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1、2019/7/18,Principles of Boiler,Page 1,第三章 燃料燃烧计算,第一节 理论空气量和过量空气系数 第二节 烟气成分及烟气容积计算 第三节 运行锅炉烟气容积的确定 第四节 燃烧方程式 第五节 运行锅炉过量空气系数和漏风系数,2019/7/18,Principles of Boiler,Page 2,第一节 理论空气量和过量空气系数,一、理论空气量 二、实际供给空气量和过量空气系数,2019/7/18,Principles of Boiler,Page 3,第一节 理论空气量和过量空气系数,一、理论空气量 理论空气量是指1kg（1m3）收到基燃料完全燃烧而又没有剩
2、余氧存在时所需要的空气量。一般用符号表示，其单位是m3/kg（标准状态下m3/m3）。 理论空气量的计算通常是以1kg（1m3）收到基燃料为基础来进行的。,1.碳完全燃烧时，其化学反应方程式为： 2.氢完全燃烧时，其化学反应方程式为： 3.硫完全燃烧时，其化学反应方程式为：,2019/7/18,Principles of Boiler,Page 4,第一节 理论空气量和过量空气系数,一、理论空气量,4.1kg燃料完全燃烧时，需要从空气中取得的氧量为： m3/kg（标态下）,5.1kg收到基燃料完全燃烧时所需要的理论空气量为： m3/kg 式中 、 合并在一起，是因为 、 的完全燃烧反应方程式可
3、写成通式 ，其中， 称为1kg燃料中“当量碳量”。此外，进行烟气分析时，一般将其的燃烧产物和的容积一起测定。,2019/7/18,Principles of Boiler,Page 5,第一节 理论空气量和过量空气系数,一、理论空气量,6.理论干空气量的质量计算公式为： kg/kg （37） 式中 1.293干空气密度，kg/m3。 以上所计算的空气量都是指不含蒸汽的理论干空气量。对于气体燃料，这一空气量可根据燃料中的各种可燃气体的氧化反应进行计算，并以1 m3的气体燃料为基础。,2019/7/18,Principles of Boiler,Page 6,第一节 理论空气量和过量空气系数,二、
4、实际供给空气量和过量空气系数,实际送入锅炉内的空气量要比理论空气量大些，这一空气量称为实际空气量，用符号表示，单位是m3/kg（m3/m3）。 实际空气量与理论空气量之比称为过量空气系数，用符号 表示， （39） 实际供给空气量与理论空气量之差称为过量空气，用符号 表示， m3/kg （3 10）,过量空气系数一般是指炉膛出口处的过量空气系数，这是因为炉内的燃烧过程在炉膛出口处结束。过量空气系数是锅炉运行的重要指标，太大会增加烟气容积及排烟热损失，太小则不能保证燃料完全燃烧。 对于成分相同的燃料，其理论空气量相同，只要用就可表示实际供应空气量的多少。对不同形式的锅炉，不同的燃料，不同。 过量空
5、气系数的最佳值与燃料种类、燃烧方式及燃烧设备的完善程度有关，应通过试验确定。各种锅炉在燃用不同燃料时的过量空气系数值见表3-1。,2019/7/18,Principles of Boiler,Page 7,第二节 烟气成分及烟气容积计算,一、烟气成分 烟气成分是指燃料燃烧后生成的产物烟气及其携带的灰粒。 烟气携带的灰粒占容积百分比较小，通常计算时都略去不计。 烟气是由多种气体成分组成的混合物，主要含CO2、CO、SO2、N2、O2、NOx、HO2等化合物。,2019/7/18,Principles of Boiler,Page 8,第二节 烟气成分及烟气容积计算,一、烟气成分 烟气是由多种气体
6、成分组成的混合物，主要含有 CO2、CO、SO2、N2、O2、NOx、HO2等化合物，分别用 来表示各种气体成分容积。 用 表示 1kg燃料燃烧生成的烟气总容积。,2019/7/18,Principles of Boiler,Page 9,第二节 烟气成分及烟气容积计算,一、烟气成分 1.当 且完全燃烧时，烟气容积是： m3/kg （311） 2.当 且完全燃烧时，烟气容积是： m3/kg （312） 3.当 且不完全燃烧时，烟气容积是： m3/kg（313）,2019/7/18,Principles of Boiler,Page 10,第二节 烟气成分及烟气容积计算,二、烟气容积计算 1.理
7、论烟气容积 ：是指当 且完全燃烧时所生成的烟气容积。 m3/kg （318） 2.实际烟气容积：是指燃料实际燃烧过程都是在 1的情况下进行的，故其为理论烟气容积、过量空气容积和过量空气带入的水蒸气容积三部分之和。即,2019/7/18,Principles of Boiler,Page 11,第二节 烟气成分及烟气容积计算,三、烟气中三原子气体、水蒸气容积份额和灰粒浓度 1.三原子气体容积份额 2.水蒸气容积份额 3.灰粒浓度,2019/7/18,Principles of Boiler,Page 12,第二节 烟气成分及烟气容积计算,三、烟气中三原子气体、水蒸气容积份额和灰粒浓度 1.三原子
8、气体容积份额 三原子气体容积份额 三原子气体分压力,2019/7/18,Principles of Boiler,Page 13,第二节 烟气成分及烟气容积计算,三、烟气中三原子气体、水蒸气容积份额和灰粒浓度 2.水蒸气容积份额 水蒸气容积份额 水蒸气分压力,2019/7/18,Principles of Boiler,Page 14,第二节 烟气成分及烟气容积计算,三、烟气中三原子气体、水蒸气容积份额和灰粒浓度 3.灰粒浓度：是指单位质量（或容积）的烟气中含有的灰粒质量，单位为kg/kg（kg/m3）。 质量浓度 kg/kg （324） 容积浓度 kg/m3 （325） 式中 烟气中飞灰量占
9、燃料总灰量的份额（即飞灰份额），见表3-2 1kg收到基燃料燃烧生成的烟气质量， kg/kg。,2019/7/18,Principles of Boiler,Page 15,第三节 运行锅炉烟气容积的确定,烟气分析的意义： 确定锅炉运行时的烟气容积； 确定过量空气系数、漏风系数及烟气中CO含量等数据； 了解炉内的燃烧工况，以便对燃烧进行调整和对燃烧设备进行改进。,2019/7/18,Principles of Boiler,Page 16,第三节 运行锅炉烟气容积的确定,一、烟气分析及其设备 1. 烟气成分分析 烟气分析是以1kg燃料燃烧生成的干烟气容积（ ）为基础，测出烟气中各气体成分（分容
10、积）占干烟气容积的百分数。即 （326） （327） （328） （329） （330） （331）,2019/7/18,Principles of Boiler,Page 17,第三节 运行锅炉烟气容积的确定,一、烟气分析及其设备 2. 烟气分析仪（器） 奥氏烟气分析仪、色谱分析仪、红外线分析仪等。 原理（以奥氏烟气分析仪为例） 是利用选择性吸收的方法来测定烟气中各种气体的成分含量。选择性吸收就是利用某种化学吸收剂和烟气接触，选择吸收烟气中的某种成分，根据其容积的减少可确定其容积含量百分数。,2019/7/18,Principles of Boiler,Page 18,奥氏烟气分析仪与便携式
11、烟气分析仪,2019/7/18,Principles of Boiler,Page 19,第三节 运行锅炉烟气容积的确定,一、烟气分析及其设备 2. 烟气分析仪（器） 结构 其结构如图3-1所示。由量筒10、平衡瓶11、吸收瓶1、2、3等组成。 常用的化学吸收剂有：,氢氧化钾溶液 焦性没食子酸的碱性溶液 氯化亚铜氨溶液,2019/7/18,Principles of Boiler,Page 20,第三节 运行锅炉烟气容积的确定,氢氧化钾溶液：用来吸收 ，其化学反应关系是： （333） （334） 焦性没食子酸碱性溶液：用来吸收 ，其化学反应关系是： （335） （336） 氯化亚铜氨溶液：用来
12、吸收 ，其化学反应关系是： （337）,2019/7/18,Principles of Boiler,Page 21,奥氏烟气分析仪,13吸收瓶；4梳形管；57旋塞；8过滤器；9三通旋塞； 10量筒；11平衡瓶；12水套管；1315缓冲瓶；16橡皮球,2019/7/18,Principles of Boiler,Page 22,第三节 运行锅炉烟气容积的确定,一、烟气分析及其设备 2. 烟气分析仪（器） 分析步骤 利用平衡瓶向量筒中抽取100cm3烟气；让这一定量的烟气依次进入吸收瓶1、2、3。烟气多次反复通过吸收瓶1后，烟气中的被吸收尽，利用量筒可以测出烟气减少的容积，该减少的容积即为干烟气中三原子气体容积含量的百分数。按同样的方法用吸收瓶2测出，用吸收瓶3测出，最后在量筒中剩余的气体即为。 *上述吸收程序不能颠倒。 *每次读数时，需将平衡瓶水位面与量筒中的水位面对齐。,2019/7/18,Principles of Boiler,Page 23,第三节 运行锅炉烟气容积的确定,二、计算烟气容积 根据烟气分析结果，计算烟气容积为,过量空气系数；,理论空气量。,（m3/kg）,2019/7/18,Principles of Boiler,Page 24,作业与思考题,1、什么叫过量空气系数？其对锅炉的意义是什么？ 2、实际烟气容积计算包括哪几部分？,
