第三章燃烧产物和热平衡.ppt
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1、第三章 燃烧产物和热平衡,第一节 空气量计算 第二节 烟气量的计算 第三节 完全燃烧方程式 第四节 根据烟气分析确定过量空气系数 第五节 空气与烟气焓的计算 第六节 锅炉的热平衡,一、锅炉燃烧计算的前提,1空气量与烟气量的计算均以1kg燃料的收到基为基础; 2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,每摩尔气体在标准状态的容积是22.4Nm3; 3. 气体容积计算的单位均为Nm3/kg。,二、计算原则,燃料完全燃烧 所需理论空气量,由燃料中各个可燃元素在燃烧时所需空气量相加而得。,理论空气量(氧气量),1kg(或1m3)燃料完全燃烧时所需的最低限度的空气量(空气中的氧无
2、剩余)成为理论空气量。 组成 碳燃烧消耗的氧气量 氢燃烧消耗的氧气量 硫燃烧消耗的氧气量 燃料本身的氧量,碳燃烧消耗的氧气量,氢燃烧消耗的氧气量,硫燃烧消耗的氧气量,燃料本身的氧量,1kg燃料完全燃烧所需的氧量,实际空气量,炉膛内的混合不可能绝对均匀,为保证完全燃烧,需多送一部分空气, 定义过量空气系数。,负压工作下的锅炉,存在炉外的空气漏入炉内的漏风,漏风系数,要点,烟气侧:炉膛后直至排烟处,过量空气系数逐渐增大, 烟气侧过量空气系数, 存在一个最佳的过量空气系数,通常用炉膛出口的过量空气系数表示; 空气侧:由锅炉送风机开始,均为正压, 空气侧过量空气系数; 逐渐减小,向外的漏风逐渐减少,解
3、释以上各式的意义,解释以上各式的意义,第三章 燃烧产物和热平衡,第一节 空气量计算 第二节 烟气量的计算 第三节 完全燃烧方程式 第四节 根据烟气分析确定过量空气系数 第五节 空气与烟气焓的计算 第六节 锅炉的热平衡,一、烟气的组成,当1kg煤完全燃烧时,烟气的组成成分为,烟气量的表示方法,二、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,1、三原子气体烟气量,2、理论氮气量,3、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
4、/kg d 每公斤干空气的含湿量,10kg/kg;,不考虑过量空气中水蒸汽的容积,理论烟气量,三、过量空气中的水蒸汽容积,四、实际烟气量,五、三原子气体的容积份额,在辐射换热计算中,三原子气体RO2,H2O均参与辐射换热。 三原子气体的容积份额,六、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(0.850.95)。 飞灰浓度,第三章 燃烧产物和热平衡,第一节 空气量计算 第二节 烟气量的计算 第三节 完全燃烧方程式 第四节 根据烟气分析确定过量空气系数 第五节 空气与烟气焓的计算 第六节 锅炉的热平衡,原理,在燃料与空气完全燃烧
5、的条件下, 燃烧烟气产物中的RO2和O2与燃料的元素分析成分之间必然存在一定的关系。 完全燃烧方程反映其间内在关系。,一、推导过程,由烟气分析的结果(均为干烟气成分),二、完全燃烧方程表达式,燃料特性系数,讨论,烟气中三原子气体的最大百分比含量: 由完全燃烧方程得: 当送入理论空气量,且完全燃烧时,,基本常识,在燃煤的条件下,通常,,三、不完全燃烧方程,在不完全燃烧的条件下,且认为仅存在CO, 将满足如下方程: 由不完全燃烧方程,可以干烟气中CO的含量,第三章 燃烧产物和热平衡,第一节 空气量计算 第二节 烟气量的计算 第三节 完全燃烧方程式 第四节 根据烟气分析确定过量空气系数 第五节 空气
6、与烟气焓的计算 第六节 锅炉的热平衡,第四节 根据烟气分析确定过量空气系数,一、烟气分析的目的 二、过量空气系数的推导 三、烟气分析的手段,一、烟气分析的目的,对于一台正在运行中的锅炉,如何知道实际送入锅炉的空气量?如何知道空气量是否合适?锅炉燃烧调整是否合理? 答案:通过实时、在线监测锅炉过量空气系数。 炉膛出口及烟道各处的过量空气系数?烟气分析测出某处的烟气成分,再由过量空气系数的计算式算出。,二、过量空气系数的推导,由锅炉过量空气系数的定义出发推导 完全燃烧的情况下,与烟气成分之间的关系:,锅炉空气系数的不同表达式,(a)完全燃烧;(b)Nar可被忽略 再略去,测定烟气中的O2,即可计算
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