物含量的百分?jǐn)?shù)各項(xiàng)熱損失及其計(jì)算可燃?xì)怏w不完全燃燒熱損失（3-88）式中：―干煙氣中一氧化碳、氫氣、甲烷的容積百分?jǐn)?shù)―干煙氣中三原子氣體容積百分比排煙熱損失（3-89）

—排煙焓，

—進(jìn)入鍋爐的冷空氣焓，

—排煙處的的過(guò)量空氣系數(shù)2023/2/3§3-3鍋爐熱平衡各項(xiàng)熱損失及其計(jì)算散熱損失額定工況下，鍋爐的散熱損失（3-90）式中：B―鍋爐燃料消耗，kg/hF―鍋爐散熱面積，非額定工況下，與額定蒸發(fā)量或者額定供熱量相差大于25%或（3-9192）

—額定蒸發(fā)量，

—實(shí)際蒸發(fā)量，

—額定供熱量，

—實(shí)際供熱量，2023/2/3§3-3鍋爐熱平衡保熱系數(shù)假定各段煙道和整臺(tái)鍋爐的保熱系數(shù)是相等的，則（3-93）式中：—空氣預(yù)熱器吸熱量，若沒有空氣預(yù)熱器或吸熱量與鍋爐有效利用熱量相比很小時(shí)，（3-94）鍋爐熱效率2023/2/3§3-3鍋爐熱平衡其他熱損失層燃爐：（3-95）

—1kg灰渣的焓，

—灰渣中灰分占入爐燃料總灰量的百分比；流化床爐：（3-96）和分別是溢流灰、冷灰、煙道灰對(duì)應(yīng)的物理熱損失鍋爐內(nèi)部冷卻損失計(jì)算如下：或

2023/2/3§3-3鍋爐熱平衡§3-3-3鍋爐的熱效率及燃料耗量鍋爐的熱效率：技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，反應(yīng)機(jī)組的完善程度和運(yùn)行管理水平定義鍋爐的有效利用熱與鍋爐的輸入熱量之比

（3-102）分類正平衡效率（測(cè)試）