1、2.2 煤的燃烧计算煤的燃烧计算Coal combustion calculation2.2 煤的燃烧计算煤的燃烧计算l锅炉设计的基础（炉膛、各受热面、效率计算）锅炉设计的基础（炉膛、各受热面、效率计算）l锅炉性能考核的基础（效率计算）锅炉性能考核的基础（效率计算）l锅炉优化运行锅炉优化运行1.空气量计算空气量计算 (air volume calculation)2.烟气量的计算烟气量的计算(gas volume calculation)3.过量空气系数计算过量空气系数计算(excess air ratio calculation)4.烟气焓的计算烟气焓的计算(gas enthalpy cal
2、culation)煤燃烧计算的基础煤燃烧计算的基础Calculation conditions11kg煤煤(收到基收到基)计算空气体积、烟气体积计算空气体积、烟气体积1kg coal(as received):air and gas2空气和烟气组分均可作空气和烟气组分均可作理想气体，理想气体，22.4Nm3/kmolair and gas as ideal gas:22.4Nm3/kmol3气体体积计算以每千克煤为计算气体体积计算以每千克煤为计算单位，单位，Nm3/kgair and gas calculation based on 1kg coal4煤完全燃烧煤完全燃烧coal burnin
3、g out completely 5.忽略烟气中飞灰所占体积忽略烟气中飞灰所占体积（Fly ash volume omitted）1.理论空气量（干）theoretical air for combustion 1kg煤完全燃烧、且无剩余氧存在所需空气体煤完全燃烧、且无剩余氧存在所需空气体积，积，VO，单位：，单位：Nm3/kg(1)VO计算：耗氧量计算：耗氧量燃料的氧燃料的氧l碳燃烧消耗的氧气量碳燃烧消耗的氧气量 (carbon combustion)l氢燃烧消耗的氧气量氢燃烧消耗的氧气量 (hydrogen combustion)l硫燃烧消耗的氧气量硫燃烧消耗的氧气量(sulfur com
4、bustion)l燃料本身的氧量燃料本身的氧量(coal oxygen)碳燃烧消耗的氧气量322124.2214.2212NmkgCOOC3100866.1100124.22NmCCarar氢燃烧消耗的氧气量322244.2214.22422NmkgOHOH310056.510044.22NmHHarar硫燃烧消耗的氧气量322324.2214.2232NmkgSOOS31007.0100324.22NmSSarar燃料本身的氧量31007.0100324.22NmOOarar1kg燃料完全燃烧所需的氧量301007.01007.010055.5100866.12NmOSHCVarararar
5、O10021.02VVO3)(0333.0265.00889.0NmOSHCarararar1kg燃料完全燃烧所需的理论空气量实际空气量l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，l定义过量空气系数。0VVkl锅炉工作状态：负压，炉外空气漏入炉内烟风系统。漏风系数：漏入空气量与理论空气量之比。0VVk漏风系数2、烟气计算烟气计算l理论烟气量Voy（燃料、空气当量比为1）l过剩空气量（湿空气）VyVy0VRO2V0N2V0H2O(-1)V0标米湿空气/公斤理论烟气量理论烟气量计算理论烟气量中的各项气体的容积1、三原子气体烟气量2、理论氮气量3、理论水蒸汽量222SOCOROV
6、VV02NV02OHV0002222OHNSOCOyVVVVV三原子气体烟气量222SOCOROVVV4.2232100866.1100324.224.2212100866.1100124.222222ararararSSSOOSCCCOOC1007.0100866.12ARarROSCV理论氮气量0079.0100284.222VNVarN0079.01008.02VNVarN理论水蒸汽量（1）由煤中的水分（2）煤中氢元素转换的水分（3）由理论空气量V0带入的水分，即相对于每kg燃煤带入的水蒸汽容积：0.0161dV0 Nm3/kgararMM0124.0100184.22ararHH111
7、.0100224.222ararHVHMV0161.0111.00124.00002理论烟气量理论烟气量:0002222OHNSOCOyVVVVV过量空气中的水蒸汽容积过量空气中的水蒸汽容积02VVH0)1(0161.0V实际烟气量实际烟气量000)1(0161.0)1(VVVVyy00)1(0161.1VVVyyOHgyyVVV2烟气的质量烟气的质量0306.11001VAGary1 1千克燃料燃烧后产生的烟气的质量千克燃料燃烧后产生的烟气的质量三原子气体的容积份额三原子气体的容积份额l在辐射换热计算中，三原子气体RO2，H2O均参与辐射换热。l三原子气体的容积份额222ROyROROpVV
8、rOHyOHOHpVVr222immiVpVp烟气中的飞灰浓度烟气中的飞灰浓度 对辐射换热有较大的作用，即每kg烟气中飞灰的质量。afh烟气携带出炉膛的飞灰占总灰量的份额（PC（0.850.95）、CFB（0.40.6）。kgkgGaAyfhar/100煤完全燃烧，与烟气成分之间的关系：KggkkkVVVVVVV110)(100792121222OROO3、空气过剩系数、空气过剩系数22121O测定烟气中的O2，即可计算得到过量空气系数3、空气过剩系数、空气过剩系数22121O测定烟气中的测定烟气中的RO2，也可计算得，也可计算得到过量空气系数到过量空气系数 用的较少2max2)(RORO2.
9、3 烟气分析烟气分析烟气分析方法烟气分析方法吸收剂吸收燃烧吸收色谱分析电化学化学方法导热性导磁性导电性光学性物理方法烟气分析烟气分析l 奥斯气体分析仪：化学法吸收特定气体（离线）l 色谱分析法：利用色谱柱分析烟气的组分l 红外法：特定气体选择性吸收特定波长的红外线，其吸收程度取决于被测气体的浓度。（在线检测，反应迅速）。不适用不适用分析对称结构分析对称结构无极性双原子无极性双原子分子及单原子分子及单原子分子气体分子气体。l 顺磁性氧表（氧气通过磁场发生偏离）l 电化学：电解液中被扩散吸收的气体在规定的氧化电位下进行电位电解，电解电流气体浓度氧化锆氧分析仪：在高温下呈现的离子导电现象 2.4 烟
10、气焓值计算烟气焓值计算l 流动介质能量交换：焓值的增减l 物质所含的热能：取决于物质状态、与途径无关l 实际焓值计算：须知温度（常压）焓值关系l 水蒸汽焓值：温度和压力焓值；l 前人均已经制成表格、图线或程序。空气、烟气的焓值空气、烟气的焓值定义：1公斤收到基燃料对应的空气（或烟气），由温度0加热到所需要的热量，称为空气的焓或烟气的焓。单位：kJ/kg，kcal/kg理论空气的焓值理论空气的焓值l 理论空气的焓：1公斤收到基燃料的理论空气量从0加热到tk所需要的热量，。(ct)k：每标准立方米干空气连同其相应的水蒸汽在温度t时的焓，kJ/Nm3，可以查表得到可以查表得到；每公斤空气含有10克水
11、。kctV)(0kh0kh0实际空气的焓值实际空气的焓值l 理论空气的焓：1公斤收到基燃料的实际空气量从0加热到tk所需要的热量，。khkctaV)(0khkah0烟气焓的计算烟气焓的计算l 烟气的组成：气体+飞灰VyVy0VRO2V0N2V0H2O(-1)V0标米干空气的湿空气/公斤l烟气的焓：烟气各组成气体焓之和+飞灰的焓烟气焓的计算烟气焓的计算hyhy0hRO2h0N2h0H2O(-1)h0hfh理论烟气焓的计算理论烟气焓的计算OHOHNNROROycVcVcVh22)()()(02022201m3的成分在温度时的焓值，查表。ic)(飞灰焓的计算飞灰焓的计算1m3的成分在温度时的焓值，查表。fhcfhfharfhcaAh)(100烟气的焓温表燃烧产物的焓值的计算：列出焓值与温度对应的表格，即：),(fhy烟气的焓温表l掌握煤的燃烧计算和烟气焓值计算方法l根据烟气成分会计算空气过剩系数。
