煤及液体燃料的燃烧计算

1、锅炉与锅炉房设备施工 教案模块一：锅炉房设备的基本知识单元四：燃料燃烧计算 煤及液体燃料的燃烧计算 学 院 内蒙古建筑职业技术学院 院 （部） 机电与暖通工程学院 教 师 王思文 煤及液体燃料的燃烧计算教学目的通过课程教学，挖掘学生潜在创造力，激发学生的工程设计能力。以工作任务形式组织学生进行项目训练，培养学生团队意识，组织协调能力、创新思维能力，沟通交流能力，自我学习能力、分析问题和解决问题的能力。通过学习，学生能够掌握锅炉与锅炉房的基本知识，为今后继续学习锅炉打下结实的基础。教学目标能力（技能）目标知识目标素质目标1会进行煤及液体燃料的燃烧计算。1 掌握燃烧所需空气量的计算方法。2 掌握燃

2、烧生成烟气量的计算方法。1挖掘学生潜在创造力，激发学生的自主学习积极性；2培养学生的与人交流、与人合作的能力，培养学生解决问题、自我学习能力。任务与案例任务：根据教学内容， 掌握煤及液体燃料的燃烧计算。案例：1. 已知某烟煤成分为（%）：Cdaf=83.21%，Hdaf=5.87%，Odaf=5.22%，Ndaf=1.90%，Sdaf=3.8%，Ad=8.68%，Mar=4.0%，试求：（1） 理论空气需要量（m3/kg）；（2） 理论烟气生成量（m3/kg）；重点难点及解决方法重点：1. 煤及液体燃料的燃烧计算难点：无参考资料锅炉与锅炉房设备 夏喜英主编 哈尔滨工业大学出版社锅炉及锅炉房设备

3、杜渐主编 中国电力出版社工业锅炉设备 丁崇功主编 机械工业出版社工具与媒体计算机、打印机、录像、课件、图纸、笔、橡皮、专业相关资料等。授 课 教 案一 燃料的燃烧计算的目的：选择送、引风机、确定风、烟道截面积和烟囱 的依据。二 燃料的燃烧计算的假设条件： 1. 将空气与烟气中的成分（包括水蒸气）视为理想气体，并认为每千摩尔气体在标准状态（101325Pa，273.15K）下的体积为22.4标准立方米。对于任何非标准状况下的空气和烟气体积，必须事先注明温度及压力条件。2. 燃料的燃烧计算时，对固体燃料和液体燃料以1kg质量燃料为基准，对气体燃料以标准状况下1m3体积燃料为基准进行计算。3. 假定

4、空气只是氧和氮的混合气体，体积比为79：21。三 理论空气量的计算理论空气量是指1kg接收基燃料中的各种可燃成分完全燃烧时所需的空气量，用符号表示，单位为m3/kg。1. 燃料完全燃烧所需的空气量可以根据燃烧化学反应方程式来计算。1) 碳完全燃烧反应方程式为每1kg碳完全燃烧时需要1.866Nm3氧气，并产生1.866Nm3二氧化碳。2) 硫的完全燃烧反应方程式为：每1kg硫完全燃烧时需要0.7Nm3氧气，并产生0.7Nm3二氧化硫。3) 氢的完全燃烧反应方程式为每1kg氢完全燃烧时需要5.55Nm3氧气，并产生11.1Nm3水蒸汽。每1kg燃料（此处所指为煤及液体燃料）按数量中的可燃元素分别

5、为碳kg，硫kg，氢kg，而1kg燃料中已含有氧kg，相当于Nm3/kg。这样每1kg接收基燃料完全燃烧时所需外界供应的理论氧气量为：那么理论空气量为：2. 经验公式近似计算理论空气量1) 对于Vdaf<15%的贫煤和无烟煤 2) 对于Vdaf>15%的烟煤和贫煤 3) 对于Qnet，ar <<125000 KJ / kg的劣质烟煤4) 对于燃料油式中 理论空气量（m3/kg）煤或燃料油的接收基低位发热量（kJ/kg）四 实际空气量的计算在锅炉燃料过程中，空气和烟气在炉内停留时间是很短暂的，不可能做到空气与燃料的理想混合。如果仅送理论空气量供锅炉燃烧，这样将会有一部分燃

6、料因没有与空气很好混合而不能燃烧或燃烧不完全。因此，锅炉运行时，供给的空气量应比理论空气量多，比理论空气量多出的这部分空气量称为过量空气。而实际供给的空气量与理论空气量之比值称为过量空气系数。式中 过量空气系数； 实际供给的空气量（m3/kg） 理论空气量（m3/kg）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。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。过量空气系数值的确定原则是：在保证完全燃烧的前提下，尽量减小过量空气系数，值的选取要考虑燃料种类、燃烧方式、燃烧设备结构形式等因素。五 利用元素分析资料计算理论烟气量1. 燃料燃烧时生成的气态燃烧

7、产物称为烟气。燃料完全燃烧生成的烟气成分有：二氧化碳、二氧化硫、氮气、水蒸气等；2. 1kg接收基燃料在理论空气量（即=1）的条件下完全燃烧，其生成的烟气量称为理论烟气量，用符号表示。3. 理论烟气量的计算理论烟气量是根据煤与燃烧油完全燃烧的化学反应方程式来计算的。完全燃烧时理论烟气量是由二氧化碳、二氧化硫、理论水蒸气量、理论氮气量等四个部分组成，理论烟气量就是这四种气体的体积之和，即式中 理论烟气量（m3/kg）；烟气中二氧化碳的体积（m3/kg）；烟气中二氧化硫的体积（m3/kg）;烟气中理论水蒸气的体积（m3/kg）；烟气中理论氮气的体积（m3/kg）；烟气中三原子气体的体积（m3/kg

8、）。1kg燃料完全燃烧后产生的各种气体体积：1) 二氧化碳：0.01866Car m3/kg；2) 二氧化硫：0.007Sar m3/kg；3) 氮气：包括空气中的氮0.79 m3/kg 及燃料本身含有的氮0.008Nar ；4) 水蒸气：包括氢燃烧生成的水蒸气0.111Har m3/kg,燃料中水分形成的水蒸气0.0124Mar m3/kg，理论空气量带入的水蒸气0.0161 m3/kg，蒸汽雾化重油带入炉内的水蒸气1.24Gwh m3/kg。 通过上述分析，理论烟气量为：=0.79+0.01866Car+0.111Har+0.007Sar+0.008Nar+0.0124Mar+0.0161

9、+1.24Gwh m3/kg六 利用经验公式计算理论烟气量缺乏燃料的元素分析成分资料时，理论烟气量也可以根据燃料的发热量进行近似计算。1. 对于无烟煤、贫煤及烟煤2. 对于劣质煤，当<12560kJ/kg时3. 对于燃料油七实际烟气量的计算1. 过量空气的体积 1) 过量空气中氧气的体积2) 过量空气中氮气的体积即 式中 实际烟气中氮气的体积（m3/kg）3) 过量空气中水蒸气的体积 即 式中 实际烟气中水蒸气的体积（m3/kg）。2. 实际烟气量的计算 由理论烟气量与过量空气（包括过量的氧气、氮气和相应的水蒸气）两部分组成。即 式中 干烟气体积（m3/kg）八 案例题1. 已知某烟煤成分为（%）：Cdaf=83.21%，Hdaf=5.87%，Odaf=5.22%，Ndaf=1.90%，Sdaf=3.8%，Ad=8.68%，Mar=4.0%，试求：（1） 理论空气需要量（m3/kg）；（2）理论烟气生成量（m3/kg）；解：（1）将该煤的各成分换算成收到基成分： 计算理论空气需要量： （2） 计算理论烟气生成量：=0.79+0.01866C