燃料及燃烧计算课件.pptx

1、2022-4-17沈阳工程学院 王树群 动本091-21第一篇第一篇 燃料与燃烧燃料与燃烧本篇主要内容：本篇主要内容：1.1. 锅炉燃煤的特性、燃料的基本燃烧计算；锅炉燃煤的特性、燃料的基本燃烧计算；2.2. 锅炉热平衡：要求学生建立热平衡的概念，锅炉热平衡：要求学生建立热平衡的概念，掌握锅炉热效率的计算方法；掌握锅炉热效率的计算方法；3.3. 通过讲授锅炉制粉系统、烟风及燃烧系统，通过讲授锅炉制粉系统、烟风及燃烧系统，使学生掌握各个系统的工作过程、工作特使学生掌握各个系统的工作过程、工作特点和设备及系统的工作原理。点和设备及系统的工作原理。2022-4-17沈阳工程学院 王树群 动本091-

2、22第一章燃料及燃烧计算第一章燃料及燃烧计算燃料部分（燃料部分（1-51-5节）主要内容：节）主要内容： 锅炉用燃料有哪些？锅炉用燃料有哪些？ 煤的成分分析方法；煤的成分组成及各成煤的成分分析方法；煤的成分组成及各成分特点；分特点； 煤的分析基准及换算；煤的分析基准及换算； 煤的主要特性：发热量、标准煤、折算成煤的主要特性：发热量、标准煤、折算成分、灰的熔融性；分、灰的熔融性； 煤的分类。煤的分类。2022-4-17沈阳工程学院 王树群 动本091-231.11.1锅炉用燃料锅炉用燃料1.1.燃料：燃烧时能发热的物质。燃料：燃烧时能发热的物质。2.2.分类：分类：物态：固体、液体、气体物态：固

3、体、液体、气体获得方式：人工：木炭、煤粉、汽油等获得方式：人工：木炭、煤粉、汽油等3.3.选择燃料的原则：选择燃料的原则： 不占用其它行业所必须的优质燃料；不占用其它行业所必须的优质燃料；尽可能采用当地燃料；尽可能采用当地燃料；提高燃料使用的经济性；提高燃料使用的经济性；尽可能减少污染；尽可能减少污染；劣质煤：两种含义劣质煤：两种含义. . 一是指水分、灰分或硫分含量较多、发热量较低，（三高一低）在其一是指水分、灰分或硫分含量较多、发热量较低，（三高一低）在其它方面没有多大经济价值的煤。它方面没有多大经济价值的煤。 二是指发热量虽然很高二是指发热量虽然很高, ,但是难于着火燃烧的煤。但是难于着

4、火燃烧的煤。2022-4-17沈阳工程学院 王树群 动本091-241.21.2煤的成分煤的成分一、元素分析和工业分析一、元素分析和工业分析 煤是由有机化合物和无机矿物质等组成的一种复杂物质。煤是由有机化合物和无机矿物质等组成的一种复杂物质。 两种分析方法：元素分析法、工业分析法。两种分析方法：元素分析法、工业分析法。（一）元素分析成分及表示符号（一）元素分析成分及表示符号 碳、氢、氧、氮、硫、灰分、水分碳、氢、氧、氮、硫、灰分、水分M M（二）煤的工业分析及表示符号（二）煤的工业分析及表示符号 水分水分M M、挥发分、挥发分V V、固定碳、固定碳FCFC、灰分、灰分A A2022-4-17沈

5、阳工程学院 王树群 动本091-25二、元素分析成分、碳：主要可燃元素，含量最高，、碳：主要可燃元素，含量最高，5 5。 C+0C+02 2=CO=CO2 2+32700+32700存在形式：存在形式：与氢、氮、硫等结合生成与氢、氮、硫等结合生成挥发性物质；挥发性物质； 单质单质状态，称固定碳（状态，称固定碳（FC).FC). 固定碳越多，煤不易着火，燃烧缓慢，火固定碳越多，煤不易着火，燃烧缓慢，火苗短。苗短。2022-4-17沈阳工程学院 王树群 动本091-26、氢：发热量最高，、氢：发热量最高，3 3, H, H含量越高，越容易着火、燃含量越高，越容易着火、燃烧。烧。 2H2H2 2+O

6、+O2 2=2H=2H2 2O+120000O+1200003 3、氧、氮：含量很少、氧、氮：含量很少 高温下生成氮氧化物高温下生成氮氧化物(NOx)(NOx)，污染大气。，污染大气。4 4、硫：可燃、有害气体，、硫：可燃、有害气体， 1.1.需脱硫需脱硫 S+OS+O2 2=SO=SO2 2+9040+9040有机硫（有机硫（S S0 0）-与与C C、 H H、 O O等结合成复杂的化合物。等结合成复杂的化合物。 黄铁矿硫（黄铁矿硫（FeSFeS2 2)煤种煤种S S元素元素80%80%以黄铁矿形式存在。以黄铁矿形式存在。 硫酸盐硫硫酸盐硫CaSOCaSO4 4、MgSOMgSO4 4、F

7、eSOFeSO4 4等，不能燃烧，归入灰分等，不能燃烧，归入灰分中。中。2022-4-17沈阳工程学院 王树群 动本091-27、水分：主要不可燃成分，。、水分：主要不可燃成分，。 全水分全水分 MtMt 表面水分（外在水分）表面水分（外在水分）M Mf f通过自然干燥可除去的水分。通过自然干燥可除去的水分。 固有水分（内在水分）固有水分（内在水分）MinhMinh原煤失去外在水分后剩余原煤失去外在水分后剩余的水分。的水分。 需要在较高温度下（需要在较高温度下（105-110105-110，加热，加热1.5-21.5-2小时）才能从小时）才能从煤样中除去。煤样中除去。、灰分：、灰分： 将煤样在

8、空气中加热到将煤样在空气中加热到8008002525，灼烧，灼烧2h2h后的剩余物就后的剩余物就是灰分。是灰分。 煤中不可燃物质统称灰分。煤中不可燃物质统称灰分。101050%50%。2022-4-17沈阳工程学院 王树群 动本091-28三、工业分析成分三、工业分析成分 水分（水分（M M）、挥发分）、挥发分(V)(V)、固定碳、固定碳(FC)(FC)、灰分、灰分(A)(A) 1 1、全水分、全水分 MtMt 表面水分（外在水分）表面水分（外在水分）M Mf f通过自然干燥可除通过自然干燥可除去的水分。去的水分。 固有水分（内在水分）固有水分（内在水分）MinhMinh原煤失去外在水原煤失去

9、外在水分后剩余的水分。分后剩余的水分。 需要在较高温度下（需要在较高温度下（105-110105-110，加热，加热1.5-21.5-2小时）小时）才能从煤样中除去。才能从煤样中除去。2022-4-17沈阳工程学院 王树群 动本091-292 2、挥发分：失去水分的煤在隔绝空气条件下加热到、挥发分：失去水分的煤在隔绝空气条件下加热到9009001010温度时，有机物质会分解成各种气体，温度时，有机物质会分解成各种气体，这些气体成分称挥发分。这些气体成分称挥发分。）组成：可燃气体）组成：可燃气体(CmHn(CmHn、H H2 2、 CO HCO H2 2S S等等) )、不可燃气体不可燃气体(C

10、O(CO2 2等等) )。）特点：自身容易着火燃烧；且能促进焦）特点：自身容易着火燃烧；且能促进焦炭的燃烧。炭的燃烧。）作用：燃烧的重要特性、煤分类的依据。）作用：燃烧的重要特性、煤分类的依据。2022-4-17沈阳工程学院 王树群 动本091-2103 3、固定碳（、固定碳（FCFC）和灰分（）和灰分（A)A) 挥发分析出后剩下的物质称焦炭。挥发分析出后剩下的物质称焦炭。 焦炭固定碳灰分焦炭固定碳灰分 将煤样在空气中加热到将煤样在空气中加热到8158151010，灼烧，灼烧2h2h后的剩余物就是灰分。后的剩余物就是灰分。2022-4-17沈阳工程学院 王树群 动本091-211四、煤中成分对

11、锅炉工作的影响四、煤中成分对锅炉工作的影响1 1、硫分、硫分危害：）危害：）3 3+ +生成生成硫酸，造成低温腐蚀；硫酸，造成低温腐蚀； 2 2）污染大气；）污染大气； 3 3）硫化铁导致磨煤机磨损。）硫化铁导致磨煤机磨损。2022-4-17沈阳工程学院 王树群 动本091-2122 2、灰分、灰分危害：）可燃元素减少，发热量降低；危害：）可燃元素减少，发热量降低；）阻碍可燃质与氧接触，影响燃烧、燃尽；）阻碍可燃质与氧接触，影响燃烧、燃尽；）受热面积灰、结渣，影响传热；）受热面积灰、结渣，影响传热； ）烟气中飞灰引起设备磨损、腐蚀，降低使用寿命；）烟气中飞灰引起设备磨损、腐蚀，降低使用寿命；）

12、增加灰渣物理热损失；）增加灰渣物理热损失；）污染环境；）污染环境；）增加除尘、除灰设备；增加开采、运输费用，制）增加除尘、除灰设备；增加开采、运输费用，制粉系统电耗。粉系统电耗。2022-4-17沈阳工程学院 王树群 动本091-2133 3、水分、水分危害：）发热量降低；危害：）发热量降低；）增加不完全燃烧损失；）增加不完全燃烧损失；）烟气体积增大，排烟损失和引风电耗增）烟气体积增大，排烟损失和引风电耗增加；加；）影响磨煤，堵塞煤粉管道；）影响磨煤，堵塞煤粉管道；）低温受热面堵灰、腐蚀。）低温受热面堵灰、腐蚀。 2022-4-17沈阳工程学院 王树群 动本091-2144 4、挥发分、挥发分

13、1 1）特点：自身容易着火燃烧；且能促进焦）特点：自身容易着火燃烧；且能促进焦炭的燃烧。炭的燃烧。2 2）作用：燃烧的重要特性、煤分类的依据。）作用：燃烧的重要特性、煤分类的依据。2022-4-17沈阳工程学院 王树群 动本091-215五、煤的成分计算基准五、煤的成分计算基准1 .1 .收到基收到基 ar (as received basis)ar (as received basis) 以入炉煤（实际工作煤）为基准进行分析的各个成分质以入炉煤（实际工作煤）为基准进行分析的各个成分质量百分数。量百分数。 Car+Har+Oar+Nar+Sar+Aar+Mar=100%Car+Har+Oar+

14、Nar+Sar+Aar+Mar=100% FCar+Var+Aar+Mar=100% FCar+Var+Aar+Mar=100% 应用：锅炉热力计算。应用：锅炉热力计算。2 .2 .空气干燥基空气干燥基 ad(air dried basis)ad(air dried basis) 除去外在水分后的各个成分质量百分数。除去外在水分后的各个成分质量百分数。 Cad+Had+Oad+Nad+Sad+Aad+Mad=100%Cad+Had+Oad+Nad+Sad+Aad+Mad=100% FCad+Vad+Aad+Mad=100% FCad+Vad+Aad+Mad=100% 应用：实验室内煤样分析使用

15、。应用：实验室内煤样分析使用。2022-4-17沈阳工程学院 王树群 动本091-2162022-4-17沈阳工程学院 王树群 动本091-2173 .3 .干燥基干燥基d (dry basis)d (dry basis)：假想无水状态的各个成：假想无水状态的各个成分质量百分数。分质量百分数。 Cd+Hd+Od+Nd+Sd+Ad=100%Cd+Hd+Od+Nd+Sd+Ad=100% FCd+Vd+Ad=100% FCd+Vd+Ad=100% 应用：灰分含量常用干燥基表示。应用：灰分含量常用干燥基表示。4 .4 .干燥无灰基干燥无灰基daf (dry and ash free basis)daf

16、 (dry and ash free basis)：假想无水无灰状态的各个成分质量百分数。假想无水无灰状态的各个成分质量百分数。 Cdaf+Hdaf+Odaf+Ndaf+Sdaf=100%Cdaf+Hdaf+Odaf+Ndaf+Sdaf=100% FCdaf+Vdaf=100% FCdaf+Vdaf=100% 应用：挥发分含量常用干燥无灰基表示。应用：挥发分含量常用干燥无灰基表示。2022-4-17沈阳工程学院 王树群 动本091-2181.31.3燃料的某些特性燃料的某些特性一、发热量一、发热量：单位质量的煤完全燃烧时所放出的热量。：单位质量的煤完全燃烧时所放出的热量。 (1)(1)高位发热

17、量高位发热量(Qar,gr)(Qar,gr)：单位质量的煤形成的水蒸气凝：单位质量的煤形成的水蒸气凝结为液态水时最大可能的发热量。结为液态水时最大可能的发热量。 (2)(2)低位发热量低位发热量(Qar,net)(Qar,net)：高位发热量中扣除汽化潜热后：高位发热量中扣除汽化潜热后的发热量。的发热量。 Qar,net=Qar,gr-r(9Har/100+Mar/100)Qar,net=Qar,gr-r(9Har/100+Mar/100) Qar,net=4.19(81Car+246Har+26Sar- 26Oar-6Mar)Qar,net=4.19(81Car+246Har+26Sar-

18、26Oar-6Mar)2022-4-17沈阳工程学院 王树群 动本091-219二、折算成分二、折算成分：折算水分、折算灰分、折算硫分：折算水分、折算灰分、折算硫分 相对于发热量中每相对于发热量中每4190 KJ/Kg 4190 KJ/Kg 收到基低位发热量的煤的水分、收到基低位发热量的煤的水分、灰分、硫分的含量。灰分、硫分的含量。 Mar,red=4190Mar,red=4190* *Mar/Qar,netMar/Qar,net Aar,red=4190 Aar,red=4190* *Aar/Qar,netAar/Qar,net Sar,red=4190 Sar,red=4190* *Sar

19、/Qar,netSar/Qar,net Mar,red Mar,red8% Sar,red8% Sar,red0.2% Aar,red0.2% Aar,red4% 4% 分别称为高水分别称为高水分、分、 高硫分、高灰分高硫分、高灰分. . 标准煤标准煤：收到基低位发热量为：收到基低位发热量为29310 KJ/Kg29310 KJ/Kg的煤。的煤。 B Bb b=BQar,net,p/29270=BQar,net,p/292702022-4-17沈阳工程学院 王树群 动本091-220三、灰的熔融性三、灰的熔融性 煤灰在某一确定温度下开始熔化，此温度煤灰在某一确定温度下开始熔化，此温度定义为灰熔

20、点。定义为灰熔点。 DTDT变形温度，锥体顶点开始变成圆或倾斜变形温度，锥体顶点开始变成圆或倾斜STST软化温度，锥体顶点弯曲至锥地面或成软化温度，锥体顶点弯曲至锥地面或成球状球状 （灰熔点）固态排渣炉的灰熔融性用软化温度（灰熔点）固态排渣炉的灰熔融性用软化温度STST来代表来代表FTFT熔化温度，完全熔化成液体并能在底面熔化温度，完全熔化成液体并能在底面流动。流动。2022-4-17沈阳工程学院 王树群 动本091-2212022-4-17沈阳工程学院 王树群 动本091-2222022-4-17沈阳工程学院 王树群 动本091-223 影响灰熔点因素：影响灰熔点因素：）灰的成分：酸性氧化物

21、增加，灰熔点升高；碱性）灰的成分：酸性氧化物增加，灰熔点升高；碱性氧化物增加，灰熔点降低氧化物增加，灰熔点降低）所处环境介质的性质：还原性气体存在，共晶体）所处环境介质的性质：还原性气体存在，共晶体生成，灰熔点降低生成，灰熔点降低）灰分含量：灰分越多，灰熔点降低）灰分含量：灰分越多，灰熔点降低 当灰的软化温度当灰的软化温度STST1350 ,1350 ,炉内结渣的可能性不炉内结渣的可能性不大。为避免炉膛出口处结渣，炉膛出口处温度比大。为避免炉膛出口处结渣，炉膛出口处温度比STST低低5050100 100 2022-4-17沈阳工程学院 王树群 动本091-2241.4 1.4 煤的分类煤的分

22、类发电厂用煤主要以挥发分、发热量、灰分、水分等作为指标进行分类。发电厂用煤主要以挥发分、发热量、灰分、水分等作为指标进行分类。. .无烟煤：无烟煤：V Vdafdaf 1010、arar=95-96%=95-96%，含碳量高，挥发分少；，含碳量高，挥发分少；特点：不易点燃，燃烧缓慢且火焰短；焦炭无胶结性，质硬，特点：不易点燃，燃烧缓慢且火焰短；焦炭无胶结性，质硬， 不易研磨；储存不会自燃。不易研磨；储存不会自燃。. .贫煤：贫煤： V Vdaf daf 10102020；性质介于烟煤和无烟煤之间。；性质介于烟煤和无烟煤之间。. .烟煤：烟煤： V Vdaf daf 20204040；含碳低于无

23、烟煤，但挥发分较多；含碳低于无烟煤，但挥发分较多；特点：易点燃，火焰长，含氢量高，发热量高；储存时会自燃。特点：易点燃，火焰长，含氢量高，发热量高；储存时会自燃。. .褐煤：褐煤： V Vdaf daf ，含碳量少，挥发分高，水分、灰分含量大；，含碳量少，挥发分高，水分、灰分含量大；特点：发热量低，储存时极易发生自燃。特点：发热量低，储存时极易发生自燃。1.51.5液体和气体燃料液体和气体燃料 （了解）（了解）2022-4-17沈阳工程学院 王树群 动本091-225 例题：某褐煤收到基元素分析各成分的百分含量为：Car=34%，Har=2.7%，Oar=8.6%，Sar=2.2%，Nar=0

24、.6%，Aar=26.9%，Mar=25%，经过短时间干燥后测得Mad=20%。请计算干燥后，煤的空气干燥基元素分析百分含量为多少?2022-4-17沈阳工程学院 王树群 动本091-226思考题思考题: :1.1.元素分析法分析煤的组成时元素分析法分析煤的组成时, ,煤由哪些成分组成？各有何特点？煤由哪些成分组成？各有何特点？2.2.煤中硫分、水分、灰分对锅炉工作有何影响？煤中硫分、水分、灰分对锅炉工作有何影响？3.3.什么叫内在水分、外在水分、全水分？内在灰分、外在灰分？什么叫内在水分、外在水分、全水分？内在灰分、外在灰分？4.4.煤的工业分析有哪些分析成分？各有何特点？煤的工业分析有哪些

25、分析成分？各有何特点？5.5.煤的含碳量、固定碳和焦炭有何区别和联系？煤的含碳量、固定碳和焦炭有何区别和联系？6.6.什么叫煤的挥发分、发热量、高位发热量、低位发热量？什么叫煤的挥发分、发热量、高位发热量、低位发热量？7.DT7.DT、STST、FTFT分别代表什么含义？有哪些影响因素？分别代表什么含义？有哪些影响因素？8.8.煤种一定时煤种一定时, ,灰熔点是否是定值？为什么？灰熔点是否是定值？为什么？9.9.电力用煤有哪几种？电力用煤有哪几种？ 2022-4-17沈阳工程学院 王树群 动本091-227第一章燃料及燃烧计算第一章燃料及燃烧计算燃烧计算部分（燃烧计算部分（6-76-7节）主要

26、内容：节）主要内容：1.1.燃烧所需空气量计算；燃烧所需空气量计算；2.2.烟气量计算（理论状态下和实际运行中两种算法）；烟气量计算（理论状态下和实际运行中两种算法）；3.3.过量空气系数和漏风系数计算；过量空气系数和漏风系数计算；4.4.烟气和空气焓计算（为锅炉课程设计服务）；烟气和空气焓计算（为锅炉课程设计服务）； 2022-4-17沈阳工程学院 王树群 动本091-2281.6 1.6 燃料的燃烧计算燃料的燃烧计算锅炉燃烧计算的前提锅炉燃烧计算的前提: :1.1.空气量与烟气量的计算均以空气量与烟气量的计算均以1kg1kg燃料的收到基为基础；燃料的收到基为基础；2.2.计算状态为标准状态

27、，计算状态为标准状态，1 1个标准大气压，个标准大气压，00；3.3.空气和烟气的所有组成成分（包括水蒸汽，分压很小），空气和烟气的所有组成成分（包括水蒸汽，分压很小），均可作理想气体，均可作理想气体，1 1千摩尔气体在标准状态的容积是千摩尔气体在标准状态的容积是22.4Nm22.4Nm3 3；4.4.气体容积计算单位均为气体容积计算单位均为NmNm3 3/kg/kg。 （NmNm3 3含义是标准立方米）含义是标准立方米）2022-4-17沈阳工程学院 王树群 动本091-229一、燃烧所需空气量一、燃烧所需空气量1.1.理论空气量理论空气量 1kg1kg收到基燃料完全燃烧而又没有剩余氧收到基

28、燃料完全燃烧而又没有剩余氧存在时所需要的空气量。存在时所需要的空气量。 C C 燃烧消耗的氧气量燃烧消耗的氧气量 H H 燃烧消耗的氧气量燃烧消耗的氧气量 S S 燃烧消耗的氧气量燃烧消耗的氧气量扣除燃料本身的氧量扣除燃料本身的氧量00221. 01OVV需要的总氧气量需要的总氧气量2022-4-17沈阳工程学院 王树群 动本091-230理论氧气量和理论空气量：量和理论空气量：kgNmOHSCarararar/0333.0265.0)375.0(0889.03kgNmOSHCVararararO/1007 .01007 .010055.5100866.1302kgNmOSHCVVararar

29、arO/)(0333.0265.00889.021.013002ararSCRar375.02022-4-17沈阳工程学院 王树群 动本091-2312.2.实际空气量：实际空气量：1KG1KG燃料燃烧实际需要的空气量。燃料燃烧实际需要的空气量。 炉膛内的混合不可能绝对均匀，为保证完全燃烧，需多炉膛内的混合不可能绝对均匀，为保证完全燃烧，需多送一部分空气。送一部分空气。 一般煤粉炉过量空气系数为一般煤粉炉过量空气系数为1.151.151.251.25。 无烟煤、贫煤及劣质烟煤，过量空气系数为无烟煤、贫煤及劣质烟煤，过量空气系数为1.20-1.251.20-1.25，烟煤及褐煤，过量空气系数为烟

30、煤及褐煤，过量空气系数为1.15-1.201.15-1.20。0VV过量空气系数过量空气系数0VV2022-4-17沈阳工程学院 王树群 动本091-2323.3.漏风系数漏风系数 锅炉的通风方式：锅炉的通风方式： （1 1）锅炉通风的方式）锅炉通风的方式主要采用主要采用“平衡通平衡通风风”，即同时使用送风机和引风机，炉膛保持，即同时使用送风机和引风机，炉膛保持微微负压负压 的方式；另外还有的方式；另外还有“负压通风负压通风”和和“正压通正压通风风”的方式。的方式。 （2 2）平衡通风的特点）平衡通风的特点锅炉不向外喷火焰锅炉不向外喷火焰和冒烟气，但会有空气从未密封处或密封不严密和冒烟气，但会

31、有空气从未密封处或密封不严密处漏入炉膛内，从而使烟气沿烟气流程的过量空处漏入炉膛内，从而使烟气沿烟气流程的过量空气系数不断增大。气系数不断增大。 2022-4-17沈阳工程学院 王树群 动本091-233漏风系数：漏风系数： 负压环境下的锅炉，炉外的空气漏入炉内的漏风量与负压环境下的锅炉，炉外的空气漏入炉内的漏风量与理论空气量的比值。理论空气量的比值。炉外漏入的空气量为对应炉外漏入的空气量为对应1KG1KG燃料的漏风量。燃料的漏风量。0VV2022-4-17沈阳工程学院 王树群 动本091-234二、烟气量计算（烟气容积计算）二、烟气量计算（烟气容积计算）烟气成分组成：烟气成分组成： 当当 完

32、全燃烧：完全燃烧： 二氧化碳、二氧化硫、氮气、水蒸气。二氧化碳、二氧化硫、氮气、水蒸气。 完全燃烧：完全燃烧： 二氧化碳、二氧化硫、氮气、水蒸气、氧气。二氧化碳、二氧化硫、氮气、水蒸气、氧气。 不完全燃烧：不完全燃烧： 二氧化碳、二氧化硫、氮气、水蒸气、氧气、一氧化碳二氧化碳、二氧化硫、氮气、水蒸气、氧气、一氧化碳2022-4-17沈阳工程学院 王树群 动本091-235（一）化学反应方程式法（一）化学反应方程式法（完全燃烧，锅炉设计采用）（完全燃烧，锅炉设计采用）1.1.理论烟气量：定义理论烟气量：定义(1(1）三原子气体烟气量）三原子气体烟气量(2)(2)理论氮气量理论氮气量(3)(3)理

33、论水蒸汽量理论水蒸汽量222SOCOROVVV02NV02OHV0002222OHNSOCOgVVVVV2022-4-17沈阳工程学院 王树群 动本091-236(1)三原子气体烟气量三原子气体烟气量222SOCOROVVV4 .2232100866. 1100324 .224 .2212100866. 1100124 .222222ararararSSSOOSCCCOOC1007 . 0100866. 12ararROSCV2022-4-17沈阳工程学院 王树群 动本091-237(2)(2)理论氮气量理论氮气量0079. 0100284 .222VNVarN0079. 01008 . 02

34、VNVarN2022-4-17沈阳工程学院 王树群 动本091-238(3)(3)理论水蒸汽量理论水蒸汽量由煤中的水分由煤中的水分煤中煤中H H 元素转换的水分元素转换的水分由理论空气量由理论空气量V V0 0带入的水分，即相对于每带入的水分，即相对于每1kg1kg燃煤带燃煤带入的水蒸汽容积入的水蒸汽容积 0.0161V0 (Nm3/kg)ararMM0124. 0100184 .22ararHH111. 0100224 .2222022-4-17沈阳工程学院 王树群 动本091-239理论水蒸汽容积理论水蒸汽容积理论烟气量理论烟气量whararHWVHMV24. 10161. 0111. 0

35、0124. 000020002222OHNSOCOgVVVVV(4) 采用蒸汽雾化等设备带入的水蒸汽容积采用蒸汽雾化等设备带入的水蒸汽容积whwhHWWV24. 128/4 .220022022-4-17沈阳工程学院 王树群 动本091-2402 2、实际烟气容积、实际烟气容积（1 1）完全燃烧且过量空气系数大于）完全燃烧且过量空气系数大于1 1的烟气量的烟气量( (理论理论状态下）状态下）000) 1(0161. 0) 1(VVVVgg00) 1(0161. 1VVVggOHdggVVV2计算思路：实际烟气容积计算思路：实际烟气容积= =理论烟气容积理论烟气容积+ +过量空气容积（干）过量空

36、气容积（干）+ +过量空气带入的水蒸气容积过量空气带入的水蒸气容积或：实际烟气容积或：实际烟气容积= =干烟气容积干烟气容积+ +水蒸气容积水蒸气容积2022-4-17沈阳工程学院 王树群 动本091-2412022-4-17沈阳工程学院 王树群 动本091-242三原子气体的容积份额三原子气体的容积份额 在辐射换热计算中，三原子气体在辐射换热计算中，三原子气体RORO2 2，H H2 2O O均参与辐射换热均参与辐射换热, ,灰粒的浓度对辐射灰粒的浓度对辐射换热有影响。换热有影响。 三原子气体的容积份额和分压力为：三原子气体的容积份额和分压力为：PrpVVrROROgRORO2222,Prp

37、VVrOHOHgOHOH2222,2022-4-17沈阳工程学院 王树群 动本091-243飞灰浓度飞灰浓度：即每：即每1kg1kg烟气中飞灰的质量。烟气中飞灰的质量。afa烟气携带出炉膛的飞灰占总灰量的份额烟气携带出炉膛的飞灰占总灰量的份额。烟气）(/100kgkgGaAgfaar2022-4-17沈阳工程学院 王树群 动本091-244 （二）不完全燃烧时的烟气量（实际运行状态）（二）不完全燃烧时的烟气量（实际运行状态）计算方法：实际烟气容积计算方法：实际烟气容积= =干烟气容积干烟气容积+ +水蒸气容积水蒸气容积干烟气容积利用烟气分析实验获得的公式干烟气容积利用烟气分析实验获得的公式1-

38、441-44计算；计算；水蒸气容积使用前面的公式水蒸气容积使用前面的公式1-281-28计算。计算。OHdggVVV22022-4-17沈阳工程学院 王树群 动本091-245kg/Nm VVV kg/Nm CORO)S375. 0C(866. 1V kg/Nm 100C866. 1VV 100VVVVCORO 3OHdgg32arardg3arCOCOdgCOSOCO22222由此可得而根据定义有2022-4-17沈阳工程学院 王树群 动本091-246烟气分析烟气分析 （1 1）计算实际的烟气容积；）计算实际的烟气容积； （2 2）确定实际的过量空气系数、）确定实际的过量空气系数、“漏风系

39、数漏风系数”、燃烧的不完全程度（燃烧的不完全程度（COCO含量）；含量）； （3 3）指导燃烧调整、燃烧设备的改进。）指导燃烧调整、燃烧设备的改进。2022-4-17沈阳工程学院 王树群 动本091-2471 1、烟气成分分析、烟气成分分析 各气体成分占干烟气容积的百分数各气体成分占干烟气容积的百分数%100%100%100%100%10022222222dgNdgCOdgOdgSOdgCOVVNVVCOVVOVVSOVVCO2022-4-17沈阳工程学院 王树群 动本091-248 %100 RO 100%N CO 22222222222NCOOCOOSOVVVVVVNCOOSOCOdg或写

40、成所以因为2022-4-17沈阳工程学院 王树群 动本091-2492.2.奥氏烟气分析器奥氏烟气分析器（1 1）结构）结构 2022-4-17沈阳工程学院 王树群 动本091-250（2 2）原理）原理 选择性吸收方法选择性吸收方法化学吸收剂吸收烟气中的一种化学吸收剂吸收烟气中的一种或两种气体成分或两种气体成分OHSOKOHCOKROKOH222232223SO2KOH CO2KOH ,). 1其化学反应式如下：溶液，吸收氢氧化钾（2022-4-17沈阳工程学院 王树群 动本091-2513223223232626323362336336223362NHClCu(CO)2COCl)Cu(NH

41、 )O (CO Cl)Cu(NH 3. 2 )()(2(OK)H4C OH(OK)HCKOH3(OH)HC , ) 2. ，其化学反应式如下：同时也能吸收溶液，吸收氯化亚铜氨其化学反应式如下：（同时也能吸收的碱溶液，吸收）（焦性没食子酸OHOKHCHCOKOROOOHHC2022-4-17沈阳工程学院 王树群 动本091-252不完全燃烧方程式（不完全燃烧方程式（ COCO含量计算）含量计算）因传统烟气分析实验中因传统烟气分析实验中COCO测量不准，故可以使用测量不准，故可以使用COCO计计算方法进行计算，使用计算的算方法进行计算，使用计算的COCO含量数据进行计算。含量数据进行计算。 在不完

42、全燃烧的条件下，且认为仅存在在不完全燃烧的条件下，且认为仅存在CO.CO. 不完全燃烧方程不完全燃烧方程 干烟气中干烟气中COCO的含量的含量21)(605. 0222COROCOORO605. 0)()21(222OROROCO2022-4-17沈阳工程学院 王树群 动本091-253 其中燃料特性系数为燃料特有性质，只和燃料成分有其中燃料特性系数为燃料特有性质，只和燃料成分有关，可按下式计算关，可按下式计算 S375. 0C0.038N0.126O-H35. 2 ararararar2022-4-17沈阳工程学院 王树群 动本091-254完全燃烧方程式完全燃烧方程式CO=0 )RO 1

43、(O21 222022-4-17沈阳工程学院 王树群 动本091-255 由完全燃烧方程得：由完全燃烧方程得： 在锅炉运行中，如果在锅炉运行中，如果RORO2 2值过小，供应的空气量值过小，供应的空气量过大。当送入理论空气量，且过大。当送入理论空气量，且完全燃烧完全燃烧时，烟时，烟气中三原子气体的最大百分比含量气中三原子气体的最大百分比含量: :12122ORO121)(max2RO上式只取决于燃料性质，燃料成分一定，上式只取决于燃料性质，燃料成分一定，max2)( RO数值一定。故可使用其验证烟气分析实验数值一定。故可使用其验证烟气分析实验RORO2 2数值数值。2022-4-17沈阳工程学

44、院 王树群 动本091-256三、空气和烟气焓的计算三、空气和烟气焓的计算 空气或烟气焓空气或烟气焓是指在定压条件下，将是指在定压条件下，将1kg1kg燃料燃烧燃料燃烧所需要的空气量或产生的烟气量从所需要的空气量或产生的烟气量从00加热到加热到tt时时需要的热量。需要的热量。 计算基础：计算基础：1kg1kg燃料，规定燃料，规定00时的焓值等于零。时的焓值等于零。 1.1.理论空气焓理论空气焓 kJ/kg )( aooacVI2022-4-17沈阳工程学院 王树群 动本091-257 实际空气焓实际空气焓 式中式中 在空气量计算时表示过量空气系数在空气量计算时表示过量空气系数 的符号。的符号。

45、 kJ/kg )(V oaoaacII2022-4-17沈阳工程学院 王树群 动本091-258 2. 2.烟气焓的计算烟气焓的计算 kJ/kg ) 1- (faoaoggIIII温度。应为烟气时，注意：计算飞灰焓为 kJ/kg )(100 kJ/kg )()()( 222222oaasharfafaOHoOHNoNROROogIcAaIcVcVcVI2022-4-17沈阳工程学院 王树群 动本091-259四、运行中过量空气系数计算四、运行中过量空气系数计算 1.1.精确计算方法：精确计算方法： 由锅炉过量空气系数的定义，完全燃烧的情况下由锅炉过量空气系数的定义，完全燃烧的情况下)(1007

46、92121222OROO 不完全燃烧的情况下不完全燃烧的情况下222210.52179100()OCOROOCO2022-4-17沈阳工程学院 王树群 动本091-2602.2.粗略计算法粗略计算法 完全燃烧且不计燃料特性时：完全燃烧且不计燃料特性时：22121O 实际运行中，无论燃料变化与否，过量空气系数与烟实际运行中，无论燃料变化与否，过量空气系数与烟气中的氧量基本是一一对应，这是锅炉控制仪表中采用气中的氧量基本是一一对应，这是锅炉控制仪表中采用氧量表监控燃烧工况的原因。氧量表监控燃烧工况的原因。2022-4-17沈阳工程学院 王树群 动本091-261 五、漏风系数计算五、漏风系数计算1

47、.1.烟道某处的过量空气系数可由下式求出：烟道某处的过量空气系数可由下式求出： 式中式中 炉膛进口过量空气系数；炉膛进口过量空气系数； 炉膛进口与计算烟道截面间，各段烟道炉膛进口与计算烟道截面间，各段烟道漏风系数总和。漏风系数总和。2.2.漏风系数：漏风系数： 某段烟道（负压）空间的漏风系数计算方法如下：某段烟道（负压）空间的漏风系数计算方法如下：漏风系数漏风系数= =出口过量空气系数出口过量空气系数- -入口过量空气系数入口过量空气系数 f 2022-4-17沈阳工程学院 王树群 动本091-262 某级受热面的漏风系数，可以根据烟气分析结果，利用某级受热面的漏风系数，可以根据烟气分析结果，

48、利用以下公式进行计算。以下公式进行计算。 2112112121212121 2222 OOOOVVVVVoo2022-4-17沈阳工程学院 王树群 动本091-263 例题：在完全燃烧时，测定某煤粉炉低温过热器进口烟气中氧量 ，进口烟气中氧量 ，求对流过热器的漏风系数。%93. 32O%6 . 42 O2022-4-17沈阳工程学院 王树群 动本091-264行。以保证锅炉安全经济运应采取措施减少漏风，表明漏风比较严重，计算结果解：,05. 0 05. 093. 32114.6-21121 21121121 gr22gr OO2022-4-17沈阳工程学院 王树群 动本091-2651.1 1

49、.1 烟气分析烟气分析 见见1.61.6节实际运行时烟气容积计算。节实际运行时烟气容积计算。2022-4-17沈阳工程学院 王树群 动本091-266复习思考题：复习思考题：1.1.概念：理论空气量、实际空气量、过量空气系数、漏风系概念：理论空气量、实际空气量、过量空气系数、漏风系数、理论烟气量、实际烟气量、烟气焓、空气焓。数、理论烟气量、实际烟气量、烟气焓、空气焓。2.2.如何计算空气量、烟气量、过量空气系数和漏风系数、烟如何计算空气量、烟气量、过量空气系数和漏风系数、烟气和空气焓；气和空气焓；3.3.奥式烟气分析实验原理；奥式烟气分析实验原理；4.4.燃料燃烧生成的烟气有哪些成分组成？燃料燃烧生成的烟气有哪些成分组成？ 5.5.正常运行时炉膛出口过量空气系数数值是多少？正常运行时炉膛出口过量空气系数数值是多少？6.6.某锅炉炉膛出口处氧量表读数为某锅炉炉膛出口处氧量表读数为9 9，请问此时燃烧是否正，请问此时燃烧是否正常？为什么？常？为什么？