空气消耗系数及不完全燃烧热损失的检测计算.ppt

第六章空气消耗系数及不完全 燃烧热损失的检测计算 1 1 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 途径：气体成分的测量仪器有：奥氏气体分析器 、气体色层分析仪、气相色谱仪、光谱分析仪等 方法：然后按燃料性质和烟气成分反算各项指标 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 2 2 气体分析方程 判断测量烟气数据准确性 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) 是一个燃料特征系数，决定于燃料成分。对于各种 燃料其数值列于表61中 RO2CO2SO2，即两种成分之和 各成分的上标 表示是燃烧产物（烟气）成分 3 3 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（CO2 SO2）的数量（注意不要求n1） （2）RO2,max定义为理论燃烧产物中的最大理论 含量（干成分没有水分，注意n1） （61） （3）由右式定义 （62） 4 4 气体分析方程的导出 2、计算RO2,max，用烟气成分，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 计算过程依据可回顾第四章 3、得气体分析方程，上两式子代入定义式(6-1)得到 RO2,max，再将RO2,max的表达式代入的定义式(6-2) 5 5 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(6-2)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 6 6 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、利用上式，仅测得CO2和O2的情况下，可 计算CO（假定没有SO2） 3、如果完全燃烧，则没有可燃成分 7 7 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：因此需要用烟气成分计算空气消耗系数 比较成熟的两种方法：按氧平衡原理计算n值 按氮平衡原理计算n值 8 8 方法1氧平衡原理计算n值 思路：1、首先将n值用氧气量来表示 2、用烟气成分表示，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 9 9 方法1氧平衡原理计算n值 因此得到n值 3、引入K（不用H2O）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，各燃料K值查表63 1010 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。查表63获取 1111 不完全燃烧n值修正 不完全燃烧，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 1212 方法2氮平衡原理求n值 1、变换n值的表达式，变换后不出现单独的L0项 ，因为该值与燃料成分有关而与烟气成分无关 2、根据氮平衡有 2、（表达式中量用烟气表示）根据氧平衡有 1313 方法2氮平衡原理求n值 3、（引入燃料决定量代替难测量）再利用VRO2 与Vn,d的关系 最后得 注意：Nfuel、VRO2由燃料成分确定 1414 n值公式讨论 特定情况的简化 1、含氮量很少的燃料（固体、液体燃料、天然气 、焦炉煤气等），Nfuel可忽略不计 0，则 2、进一步，若完全燃烧，则 1515 不完全燃烧热损失计算 (概念上)定义：当不完全燃烧时，由于烟气中存 在可燃成分，因而损失一部分化学热量，称为不 完全燃烧热损失 (数值上)qchem定义：不完全燃烧热损失qchem，表 示单位（质量或体积）燃料燃烧时，燃烧产物中 可燃成分含有的化学热占燃料发热量的百分数 1616 不完全燃烧热损失计算 (1)用烟气表达。产物发热量Qprod等于烟气中各可 燃成分发热量之和，假定有CO、H2、CH4，则 Qprod126CO+108H2+358CH4 (2)变换。引入两个参数h、P。h称为烟气冲淡系 数，h越大n值也越大，完全燃烧n1时h1 不完全燃烧损失为 1717 不完全燃烧热损失计算 (3)用燃料特性参数和烟气表达。依据碳平衡有 V0,d.RO2,maxVn,d.(RO2+CO+CH4) 则 (4)不完全燃烧损失为 RO2,max和P只取决于燃料成分，数据查表6-1 1818 思考题 2、如何推导出气体分析方程？ 3、在用氧平衡原理计算n值时引入K的意义是什 么 ？ 4、在导出气体分析方程、空气消耗系数表达式、 不完全燃烧热损失表达式过程中，指导思想是什 么？ 1、气体分析方程能起到检验测量数据准确性的依 据是什么 ？ 19