工业锅炉热工计算概述.pptx

除炉膛外，锅炉其他部位的漏风，基本上都 不能起到助燃的作用，对燃烧不利，而且增 加了烟气量与引风机的动力消耗。教材P48 表3-1列出了负压燃烧锅炉各部位漏风系数 的经验值。
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二、燃烧所生成的烟气量
1.理论烟气量（理论公式）
燃料燃烧后生成烟气，如过量空系数α=1，又达到完 全燃烧，则烟气中只含有CO2、SO2、水蒸气H2O、 N2四种气体，这时烟气的体积称为理论烟气量。
第三章 工业锅炉热工计算
3.1煤和燃料油的燃烧计算及燃烧工况检测 3.2气体燃料的燃烧计算及燃烧工况检测 3.3烟气焓的计算 3.4锅炉机组的热平衡
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1.燃料的燃烧？ 燃料中的可燃元素和氧在高温条件下发生剧烈 的氧化反应，同时放出大量热量的过程。
2.燃料的燃烧产物？ 烟气、灰和渣。
3.锅炉热工计算（燃烧计算）的任务: ➢ 确定燃料燃烧时，需要的空气量？ ➢ 生成的烟气量？ ➢ 空气焓、烟气焓？
➢ 对于Vdaf<15%的贫煤和无烟煤
VK0
0.241 Qnet,V ,ar 1000
0.61
➢ 对于Vdaf>15%的烟煤和褐煤
VK0
0.253 Qnet,V ,ar 1000
0.278
8
➢ 对于Qnet,v,ar<12500kJ/kg的劣质烟煤
VK0
0.241 Qnet,V ,ar 1000
• CmHn完全燃烧反应方程式
CmHn+ (m + n/4)O2= mCO2+n/2 H2O 22.4m3 CmHn + (m+n/4) ×22.4m3 O2 = m×22.4
为了使燃料在炉内尽可能完全燃烧，实际送入 炉内的空气量总是大于理论空气量。
过量空气系数是锅炉运行的重要指标，它直接 影响到锅炉运行的经济性和安全性。
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漏风系数——处于负压下运行状态的锅炉 （炉膛和烟道保持一定的负压），外界空气 会不断地从炉墙和烟道的不严密处漏入，漏 入的空气量与理论空气量的之比称为漏风系 数，用△α表示。
2×22.4m3 H2+22.4m3O2= 2×22.4m3H2O 1m3H完全燃烧，需0.5m3 O2，生成1m3 H2O。
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• CO完全燃烧反应方程式
2CO + O2 = 2CO2 2×22.4m3CO+22.4m3 O2= 2×22.4m3CO2 1m3CO完全燃烧，需0.5m3 O2，生成1m3CO2。
一、燃料燃烧所需的空气量的计算
➢ 1．理论空气量 （理论公式） • 1kg接收基燃料完全燃烧，而又无过剩氧存 在时所需的空气量，称为理论空气量。 • C完全燃烧反应方程式 C + O2 = CO2 12kg C + 22.4m3O2 = 22.4m3 CO2 1kg C 完全燃烧，需1.866m3O2 ，并产生 1.866m3CO2。
二氧化碳体积 1kg碳完全燃烧生成1.866m3CO2，1kg燃料中 含 kg碳，燃烧后为
m3/kg
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➢ 二氧化硫体积
1kg硫完全燃烧生成0.7m3SO2，1kg燃料中含 kg硫，燃烧后为
➢ 三原子气体体积
m3/kg
m3/kg
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➢ 理论水蒸气体积 （1）燃料中氢完全燃烧生成水蒸气
m3/kg （2）燃料中水分形成的水蒸气
0.455
➢ 对于燃料油
VK0
0.263 Qnet,V ,ar 1000
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2.实际空气量Vk
➢ 实际空气量Vk比理论空气量 多出的空气， 称为过量空气，二者之比称为过量空气系数， 即：
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➢ห้องสมุดไป่ตู้炉膛出口过量空气系数
通常用锅炉炉膛出口处的过量空气系数 表 示锅炉过量空气系数的大小。
=f（燃料种类、燃烧方式、燃烧设备完善 程度），供热锅炉常用层燃炉 =1.3~1.6。
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4.计算基准
固体燃料和液体燃料：以1kg质量燃料为基准； 气体燃料：以标准状态下1m3体积燃料为基准。
5.几个假定
➢ 空气、烟气所含有的各组成气体及水蒸气，均 为理想气体，在标准状态下，1kmol气体的体积 为22.4m3。
➢ 空气只是氧和氮的混合气体，其体积比为21： 79。
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§3-1煤和燃料油的燃烧计算及 燃烧工况监测
m3/kg
（3）理论空气量 带入的水蒸气
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（4）燃用重油，且用蒸汽雾化时，带入炉内 的水蒸气，雾化1kg重油消耗蒸汽量为Gwh， 这部分水蒸气的体积为1.24Gwhm3/kg。 m3/kg
理论氮气体积 理论空气中的含有氮： 燃料本身所含的氮：
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理论烟气量
m3/kg 为干烟气体积。
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可用经验公式计算理论烟气量——当缺乏 燃料的元素分析资料时，理论空气量可 根据燃料的发热量进行近似计算。简化 公式有：
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• S完全燃烧反应方程式
S + O2 = SO2
32kg S + 22.4m3O2 = 22.4m3SO2 即1kg S完全燃烧，需0.7m3O2，生成
0.7m3SO2； • H完全燃烧反应方程式
2H2 + O2 = 2H2O 2×2.016kgH2 + 22.4m3O2 = 44.8m3H2O 即1kg H完全燃烧，需5.56m3O2，生成
11.1m3H2O。
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1kg接收基燃料中，含 kg碳、 kg硫、 kg氢，而1kg接收基燃料中已含有 kg氧， 在标准状态下其容积为： m3/kg
所以，1kg接收基燃料完全燃烧时所需外界供 应的理论氧气量为：
m3/kg
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理论空气量
m3/kg ：
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经验公式计算理论空气量——当缺乏燃料 的元素分析资料时，理论空气量可根据 燃料的发热量进行近似计算。简化公式 有：
则实际烟气量为：
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§3-2气体燃料的燃烧计算及燃烧 工况监测
一、气体燃料燃烧所需空气量
➢ （1）理论空气量 （理论公式） 1m3燃气完全燃烧，且无过剩氧存在时，燃烧所需 的空气量。用符号 表示，单位为m3/m3。可燃组 分：H2、CO、CmHn和H2S。
• H完全燃烧反应方程式 2H2 + O2 = 2H2O
➢ 对于无烟煤、贫煤和褐煤
Vy0
0.248 Qnet,V ,ar 1000
0.77
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➢ 对于Qnet,v,ar<12560kJ/kg的劣质煤
Vy0
0.248 Qnet,V ,ar 1000
0.54
➢ 对于燃料油
Vy0
0.265 Qnet,V ,ar 1000
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2.实际烟气量
（1）过量空气的体积 （2）过量空气中水蒸气的体积