項目三 任務(wù)一 燃料燃燒及分析

鍋爐設(shè)備及運行安徽電氣工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院

理論空氣量實際空氣量過量空氣系數(shù)煙氣成分和容積CONTANTS任務(wù)一燃料燃燒及分析鍋爐物質(zhì)平衡：鍋爐的物質(zhì)平衡指送入鍋爐中燃燒的燃料、助燃的空氣與燃燒反應(yīng)生成的煙氣、灰渣之間的平衡關(guān)系。一、鍋爐的物質(zhì)平衡1、燃料燃燒分析基礎(chǔ)◎以1kg燃料為計算基礎(chǔ)；◎所有氣體均視為理想氣體；標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)-1kmol-22.4Nm3二、燃料燃燒的理論空氣量2、燃料燃燒反應(yīng)方程式煤的燃燒實際上是煤中可燃物碳、氫、硫的燃燒。煤燃燒的化學(xué)反應(yīng)方程式：碳完全燃燒時：氫的燃燒反應(yīng)：硫的燃燒反應(yīng)：3、理論空氣量

1kg（或1Nm3）收到基燃料完全燃燒而又沒有剩余氧存在時所需要的空氣量，稱為理論空氣量，用符號V0表示，單位為Nm3/kg（或Nm3/Nm3）。結(jié)合燃料燃燒的化學(xué)反應(yīng)方程式分析1kg煤完全燃燒所需要的理論空氣量。（1）碳的燃燒反應(yīng)：碳完全燃燒時，其化學(xué)反應(yīng)式為：由此可得：1kg碳完全燃燒時需要1.866m3氧氣，并生成1.866m3二氧化碳。（1）碳的燃燒反應(yīng)：由此可得：1kg煤中含碳量：kg；1kg煤中碳完全燃燒需要的氧氣：（2）氫的燃燒反應(yīng)：由此可得：1kg氫完全燃燒時需要5.56m3氧氣，并生成11.1m3水蒸氣。1kg煤中含氫量：kg；1kg煤中氫完全燃燒需要的氧氣：（3）硫的燃燒反應(yīng)：由此可得：1kg硫完全燃燒時需要07m3氧氣，并生成0.7m3二氧化硫。1kg煤中含硫量：kg；1kg煤中硫完全燃燒需要的氧氣：（4）燃料中含有氧元素，故在燃料燃燒時，1kg煤本身釋放出的氧氣量：1kg收到基狀態(tài)下的煤完全燃燒時需要從空氣中取得的理論空氣量：（5）理論空氣量空氣中氧的容積含量為21%，所以1kg煤完全燃燒所需要的理論空氣量為：1、實際空氣量

為了使燃料在爐內(nèi)能夠完全燃燒，減少不完全燃燒熱損失，實際送入爐膛內(nèi)的空氣量要比理論空氣量大些，這一空氣量稱為實際供給空氣量，記為，單位為

。三、實際空氣量和過量空氣系數(shù)2、過量空氣系數(shù)實際供給空氣量與理論空氣量之比，稱為過量空氣系數(shù)，記為。3、爐膛出口處過量空氣系數(shù)爐內(nèi)過量空氣系數(shù)一般指爐膛出口處的過量空氣系數(shù)，其值太大會使排煙熱損失增加，太小則不能保證燃料完全燃燒。

爐膛出口

對應(yīng)鍋爐機組熱損失最小、效率最高時的過量空氣系數(shù)稱為最佳過量空氣系數(shù)，其最佳值與燃料種類、燃燒方式和燃燒設(shè)備的完善程度有關(guān)，通過燃燒調(diào)整試驗來確定。爐膛出口1、煙氣

煙氣是由多種氣體組成的混合物，用Vy表示1kg燃料燃燒生成的煙氣總?cè)莘e；用VCO2、VSO2、VH2O、VN2、VO2、VCO分別表示二氧化碳（CO2）、二氧化硫（SO2）、水蒸氣（H2O）、氮氣（N2）、氧氣（O2）、一氧化碳（CO）的分容積。四、煙氣成分和煙氣容積1）當(dāng)

=1并且燃料完全燃燒時，煙氣由CO2、SO2、N2和H2O組成，煙氣總?cè)莘e為2、空氣量不同時煙氣成分組成2）當(dāng)>1并且完全燃燒時，煙氣由CO2、SO2、O2

、N2和H2O組成，煙氣總?cè)莘e為（1）空氣量不同時煙氣成分組成3）當(dāng)≧1且不完全燃燒時，煙氣由CO2、SO2、CO、O2

、N2和H2O組成，煙氣總?cè)莘e為（1）空氣量不同時煙氣成分組成

在煙氣成分組成中，由于CO2及SO2的熱力性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)非常接近，在煙氣分析時常被合并考慮稱為三原子氣體，即：

RO2=CO2+SO2

（2）三原子氣體2、根據(jù)燃燒反應(yīng)分析煙氣容積(1)理論煙氣容積

當(dāng)

=1并且燃料完全燃燒時，生成的煙氣容積稱為理論煙氣容積，記為，單位是。即：2、根據(jù)燃燒反應(yīng)分析煙氣容積針對理論煙氣容積進行分析：（1）二氧化碳：來源于1kg燃料中C→CO2；（2）二氧化硫：來源于1kg燃料中S→SO2；（3）理論氮氣：

理論空氣帶入的氮氣

1kg燃料中氮結(jié)合成氮氣針對理論煙氣容積進行分析：（4）理論水蒸氣：?。?kg燃料中H燃燒生成水蒸氣:ⅱ）1kg燃料中H2O蒸發(fā)形成水蒸氣；ⅲ）隨同入爐理論空氣帶入的水蒸氣。(2)實際煙氣容積

燃料的實際燃燒過程是在

>1的情況下進行的，燃燒反應(yīng)中有過量空氣剩余，過量空氣將進入煙氣中，隨同這部分過量空氣還帶入一部分水蒸氣，故認為：實際煙氣容積=理論煙氣容積+過量空氣容積+過量空氣帶入的水蒸氣容積。即：（1）鍋爐爐膛內(nèi)煙氣成分組成煙氣由CO2、SO2、CO、O2、N2和H2O組成。

爐內(nèi)煙氣=干煙氣+

水蒸氣3、鍋爐運行中分析煙氣容積鍋爐運行中，爐膛干煙氣成分包括CO2、CO、SO2、O2、N2（空氣中N2和煤中N合成），即：（2）干煙氣成分分容積用CO2、SO2、O2、N2、CO分別表示煙氣中各氣體成分所占的容積百分含量，即：1-RO2吸收瓶；2-O2吸收瓶；3-CO吸收瓶；4-梳形管；5、6、7-旋塞；8-過濾器；9-三通旋塞；10-量筒；11-水準(zhǔn)瓶