锅炉燃料燃烧计算与锅炉热平衡

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1、锅炉主讲：王子兵副教授河北理工大学本科优秀课程第三章燃料燃烧计算和锅炉机组热平衡★★★★★完全燃烧计算烟气分析不完全燃烧计算锅炉过量空气系数的确定空气和燃烧产物的焓★锅炉热平衡计算第一节完全燃烧计算一、完全燃烧的计算内容1.----------2.----------3.----------4.----------第一节完全燃烧计算二、空气量计算1.理论空气量：固体、液体燃料计算公式L0=1.293V0=0.115Kar+0.342Har-0.043Oar1.实际空气量第一节完全燃烧计算气体燃料计算公式理论空气量

2、为干空气第一节完全燃烧计算2.实际空气量过量空气系数和漏风系数实际空气量与理论空气量的比值称为过量空气系数，用α或β表示，即★过量空气系数或第一节完全燃烧计算各部件所处烟道内漏入的空气量与理论空气量的比值，称为该烟道的漏风系数，表示如下：锅炉各烟道漏风系数的大小取决于负压的大小及烟道的结构型式，一般为0.01～0.1。漏风系数★第一节完全燃烧计算3.实际空气量控制关键★烟风流程气体流量变化★炉膛出口过剩空气系数:燃烧完成的位置固态排渣：挥发分较低的煤:1.2-1.25烟煤、褐煤：1.15-1.2三、烟气量计算第一

3、节完全燃烧计算1.基本概念★理论烟气量★实际烟气量★干烟气量第一节完全燃烧计算理论烟气量:包含的基本物质实际烟气量:包含的基本物质干烟气量：理论干烟气、实际干烟气量第二节不完全燃烧计算不完全燃烧烟气量:基本物质3-30、3-323-36三原子气体容积份额3-37、3-38★飞灰浓度★3-39、3-40第三节烟气分析对于一台正在运行中的锅炉，如何知道实际送入锅炉的空气量？如何知道空气量是否合适？锅炉燃烧调整？答案：通过实时、在线监测锅炉过量空气系数。炉膛出口及烟道各处的过量空气系数？烟气分析测出某处的烟气成分，再由

4、过量空气系数的计算式算出。第三节烟气分析实际干烟气的基本物质★3-41至3-48烟气分析的意义★判断燃烧状态判断空气过剩系数判断漏风情况烟气分析手段：吸收剂吸收燃烧吸收色谱分析导热性导磁性导电性光学性第三节烟气分析化学方法物理方法图1烟气成分分析仪第三节烟气分析图2煤质元素分析仪第三节烟气分析第三节烟气分析奥式气体分析仪工作原理★按测试结果计算干烟气量★3-50三原子气体较准、CO不准第三节烟气分析CO的测定方法-不完全燃烧方程式★3-53完全燃烧时，RO2与O2的关联★3-55完全燃烧时，RO2的最大值★3-5

5、6经简化第三节烟气分析完全燃烧时实际空气过剩系数★广泛采用第三节烟气分析用的较少第五节锅炉运行状态下过量空气系数的确定不完全燃烧时过量空气系数测试计算式。不完全燃烧时实际空气过剩系数★第六节空气和燃烧产物焓的计算描述流动介质进行能量交换的关系时，焓是最有用和有效的；单位质量的物质所含的全部热能，仅与状态有关，而与途径无关；实际计算中需要知道燃烧产物（常压）的温度与焓值间的关系；水蒸汽则需要根据温度和压力来求得焓值；前人均已经制成表格、图线或程序。相应于1kg收到基燃料的空气（或烟气），由温度0℃加热到θ℃所需要的

6、热量，称为空气的焓或烟气的焓。单位：kJ/kg第六节空气和燃烧产物焓的计算空气、烟气焓值的定义空气焓每标准立方米干空气连同其相应的水蒸汽在温度θ时的焓，kJ/Nm3，可以查表得到,每公斤空气含有10g水。第六节空气和燃烧产物焓的计算理论烟气焓1m3的成分在温度时θ的焓值，查表。烟气焓的计算VyVy0VRO2V0N2V0H2O(α-1)V0标米干空气的湿空气/公斤第六节空气和燃烧产物焓的计算烟气的组成热力学：混合气体的焓等于各组成气体焓的和，外加灰分的焓。IyIy0IRO2=VRO2I0N2=V0N2I0H2O=V

7、0H2O(α-1)I0=(α-1)V0Ifh第六节空气和燃烧产物焓的计算飞灰热焓值Ifh第六节空气和燃烧产物焓的计算烟焓表通过燃烧产物的焓值的计算，列出焓值与温度对应的表格（编程计算），是锅炉热力计算的基础：即第七节锅炉机组的热平衡计算锅炉热平衡指在稳定运行状态下，锅炉输入热量与输出热量及各项热损失之间的热量平衡。热平衡是以1kg固体或液体燃料，或0℃、0.1MPa的1m3气体燃料为基础进行计算的。通过热平衡可知锅炉的有效利用热量、各项热损失，从而计算锅炉效率和燃料消耗量。一般的热平衡方程式为：第七节锅炉机组的热

8、平衡计算式中：Qr–—锅炉输入热量Q1–—锅炉有效利用的热量Q2–—排烟热损失Q3–—可燃气体不完全燃烧热损失Q4–—固体不完全燃烧热损失Q5–—锅炉散热损失Q6–—其他热损失将上述方程用方程右侧各项热量占输入热量的比值百分数来表示，则为第七节锅炉机组的热平衡计算其中：锅炉输入热量是由锅炉范围以外输入的热量，不包括锅炉范围内循环的热量。第七节锅炉机组的热平衡计算式中：Qa