电厂锅炉燃料燃烧计算

1、2022-3-6Principles of BoilerPage 12022-3-6Principles of BoilerPage 2 2022-3-6Principles of BoilerPage 3理论空气量理论空气量是指是指1kg（1m3）收到基燃料完全燃烧而又没有剩余氧存在时所需）收到基燃料完全燃烧而又没有剩余氧存在时所需要的空气量。一般用符号表示，其单位是要的空气量。一般用符号表示，其单位是m3/kg（标准状态下（标准状态下m3/m3）。）。理论空气量的计算通常是以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。）收到基燃料为基础来进行的。1.碳完全燃烧时，其化

2、学反应方程式为：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：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：硫完全燃烧时，其化学反应方程式为：2323866. 1866. 11COmOmkgCOHmOmkgH232321 .1156. 5123237 . 07 . 01SOmOmkgS2022-3-6Principles of BoilerPage 44.1kg燃料完全燃烧时，需要从空气中取得的氧量为：燃料完全燃烧时，需要从空气中取得的氧量为： m3/kg（标态下）（标态下）5.1kg收到基燃料完全燃烧时所需要的收到基燃料完全燃烧时所需要的理

3、论空气量理论空气量为：为： m3/kg式中式中 、 合并在一起，是因为合并在一起，是因为 、 的完全燃烧反应方程式的完全燃烧反应方程式可写成通式可写成通式 ，其中，其中， 称为称为1kg燃燃料中料中“当量碳量当量碳量”。此外，进行烟气分析时，一般将其的燃烧产物和的容。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。积一起测定。1007 . 01007 . 010056. 5100866. 12ararararOOOSHCVararararOOHSCV0333. 0265. 0375. 00889. 0arCarSCS22ROORararSCR375.02022-3-6Principl

4、es of BoilerPage 56.理论干空气量的质量计算公式为：理论干空气量的质量计算公式为： kg/kg （37）式中式中 1.293干空气密度，干空气密度，kg/m3。以上所计算的空气量都是指不含蒸汽的以上所计算的空气量都是指不含蒸汽的理论干空气量理论干空气量。对于气。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，并以进行计算，并以1 m3的气体燃料为基础。的气体燃料为基础。?OOVL293. 12022-3-6Principles of BoilerPage 6二、实际供给空气量和过量空气二、实际供给空气

5、量和过量空气系数系数 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实际空气量，用符号表示，单位是用符号表示，单位是m m3 3/kg/kg（m m3 3/m/m3 3）。实际空气量与理论空气量之比称为实际空气量与理论空气量之比称为过量空气系数过量空气系数，用符号，用符号 表示，表示， （39）实际供给空气量与理论空气量之差称为实际供给空气量与理论空气量之差称为过量空气过量空气，用符号，用符号 表示，表示， m3/kg （3 10） 过量空气系数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一般

6、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。炉膛出口处结束。过量空气系数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。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。少。对不同形式的锅炉，不同的燃料，不同。 过量空气系数过量空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，应通的最佳值与燃料种类、

7、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试验确定。各种锅炉在燃用不同燃料时的过量空气系数过量空气系数值见表值见表3-1。OkVVOOkVVVV) 1(V2022-3-6Principles of BoilerPage 7 一、烟气成分一、烟气成分烟气成分烟气成分是指燃料燃烧后生成的产物是指燃料燃烧后生成的产物烟气及其携带的灰粒。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。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。202

8、2-3-6Principles of BoilerPage 8 一、烟气成分一、烟气成分 烟气烟气是由多种气体成分组成的混合物，是由多种气体成分组成的混合物，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各种气体成分容积。用 表示 1kg燃料燃烧生成的烟气总容积烟气总容积。22222HONOxONSOCOCO、V、V、V、V、V、VVyV2022-3-6Principles of BoilerPage 9 一、烟气成分一、烟气成分1.1.当当 且完全燃烧时，烟气容积是：且完全燃烧时，烟气容积是： m m3 3/kg /kg （311311）2.

9、2.当当 且完全燃烧时，烟气容积是：且完全燃烧时，烟气容积是： m m3 3/kg /kg （312312）3.3.当当 且不完全燃烧时，烟气容积是：且不完全燃烧时，烟气容积是： m m3 3/kg/kg（313313）1112222HONSOCOVVVVVy22222OHONSOCOVVVVVVyCOOHONSOCO22222VVVVVVVy2022-3-6Principles of BoilerPage 10 二、烟气容积计算二、烟气容积计算 1.理论烟气容积理论烟气容积 ：是指当：是指当 且完全燃烧时所生成的烟气容积。且完全燃烧时所生成的烟气容积。 m m3 3/kg /kg （3183

10、18） 2.实际烟气容积：实际烟气容积：是指燃料实际燃烧过程都是在是指燃料实际燃烧过程都是在 1的情况下的情况下进行的，故其为进行的，故其为理论烟气容积理论烟气容积、过量空气容积过量空气容积和过量空气带入的和过量空气带入的水蒸气容水蒸气容积积三部分之和。即三部分之和。即 OararOarararyVMHVNSCV0161. 00124. 0111. 079. 01008 . 0100375. 0866. 101OOararOarararyVVMHVNSCV10161. 10161. 00124. 0111. 079. 01008 . 0100375. 0866. 12022-3-6Princi

11、ples of BoilerPage 11 三、烟气中三原子气体、水蒸气容积份额和灰粒浓度三、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三原子气体容积份额2.水蒸气容积份额水蒸气容积份额3.灰粒浓度灰粒浓度 2022-3-6Principles of BoilerPage 12 三、烟气中三原子气体、水蒸气容积份额和灰粒浓度三、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三原子气体容积份额三原子气体容积份额三原子气体容积份额 三原子气体分压力三原子气体分压力 yROySOCOROVVVVVr2222PrPRORO222022-3-6Principles

12、 of BoilerPage 13 三、烟气中三原子气体、水蒸气容积份额和灰粒浓度三、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容积份额水蒸气容积份额 水蒸气分压力水蒸气分压力 yOHOHVVr22PrPOHOH222022-3-6Principles of BoilerPage 14 三、烟气中三原子气体、水蒸气容积份额和灰粒浓度三、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：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 （

13、324）容积浓度 kg/m3 （325）式中 烟气中飞灰量占燃料总灰量的份额（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。 yfharGaA100yfharVaA100fhayG2022-3-6Principles of BoilerPage 15 烟气分析的意义：烟气分析的意义：确定锅炉运行时的烟气容积；确定锅炉运行时的烟气容积；确定过量空气系数、漏风系数及烟气中确定过量空气系数、漏风系数及烟气中CO含量等含量等数据；数据；了解炉内的燃烧工况，以便对燃烧进行调整和对燃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。烧设备进行改进。 2022-3-6

14、Principles of BoilerPage 16 一、烟气分析及其设备一、烟气分析及其设备1. 烟气成分分析烟气成分分析烟气分析是以烟气分析是以1kg燃料燃烧生成的干烟气容积（燃料燃烧生成的干烟气容积（ ）为基础，测）为基础，测出烟气中各气体成分（分容积）占干烟气容积的百分数。即出烟气中各气体成分（分容积）占干烟气容积的百分数。即 （326） （327） （328） （329） （330） （331） %1002CO2gyVVCO%1002SO2gyVVSO%1002O2gyVVO%1002N2gyVVN%100COgyVVCO%1002222CONOSOCOgyV2022-3-6Pri

15、nciples of BoilerPage 17一、烟气分析及其设备一、烟气分析及其设备2. 烟气分析仪（器）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。奥氏烟气分析仪、色谱分析仪、红外线分析仪等。原理原理（以奥氏烟气分析仪为例）（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。容积的减少可确定其容积含量百分数。

16、2022-3-6Principles of BoilerPage 18奥氏烟气分析仪与便携式烟气分析仪奥氏烟气分析仪与便携式烟气分析仪2022-3-6Principles of BoilerPage 19一、烟气分析及其设备一、烟气分析及其设备2. 烟气分析仪（器）烟气分析仪（器）结构结构 其结构如图其结构如图3-1所示。由量筒所示。由量筒10、平衡瓶、平衡瓶11、吸收瓶吸收瓶1、2、3等组成。等组成。常用的化学吸收剂有：常用的化学吸收剂有：氢氧化钾溶液氢氧化钾溶液焦性没食子酸的碱性溶液焦性没食子酸的碱性溶液氯化亚铜氨溶液氯化亚铜氨溶液2022-3-6Principles of BoilerP

17、age 20氢氧化钾溶液：用来吸收氢氧化钾溶液：用来吸收 ，其化学反应关系是：，其化学反应关系是： （333） （334）焦性没食子酸碱性溶液：用来吸收焦性没食子酸碱性溶液：用来吸收 ，其化学反应关系是：，其化学反应关系是： （335） （336）氯化亚铜氨溶液：用来吸收氯化亚铜氨溶液：用来吸收 ，其化学反应关系是：，其化学反应关系是： （337）OHCOKCOKOH23222OHSOKSOKOH23222OHOKHCKOHOHHC233633633OHOKHCHCOKOOKHC23262632336224322322NHClCOCuCOClNHCu2RO2OCO2022-3-6Princip

18、les of BoilerPage 21奥氏烟气分析仪奥氏烟气分析仪 13吸收瓶；吸收瓶；4梳形管；梳形管；57旋塞；旋塞；8过滤器；过滤器；9三通旋塞；三通旋塞；10量筒；量筒；11平衡瓶；平衡瓶；12水套管；水套管；1315缓冲瓶；缓冲瓶；16橡皮球橡皮球2022-3-6Principles of BoilerPage 22一、烟气分析及其设备一、烟气分析及其设备2. 烟气分析仪（器）烟气分析仪（器）分析步骤分析步骤 利用平衡瓶向量筒中抽取利用平衡瓶向量筒中抽取100cm3烟气；让这一定量的烟气；让这一定量的烟气依次进入吸收瓶烟气依次进入吸收瓶1、2、3。烟气多次反复通过吸收瓶。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，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。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按同样的方法用吸收瓶2测出，用吸收瓶测出，用吸收瓶3测出，最后在量测出，最后在量筒中剩余的气体即为。筒中剩余的气体即为。*上述吸收程序不能颠倒。上述吸收程序不能颠