然气锅炉运行时烟气含氧量重要性及调整方法

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1、然气锅炉运行时烟气含氧量重要性及调整方法－－北京市左家庄供热厂和方庄供热厂97年煤炉改燃气炉后的试运行情况分析王钢　郑斌　贺平一、理想燃烧　　1.天然气的主要成份　　(1)方庄97年12月15日北京电力科学研究院化验(当时主要是华北油田的气)结果。表（一）元素名称二氧化碳甲烷乙烷丙烷正丁烷异丁烷下戊烷异戊烷六碳以上低位发热量元素符号CO2CH4C2H6C3H10C4H10C4H10C5H12C5H12C>6Qgdw含量％1.4285.298.322.990.750.580.190.230.329480kc

2、al/Nm3　　(2)左热98年1月12日北京市技术监督局节能监测站化验(陕甘宁气已到京)结果。表（二）元素名称甲烷氢气氧气氮气一氧化碳二氧化碳重碳氧化全物低位发热量元素符号CH4H2O2N2COCO2CmHnQgdw含量％901.20.43.401.23.88380kcal/Nm3　　由以上化验的结果可得如下结论：　　a.天然气的主要成份是烷烃(在方庄化验占了98％多，左热化验占了约94％)。　　b.天然气中含量最大的是甲烷(CH4)，方庄占85.29％，左热占90％。　　c.今后在供天然气正常的情况下

3、，我们主要使用的是“三北”气。故天然气在燃烧时主要化学反应式是：　　CH4＋2O2=CO2＋2H2O　　2.天然气完全燃烧所需的理论空气量Vo　　方庄计算为10.7819Nm3/Nm3　　左热计算为9.21Nm3/Nm3　　一般可认为，1Nm3的天然气完全燃烧需要的理论空气量约为10Nm3。二、实际空气量和空气过剩系数　　在实际燃烧中，由于空气和天然气的混合很难达到理想的程度，因此即使供给理论空气量仍不能使天然气完全燃烧，必须多供给一些空气才能使天然气完全燃烧。在实际燃烧过程中所供的空气量称为实际空气量，

4、符号Vα。实际空气量与理论空气量之比称空气过剩系数，符号α=Vα/V0。　　空气过剩系数α：(可根据烟气成份分析结果来计算)　　　　式中：O2、CO和RO2分别是干烟气中氧气、一氧化碳和三原子气体(CO2＋SO2)的容积百分比。21是空气中氧的容积百分数(20.6％≈21％)　　在燃气炉运行时，只要燃烧不是很坏，CO是微量的，在计算α时可以忽略，视其为零。上式可简化为：　　　　　　(1)　　烧煤时，一般烟气的含氧量都在10％左右，故100－(RO2＋O2＋CO)79O2－0.5CO≈O2(CO一般为零点

5、零几)所以α≈21/(21－O2)　　(2)　　在烧天然气时，由于烟气含氧量一般应小于4％，故不宜用此式简算。必须用α=(100－RO2－O2)/(100－RO2－4.76O2)计算。　　2.左热和方庄去年热平衡测试的实例：　　烟气测试数据见表三、表四。表三方庄97.12.5RO2O2COα用（2）计算α数值（%）10.477082.5341670.111.1231.137235表四左热RO2O2COα用（2）计算αη一工况烟份103.370.00251.171.1990.3二工况烟份103.220.00

6、311.161.1892.5　　3.烧天然气锅炉时α值的经验简算式：　　　　从方庄97.12.5和左热98.1.12三次热平衡测试的烟气分析中用式(3)算出的数与用式(1)算出的数基本相等，可精确到0.01。　　三、锅炉的热平衡分析(燃气锅炉)　　1.正平衡公式：式中：  G——锅炉循环水量(kg/h)　　　ics——锅炉出水焓(kcal/h)　　　ijs——锅炉进水焓(kcal/h)　　　B——燃料耗量(Nm3/h)　　　Ogdw——气体燃料干燥基低位发热值(kcal/Nm3)　　在左热和方热两厂锅炉的

7、DCS系统中，G、ics、ijs、B已有瞬时值输入，只要把测定的Qgdw输入，就可以随时显示锅炉的效率。　　2.反平衡公式：η=100－q2－q3－q4－q5－q6　％式中：q2——排烟热损失　　 q3——气体不完全燃烧热损失　　 q4——固体不完全燃烧热损失　　 q5——散热热损失　　 q6——排渣热损失　　3.方庄、左热燃气锅炉反平衡测试结果及烟气含氧量：　　通过方热和左热的三次反平衡测试分析，我们可以看出，只要燃气炉是在正常运行，q4和q6为零，而q3如果当参与燃烧的空气量是充分的，也就是说O2值足

8、够大，也可视其为零。但也应看出当O2值增大时，q2也在增大，因此随时保持燃气炉的O2值适当是保证燃气炉效率的关键所在。　　4.积碳问题　　通过97年三台改造的燃气炉运行实践，我们发现当O2值过小时也就是在燃气炉缺氧燃烧时，碳氢化合物在高温下会产生裂解，生成氢气和碳黑，从而造成炉内管壁，特别是尾部受热面产生积碳。约在98年1月20日左右，室外气温明显升高，此时排烟温度也开始明显升高(两厂均如此)。在2月24日这天，方庄的1＃炉炉