燃烧效率及燃烧检测.ppt
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1、1,3.5 燃烧检测及燃烧效率,工程燃烧学,2,对烟气的检测和计算,目标:通过对燃烧产物(烟气)的成分进行气体分析,实现对空气消耗系数和燃烧完全程度的计算 方法:化学吸收法、电气测量法、红外吸收法和色谱分析法 关键问题:需要掌握空气消耗系数和不完全燃烧热损失的检测计算原理和方法,3,测定方法-化学吸收法,奥氏烟气分析仪测定烟气成分 燃烧效率仪测定烟气成分,4,烟气成分检测分析,在使用仪器及相应方法测量得到烟气成分数据后,需要验证所得数据的准确性 满足气体分析方程的数据就是有效的(误差范围内) 是燃料特征系数,决定于燃料成分。表6-1 RO2CO2SO2,即两种成分之和 各成分的上标 表示是燃烧
2、产物(烟气)成分,5,气体分析方程的导出,1、定义VRO2、RO2,max、(存在C、S成分上限) (1)VRO2是完全燃烧时燃烧产物中RO2(CO2SO2)的数量(注意:不要求n1) (2)RO2,max定义为干理论燃烧产物中的RO2最大理论含量(干成分%,注意n1) (1) (3)由右式定义 (2),6,气体分析方程的导出,2、用烟气成分计算RO2,max,要计算 VRO2和V0,d 根据VRO2的定义,可直接写出 依据烟气中成分同样可以得到V0,d和Vn,d间的关系 3、得气体分析方程,上两式子代入定义式(1)得到RO2,max,再将RO2,max的表达式代入的定义式(2),7,V0,d
3、与Vn,d的关系,对于完全燃烧:Vn,d=V0,d+(Ln-L0) (此时n=1) 如果不完全燃烧: 用产物成分表示Ln-L0(过剩空气量)。一部分是n1过剩的,一部分是由于不完全燃烧未参加反应而剩余的,故,8,V0,d与Vn,d的关系,因此,n=1时, 在n1时,上式同样成立 把上式和VRO2代入RO2,max的计算式,即可得气体分析方程,9,定义RO2,max及的意义,对于确定的燃料,其成分中含C、S元素的量是确定的,因此在烟气中CO2SO2有理论上的最大值,这就是RO2,max 根据物质守恒,烟气中所有含C、S元素成分之和不能超过RO2,max。如果测量的数据超过了,那就是错误的。如果相
4、差太大那么就是测量误差大或燃烧状况很不理想 定义就是要依据燃料本身的特征值(与燃烧过程无关)来判断所测量烟气成分是否具有准确性 实际上从式(2)看出做为检测的特征值和RO2,max是一样的,两者有确定的简单关系,用是为了简便,10,气体分析方程的简化应用,1、如果H2及CH4很小,则可忽略不计,方程简化为 2、如果完全燃烧,则没有可燃成分,空气过量系数的检测计算,12,空气消耗系数的计算,1、提出问题:空气消耗系数n值是一个很重要的指标,对燃烧过程有很大影响,需要确定 2、分析问题:正在工作的炉子,由于存在吸气和漏风现象,很难测定实际空气消耗量Ln,也就难以用下式求n 3、解决问题:需要用烟气
5、成分计算空气消耗系数 按氧平衡原理计算n值 按氮平衡原理计算n值,13,方法1 氧平衡原理计算n值,首先考虑完全燃烧 1、将n值用氧气量来表示 2、用烟气成分表示,L0,O2为理论需氧量,完全燃烧后全部转化为RO2和H2O,那么必然可以用下式表示 L0,O2 =aVRO2+bVH2O=(aRO2+bH2O).Vn/100 完全燃烧情况下(Ln,O2L0,O2)为烟气中剩余氧量 Ln,O2 - L0,O2=O2. Vn/100,14,方法1氧平衡原理计算n值,因此得到n值 3、引入K表示理论需氧量与燃烧产物中RO2量的比值 K值可根据燃料成分求得。一般天然气的K值为2,为什么要引入参数K,15,
6、引入K的意义,在引入K前,n值用燃烧产物表示时,有H2O成分,H2O成分有多少以气态形式存在是很不确定的,取决于温度 在用仪器测量烟气成分时,都是检测干烟气,一般不测量H2O成分数据(测量了也不准确) (1)引入一个参数K就是为了避免用产物中的H2O成分数据 (2)并且常数K可依据燃料成分求得,跟燃烧过程无关。,16,不完全燃烧n值修正,不完全燃烧时,则燃烧产物中还存在CO、H2、CH4等可燃成分 1、修正O2 。n值公式中氧量应减去这些可燃气体完全燃烧时将消耗的氧 2、修正RO2 。RO2量应加上这些可燃气体如果燃烧将生成的RO2,17,方法2 氮平衡原理求n值,1、变换n值的表达式,变换后
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