03燃料燃烧计算与锅炉热平衡习题 (1)
锅炉03燃料燃烧计算与锅炉热平衡.ppt
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。
第六节 空气和燃烧产物焓的计算
空气、烟气焓值的定义
相应于1kg收到基燃料的空气（或烟气）， 由温度0℃加热到θ℃所需要的热量，称为空气 的焓或烟气的焓。单位：kJ/kg
锅炉有效利用热指水和蒸汽流经各受热面时 吸收的热量。锅炉有效利用热 Q1为：
1
Q1 B
D gr
i
'' gr
igs
Dzr
i
'' zr
i
' zr
Dzy izy igs D pw i ' igs
第七节 锅炉机组的热平衡计算
锅炉效率
锅炉热效率的确定有两种方法。一种为由锅炉
热效率的定义直接获得，即为锅炉的有效利用热与 锅炉送入热量之比：
Iy
I0H2O= V0H2O
(α-1)I0=(α-1)V0
Ifh
第六节 空气和燃烧产物焓的计算
飞灰热焓值Ifh 烟焓表
I
fh
Aar 100
a fh (c)h
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
I y f (, )
第七节 锅炉机组的热平衡计算
按测试结果计算干烟气量 3-50
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
3-56
第三节 烟气分析
完全燃烧时实际空气过剩系数
燃烧计算和热平衡
完全燃烧时的实际烟气量
1、完全燃烧时实际烟气的组成成分为： CO2、SO2、N2、O2、H2O，
不完全燃烧时的烟气量
• 当发生不完全燃烧时，烟气的成分除了CO2、SO2、 N2、O2、H2O外，还有不完全燃烧产物CO以及H2和 CmHn等。其中H和CmHn数量很少，一般工程计算中 可忽略不计。 • 因此，当燃料不完全燃烧时，可以认为烟气中不完 全燃烧产物只有CO。烟气量为：
2.化学不完全燃烧热损失q3 （1）定义：排烟中残留的可燃气体（ CO、H2、 CH4 ）未完全燃烧，残留在烟气中而造成的热 量损失。（煤粉炉：<0.5%）
（2）主要影响因素： 燃料性质：挥发分多，易出现不完全燃烧 助燃空气量 炉膛结构：炉膛容积小，烟气流程短，q3 运行工况
3.机械不完全燃烧热损失q4 （1）定义：飞灰和灰渣中含有固体可燃物（固定碳） 在锅炉内未完全燃烧就排放出炉内而造成的热量损 失。（固态排渣煤粉炉：0.5～5%） 灰渣：含量少，只占0.5～1% 飞灰：占绝大部分 （2）主要影响因素： 燃料性质：挥发分多，灰分少，煤粉细， q4 助燃空气量：空气量，q4 炉膛结构：炉膛容积大，煤粉停留时间长，q4 运行工况，锅炉负荷
4.散热损失q5 （1）定义：因锅炉外表面（锅炉炉墙、汽包、集箱、 汽水管道、烟风管道等部件）温度高于环境温度而 散失的热量。（<0.5%） （2）主要影响因素： 锅炉外表面积 锅炉保温性能 锅炉容量 锅炉负荷
5.其它热损失q6 （1）定义：因排出炉外的灰渣温度（600～800℃） 高于环境温度而造成的热量损失。 （2）主要影响因素： 排渣方式：液体排渣大于固态排渣 燃料的灰分含量：灰分高， q6 燃料的发热量：发热量低， q6
烟气分析
新03 燃料燃烧计算和锅炉机组热平衡 蓝白
第一节 燃烧过程的化学反应
锅炉设计中的重要部分 热力计算
单位质量1kg燃料燃烧
课程 设计
需要的空气量
生成的烟气量
燃料(C、H、O、N、S)完全燃烧过程： C + O2 CO2 2H2 + O2 2H2O S + O2 SO2
不完全燃烧： 2C + O2 2CO
' ky
" ky
' ky
ky
py
解释以上各式的意义
' ky
" ky
gr
" ky
l"
l
zf
l"
" ky
l
zf
解释以上各式的意义
第三节 燃烧生成的烟气量(计算)
完全燃烧的烟气：
1. 可燃物燃烧生成的CO2、H2O、SO2 2. 燃料和空气中的N2 3. 过量空气中未反应的O2 4. 水蒸汽
最佳的炉膛出口过量空气系数
q q2＋q3＋q4
q2
q4
q3
l
q2＋q3＋q4 之和最小
q3-化学不完全燃烧热损失
可燃气体不完全燃烧热损失 <0.5% 煤粉炉一般q3=0 CO、H2、CH4未完全燃烧放热随烟气带走的热损 失 影响因素：①燃料的挥发分
②炉膛过量空气系数、燃烧器结构和 布置、炉膛温度、炉内空气动力场
12 100
100
1kg燃料完全燃烧所需氧量：
1.866 Car 5.55 Har 0.7 Sar 0.7 Oar , Nm3
100
100 100 100
1kg燃料完全燃烧所需理论空气量V0：
第3燃料燃烧计算和锅炉机组热平衡
25
第三节 燃烧产物及其计算
一、理论烟气量和实际烟气量
（1）二氧化碳和二氧化硫的体积
VCO2
VSO2
C ar 1.866 0.01866 C ar 100
S ar 0.7 0.007 S ar 100
若燃烧不完全，则除上述组分外，烟气中还将出 现CO,CH4 和H2等可燃成分。
23
第三节 燃烧产物及其计算
一、理论烟气量和实际烟气量 固体和液体燃料
V y0 VCO2 V SO2 V N 2 V H 2O
式中
标准状态下， l kg固体或液体 VCO ——标准状态下 C02 的体积，m3/kg； 燃料在理论空气 量下完全燃烧时 V SO ——标准状态下 SO 的体积，m3／kg； 2 所产生的燃烧产 0 物的体积称为燃 VN 3 ——标准状态下理论 N2 体积，m ／kg； 料的理论烟气量：
分的体积百分数，％；
O2 ——燃气中氧的容积成分，％。
13
第二节 燃烧过程的化学反应
2.气体燃料
气体燃料的热值越高，燃烧所需要的理论空气量也越多。
当燃气的成分资料不全时，可采用近似式来估算理论空气 量的大小。
14
第二节 燃烧过程的化学反应
二、实际空气量、过量空气系数和漏风系数 实际送入锅炉的空气量 (m3/kg，液体燃料；m3／m3， 气体燃料)称为实际空气量，其值一般都大于理论空气 量。 比理论空气量多出的这一部分空气称为过量空气。 实际空气量为理论空气量与过量空气量之和。
一、理论烟气量和实际烟气量
所以
0 0 VN 0 . 79 V 0.008 N ar 2
燃烧热量和平衡热 练习题
燃烧热量和平衡热练习题燃烧热量和平衡热练题以下是一些有关燃烧热量和平衡热的练题，用于巩固和应用相关概念。
1. 一个化学反应的燃烧热量为-500 kJ/mol。
如果在该反应中，产生了2 mol的产物，燃烧热量是多少？2. 当乙烯燃烧时，产生的燃烧热量为-1300 kJ/mol。
如果在反应中消耗了3 mol的乙烯，燃烧热量是多少？3. 一枚火柴的燃烧热量为-1000 J。
如果将100根火柴同时点燃，总的燃烧热量是多少？4. 过程中吸热和放热的符号有何不同？5. 当1 mol的甲烷完全燃烧时，产生的燃烧热量为-890 kJ。
如果在反应中消耗了2 mol的甲烷，总的燃烧热量是多少？6. 燃烧热量与平衡热之间有何关系？答案:1. 燃烧热量与反应物的摩尔数成正比，所以产生的燃烧热量为-500 kJ/mol * 2 mol = -1000 kJ。
2. 同样地，燃烧热量与消耗的反应物的摩尔数成正比。
所以燃烧热量为-1300 kJ/mol * 3 mol = -3900 kJ。
3. 由于燃烧热量是负值，所以当火柴以制定方式点燃时，每根火柴产生的燃烧热量仍然为-1000 J。
因此，总燃烧热量为-1000 J * 100 = -100,000 J。
4. 吸热和放热的符号相反。
当一个物质吸收热量时，标志为正，当它释放热量时，标志为负。
5. 与前面的练题类似，燃烧热量为-890 kJ/mol * 2 mol = -1780 kJ。
6. 燃烧热量是指化学反应释放或吸收的热量，而平衡热是指保持反应物和产物之间化学平衡所需的热量。
两者之间没有直接的数学关系，但它们在理解和分析化学反应中都起着重要的作用。
希望以上练习题能够帮助您巩固和应用燃烧热量和平衡热的概念。
如有其他问题，请随时提问。
03 燃料燃烧计算与锅炉热平衡_习题
第三章燃料燃烧计算与锅炉热平衡（1）一、名词解释：1、燃烧2、完全燃烧3、不完全燃烧4、过量空气系数α5、理论空气量6、过量空气7、漏风系数8、飞灰浓度9、理论烟气容积10、理论干烟气容积11、三原子气体容积份额二、填空题：1、当α>1、完全燃烧时，烟气的成分有________________________；当α>1、不完全燃烧时，烟气的成分有________________________。
2、烟气焓的单位是“kJ/kg”，其中“kg”是指______________________。
3、负压运行的锅炉中，沿烟气流程到空气预热器前，烟气侧的RO2逐渐______，O2逐渐_______，烟气侧的α逐渐_______，漏风总量逐渐________，飞灰浓度逐渐______。
4、烟气中的过量空气（含水蒸气容积）ΔV=_________________。
5、利用奥氏烟气分析仪进行烟气分析时，先让烟气经过装有___________溶液的吸收瓶1，以吸收烟气中的___________；再让烟气经过装有___________溶液的吸收瓶2，以吸收烟气中的___________；最后让烟气经过装有___________溶液的吸收瓶3，以吸收烟气中的___________。
以上吸收顺序_________颠倒。
6、烟气成分一般用烟气中某种气体的_________占_________容积的_________表示。
7、完全燃烧方程式为__________________，它表明___________________________。
当α=1时，该方程式变为_________________，它表明______________________，利用它可以求___________________________。
8、计算α的两个近似公式分别为________________、_______________。
(完整版)锅炉原理试题
第一部分 选择题一、单项选择题（本大题共10小题，每小题1分，共10分）在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。
1．管式空气预热器漏风系数与回转式空气预热器漏风系数相比，国内目前普遍存在的情况是（ ）A ．管式空气预热器漏风系数大B ．回转式空气预热器漏风系数大C ．两者相接近，漏风系数水平相当D ．可能管式空气预热器漏风系数大，也有可能回转空气预热器漏风系数大2．阿累尼乌斯定律确定了（ ）A ．化学反应速度与反应压力之间的关系B ．化学反应速度与反应温度之间的关系C ．化学反应速度与反应浓度之间的关系D ．化学反应速度与反应质量之间的关系3．在进行煤粉筛分时，我国规定煤粉细度为（ ）A ．通过筛子的煤粉量占筛分前煤粉总量的百分数B ．筛子上剩余煤粉量占筛分前煤粉总量的百分数C ．筛子上剩余煤粉量占通过筛子的煤粉量的百分数D ．通过筛子的煤粉量占筛子上剩余煤粉量的百分数4．锅炉机组热平衡计算中，排烟飞灰含碳造成的热损失是（ ）A ．计算在气体未完全燃烧热损失中B ．计算在固体未完全燃烧热损失中C ．计算在排烟热损失中D ．不计算在任何一项中5．国际上通用符号MCR 是指（ ）A ．锅炉的额定蒸发量B ．锅炉的最大连续蒸发量C ．锅炉效率最高的经济蒸发量D ．满足机组额定负荷所需要的锅炉最大蒸发量6．煤中属于灰分的硫是（ ）A ．全硫分B ．有机硫C ．硫铁矿硫D ．硫酸盐硫7．煤隔绝空气加热，放出挥发分后剩下的残留物称为（ ）A ．碳B ．固定碳C ．焦炭D ．残留碳8．我国电厂锅炉系列中，与300MW 凝汽式轮发电机组配套的是（ ）A ．蒸发量为2008t/h 的亚临界压力锅炉B ．蒸发量为1025t/h 的亚临界压力锅炉C ．蒸发量为670t/h 的超高压锅炉D ．蒸发量为420t/h 的超高压锅炉9．2731)Vc B T a A M(Ta Q"6.0pj j 3a 1pj 101－+=ϕψδ上述为炉膛热力计算中，炉膛出口公式。
锅炉题库第三章题库答案
第三章锅炉热平衡一、名词解释1、锅炉热平衡：在正常稳定的运行工况下建立的锅炉热量的收支平衡关系。
2、最佳过量空气系数：使得（q2+q3+q4）之和为最小时的过量空气系数。
3、排烟热损失q2：排出烟气所带走的热量与锅炉输入热量的比值。
4、固体不完全燃烧损失q4：未燃烧完全的那部分固体燃料损失掉的热量与锅炉输入热量的比值。
5、气体不完全燃烧损失q3：未燃烧完全的那部分可燃气体损失掉的热量与锅炉输入热量的比值。
6、正平衡热效率：有效利用热量占燃料输入锅炉热量的份额。
7、反平衡热效率：测出锅炉的各项热损失，从100%中减去各项热损得到的锅炉热效率。
8、锅炉有效利用热：单位时间内工质在锅炉中所吸收的总热量。
9、锅炉实际燃料消耗量：锅炉在运行中单位时间内的实际耗用的燃料量。
10、锅炉计算燃料消耗量：扣除固体不完全燃烧热损失后的锅炉燃料消耗量。
二、填空题1、在室燃炉的各项热损失中，最大的一项是排烟热损失q2 ，其值约为 4%-8% 。
2、锅炉容量越大，q5损失则越小，对于同一台锅炉，负荷越高q5则越小。
3、对于燃煤锅炉，如果燃料和空气都没有利用外来热源进行加热，并且燃料水分M ar<Q ar net。
p/628，这时输入热量Q r的计算式为Qr = Qnet,ar。
三、选择题1、锅炉有效利用热量是指下列哪些受热面中的工质所吸收的热量。
(1)(2)(3)(4)（1）水冷壁（2）省煤器（3）过热器（4）再热器（5）空气预热器2、最佳过量空气系数是指_____时所对应的过量空气系数。
(3) （1）热效率最高（2）燃烧效率最高（3）q2+q3+q4最小3、飞灰中灰量占总灰量的份额用符号表示____。
(1)（1）αfh（2）C fh（3）A fh（4）G fh4、锅炉额定蒸发量越大q5____。
（2）（1）越大（2）越小（3）不变5、除尘器漏风量增加，炉膛出口负压不变，q2____。
(3)（1）增加（2）减小（3）不变四、判断题1、锅炉蒸发量越大，其散热损失q5则越大。
03第三章 燃料燃烧计算和锅炉机组热平衡
22
5. 理论烟气量
V
0 y
Car S ar N ar 0 V 1.866 0.7 0.8 0.79V 100 100 100 H ar M ar 0 11.1 1.24 1.61d kV 1.24Wwh 100 100
0 y
23
完全燃烧实际烟气量
1. 可燃物燃烧生成的CO2、SO2
3. O2的体积：
VO2 0.21( a 1)V
0
24
完全燃烧实际烟气量
3. 水蒸气的体积：理论水蒸汽量和随过量空气代入 的水蒸气量
VH 2 O V
0 H 2O
1.61d k ( a 1)V
0
将以上各式代入： 整理得：
V y VRO2 V N 2 VO2 VH 2O
0 y 0 N2
0 H2O
(c)H2O
实际烟气的焓：实际烟气焓等于理论烟气焓、过量空气焓和 烟气中飞灰焓之和。 飞灰焓：
hy h ( 1)h hfh , kJ / kg
0 y 0 k
Aar h fh fh (c ) h , kJ / kg 100
（cθ ）h：1kg灰在θ ℃时的焓， kJ/kg。
8
硫燃烧消耗的氧气量
S O2 SO2 32 22.4 22.4 3 1kg Nm 32
Sar 22.4 Sar 3 0.7 Nm 32 100 100
9
第二节 燃烧所需空气量
理论空气量V0：1kg燃料完全燃烧时所需的
最少空气量称为理论空气量。 V0 =燃料中各元素完全燃烧所需空气量之和 减去燃料自带的含氧折算量
C a r ,C O 2 2 .4 C a r , C O 1 .8 6 6 , Nm3 12 100 100
锅炉原理燃料燃烧计算
1 α= O2 − 0.5CO 79 1− × 21 100− (RO + O2 + CO) 2
过量空气系数
ROmax 2 α≈ RO2
完全燃烧且不计β 完全燃烧且不计β
21 α≈ 21−O2
推导过程
燃料的燃烧计算
不完全燃烧时的过量空气系数
α =
V V = = 0 V - ∆ Vg V 1 = ∆ Vg V 1 (α − 1)V 1− αV 0
0
10
由式 V O 2 ＝0.21 (α − 1)V ＋ 0.5 V CO ，可得 (α − 1)V ＝
0
V O 2 － 0.5 V CO 0 . 21
固体和液体燃料 N ar 比较小，可忽略不计。
0 N2
则由式
VN2 N ar 0 0 0 0 V ＝0 . 8 ＋ 0 . 79 V ， V N 2 = V N 2 + 0 . 79 (α − 1)V , 得 α V ＝ 100 0 . 79 1 将以上两式代入第一式 ，得 α ＝ 0 . 79 V O 2 − 0.5 V CO 1− 0 . 21V N 2
= V gy + V
1kg C + 1.866 Nm3 O2 → 1.866 Nm3 CO2 1kg C + 0.933 Nm3 O2 → 1.866 Nm3 CO H 2O
Car VCO2 +VCO = 1.866 100
燃料的燃烧计算
不完全燃烧时烟气中氧的体积
V O 2 = 0 . 21 (α − 1)V + 0 . 5 × 1 . 866
燃烧计算的物理模型 kg燃料为计算基础 以1kg燃料为计算基础 所有气体均视为理想气体（22.4Nm3/kmol） /kmol） 所有气体均视为理想气体（22. 假定完全燃烧 略去空气中的稀有成分，认为空气只由N 略去空气中的稀有成分，认为空气只由N2和O2 组成，且二者容积比为79 79： 组成，且二者容积比为79：21
燃料燃烧计算和锅炉机组热平衡2
得到：
Vgy
VRO 2
VCO
VO2
V0 N2
0.79 0.21 (VO2
0.5VCO )
四．烟气中三原子气体的容积 份额和飞灰浓度
容积份额
rRO2
VRO2 Vgy
, pRO2
rRO2 p
rH 2O
VH 2O Vgy
,
pH 2O
rH2O p
飞灰浓度 Aara fh
100my
kg/ kg
三、根据烟气分析结果对干烟气体积的 计算
奥氏分析仪的分析结果为烟气体积百分 含量，则可得书式3-50
烟气成分分析仪得到浓度数据，ppm （百万分之一）
现用mg/m3，换算关系：1ppm=分子量 /22.4mg/m3。
各种分析设备均已经商业化。电厂均要 求上烟气在线监测系统，EMS。
在燃烧正常的情况下，煤粉炉炉膛出口 烟气中的主要成分含量范围：
讨论
烟气中三原子气体的最大百分比含量:
由完全燃烧方程得：
RO2
21 O2
1
当送入理论空气量，且完全燃烧时，
(RO2
)
m
a
x
1
21
基本知识
在燃煤的条件下，通常，
RO2 14 ~ 19%
O2 2 ~ 4%
RO2
O2 α
不完全燃烧方程
在不完全燃烧的条件下，且认为仅存在CO， 将满足如下方程，
三、不完全燃烧时的烟气量
当发生不完全燃烧时，烟气的成分除了 CO2、SO2、N2、O2、H2O外，还有不完 全燃烧产物CO以及H2和CmHn等。其中H 和CmHn数量很少，一般工程计算中可忽 略不计。因此，当燃料不完全燃烧时， 可以认为烟气中不完全燃烧产物只有CO。 这使得烟气量为：
5.5锅炉习题及复习思考题-s1
5.5锅炉习题及复习思考题-s1锅炉原理复习思考题⼀、绪论1. 什么是锅炉？简述锅炉的任务、锅炉本体和锅炉的安全附件。
（⽣产蒸汽或热⽔的换热设备；锅炉的任务燃料（煤、油、天然⽓等）的化学能转化为热能；锅炉本体由汽锅、炉⼦及安全附件组成，锅炉的安全附件⽔位计、压⼒表、安全阀）2. 以某台锅炉为例说明锅炉的基本⼯作过程（要求说明锅炉的烟风系统、汽⽔系统及上煤出灰系统的⼯艺流程）。
（燃料的燃烧过程、烟⽓向⼯质的传热过程、⽔受热和汽化过程）3. 锅炉的主要特性参数（锅炉容量、额定压⼒、额定温度）4. 熟悉我国锅炉的参数系列（低压、中亚、⾼压、超⾼压、亚临界和超临界）。
5. 锅炉型号的表⽰⽅法，说明下列锅炉型号所表⽰的意义。
1)SG220-9.9/540-H2 2)WG130-3.9-A3)DG65-3.9/450-AW3 4)BG410-13.8/5405)HG670-13.8-540/540-H6 6)SG1025-16.8-540/540-ASHL10-1.3-AII的含义：SH：双锅筒横置式，L：链条炉排锅炉，10：额定蒸发量为10t/h，1.3:额定压⼒为1.3MPa饱和蒸汽，AⅡ:燃⽤Ⅱ类烟煤。
DHL10-1.3-AII型锅炉型号中各部分的含义：DH：单锅筒横置式、L：链条炉、10：额定蒸发量10t/h、1.3：额定⼯作压⼒1.3MPa、AII：⼆类烟煤。
6. 锅炉的压⼒是如何保持的，有⼈说是烧⽕烧出来，对否？为什么？7. 说明锅炉汽⽔系统中各部件中，那个部件压⼒最⾼？那个部件压⼒最低？部件最低的压⼒应是多少（不必指明压⼒的具体数值）？8. 锅炉的分类（烟管锅炉、⽔管锅炉、烟⽔管锅炉、废热锅炉），锅炉按燃烧⽅式是怎样分类的？（层然炉、室燃炉、流化床炉）按⽔循环原理是怎样分类的？（⾃然循环、强制循环、直流、复合循环和低倍率循环）9. 为什么⾼参数⼤容量锅炉⼀般不布置锅炉管束？10.锅炉的安全性和经济性指标？（经济性：锅炉效率、锅炉耗电率和钢材耗⽤率；安全性：连续运⾏⼩时数、事故率、可⽤率、利⽤率、额定容量利⽤率）⼆、锅炉燃料1. 煤的元素分析成分有哪⼏种？哪些是有利成分？哪些是不利成分？（C 、H 、O 、N 、S 、M 、A ）2. 煤中硫以哪⼏种形式存在？哪种硫为可燃硫？哪种硫划归为灰分？（有机硫、⽆机硫（硫铁矿硫和硫酸盐硫）3. 煤的⼯业分析成分有哪些？固定碳、焦炭和煤的含碳量是否是⼀回事？若不是,三者有何区别？（挥发分、固定碳、灰分和⽔分）4. 写出折算硫分、折算灰分、折算⽔分的表达式。
锅炉原理第三章热平衡
● 四部分组成：
燃料中的水汽化生成的水蒸气体积： 理论空气量带入的水蒸气体积：
采用蒸汽雾化等设备带入的水蒸气体积：
1）燃料中的氢完全燃烧产生的水蒸汽
11.1 H ar 100
2）燃料中的水分蒸发形成的水蒸汽
22.4Mar 1.24Mar
18 100
100
3）随同理论空气量V 0带入的水蒸气，其体积为
锅炉原理第三章热平 衡
●概念
燃料的燃烧是指燃料中的可燃元素与氧 气在高温条件下进行的强烈化学反应过程。ห้องสมุดไป่ตู้当烟气中不含可燃物质时称为完全燃烧，否 则称为不完全燃烧。
● 目的
燃料燃烧计算主要是计算燃料燃烧所需 空气量、燃烧生成的烟气量和烟气的热焓等。
● 在计算时假定：
1）空气和烟气的所有组成成分，包括水蒸 气都是理想气体，因此，每一千摩尔气体在标 准状态下的容积是22.41m3；
N2
体积，m3／kg；
V0 H2O
—标准状态下理论水蒸气体积，m3／kg。
2．理论烟气量的计算
理论烟气量： V y 0= V C O 2+ V S O 2+ V N 0 2+ V H 0 2 O ,m 3/k g
VRO2 VCO2VSO2
V y 0V R O 2V N 0 2V H 0 2O,m 3/kg
2）所有空气和其它气体容积的计算单位都 是m3，即以0℃一标准大气压（0.1013MPa）状 态下的立方米为单位。
第一节 燃烧过程的化学反应
● 煤的可燃燃烧成分：碳（C）、氢（H）、硫（S）。
1. 碳的燃烧： ● 完全燃烧
（反应方程式）：
C+O2→CO2 12.1kgC+22.41m3O2→22.41m3CO2 1kgC+1.866m3O2→1.866m3CO2
第3章燃烧计算和热平衡计算
过部分为过剩空气量。将实际空气 Vk 和理论空气量 V 0 之比称为
过量空气系数,即 V K / V 0 或k Kg / Kg —进入炉膛以后，用于烟气量计算的过量空气系数；
k —进入炉膛以前，用于空气量计算的过量空气系数；
2020/4/2
Cc,as 100 Cc,as
ad ,a
Cd ,a 100 Cd,a
af ,a
Cf ,a 100 Cf
,a
)
328.664Aar Qin
100%
ao.a--溢流灰中灰分占入炉燃料总灰分的份额
ac.as---冷灰或冷炉斗灰渣中灰分占入炉燃料总灰分的份额
Co.a --溢流灰中可燃物含量的百分数 Cc.as --冷灰或冷炉斗灰渣中可燃物含量的百分数
§3-1 燃料的燃烧计算
单位燃料燃烧实际所需的空气量为： V K V 0
炉中的过量系数是指炉膛出口处的 l 。它的最佳值与燃料 种类、
燃烧方式及燃烧设备的完善程度有关，对链条炉，l 1.3 ~ 1.5
对油炉和天然气炉，
l
1.1
燃煤工业锅炉采用工业通风，炉膛和其后的烟道都处于负压
状态，
通过炉墙和烟道要渗入一部分冷空气，随烟气流动空气过量 系数将
增大。常用漏风系数表示。漏风系数大，会造成更大的排烟 损失。
2020/4/2
§3-1 燃料的燃烧计算
气体燃料，可按气体组成用化学计量方程式求的理论空 V 0
气量
V
0
=0.0476
0.5CO+0.5H
2
+1.5H
2S+0.5
(m+
2
锅炉第二章题库答案
第二章燃料与燃烧计算一、名词解释1、发热量:单位质量得燃料在完全燃烧时所放出得热量。
2、高位发热量:1kg燃料完全燃烧后所产生得热量,包括燃料燃烧时所生成得水蒸气得汽化潜热。
3、低位发热量:高位发热量中扣除全部水蒸气得汽化潜热后得发热量。
4、标准煤:规定收到基低位发热量Qnet,ar =29308kJ/kg得煤。
6、煤得挥发分:失去水分得干燥煤样置于隔绝空气得环境下加热至一定温度时,煤中得有机物分解而析出得气态物质得百分数含量。
7、油得闪点:油气与空气得混合物与明火接触发生短暂得闪光时对应得油温。
8、完全燃烧:燃烧产物中不再含有可燃物得燃烧。
:指燃料得燃烧产物中还含有某些可燃物质得燃烧。
10、理论空气量:1kg收到基燃料完全燃烧,而又无过剩氧存在时所需得空气量。
11、过量空气系数:实际供给得空气量与理论空气量得比值。
12、理论烟气量:供给燃料以理论空气量,燃料达到完全燃烧,烟气中只含有二氧化碳、二氧化硫、水蒸气及氮气四中气体时烟气所具有得体积13、烟气焓:1kg固体、液体燃料或标准状态下1m³气体燃料燃烧生成得烟气在等压下从0℃加热到某一温度所需得热量。
二、填空1、煤得元素分析法测定煤得组成成分有碳、氢、氧、氮、硫、灰分、水分,其中碳、氢、硫就是可燃成分,硫就是有害成分。
2、煤得工业分析成分有水分、挥发分、固定碳与灰分。
3、表征灰得熔融特性得四个特征温度为变形温度、软化温度、半球温度与流动温度。
4、煤得炭化程度越深,其挥发分含量越少,着火温度越高,点火与燃烧就越困难。
5、煤得成分分析基准常用得有收到基、空气干燥基、干燥基与干燥无灰基。
6、理论水蒸气体积,包括燃料中氢完全燃烧生成得水蒸气、燃料中水分受热蒸发形成得水蒸气、理论空气量带入得水蒸气三部分。
7、随同理论空气量V k0带进烟气中得水蒸气体积为0、0161 V k0m3/kg。
8、烟气成分一般用烟气中某种气体得所占干烟气总体积得体积百分数含量来表示。
燃烧与热平衡
燃烧与热平衡1. 发生燃烧必须同时具备的三个条件是 化剂）和（着火热源）。
2. 炉内燃烧后剩余空气量通常用（示，我厂#1、2炉其设计值约为（1.2 ）。
3. 煤粉从进入炉内到燃烬大致可分为（ 段 ），（燃烧阶段）和（燃烬阶段4. 锅炉各项损失中，最大的热损失是（法的准确性（较高）6. 挥发分低的煤，着火温度（高），达到着火温度所需的热量（多）。
7. 燃用挥发分低的煤，一次风率可（小些），一次风温可（高 些）°&直流喷燃器喷出气流的扩散角较（ 小 ），射程（长）9. 水冷壁结焦时，自然循环炉可能影响（水循环），大面积结焦时，将使锅炉（出力）和（效率）明显下降。
10. 排烟容积增加，排烟损失（ 增大），排烟温度升高， 排烟损失（增大）°11.（ q 3 ）和（q 4 ）表示化学不完全燃烧损失和机械不完全 燃烧热损失。
12.理论空气量是指（1kg 燃料完全燃烧且没有氧剩余）所需的空气量。
13.过量空气系数是指 （实际空气量与理论空气量的比值)°14.煤粉炉按排渣方式分为两种型式，则（固态排渣炉 ）和 （液态排渣炉 )°15.当受热面结焦时， 受热面内的工质吸热（减少），以致烟温（升高）。
一、填空题： 锅炉燃烧的热损失是（化学不完全燃烧）热损失。
5.火电厂在计算锅炉效率时常采用（ 反平衡法），这种方（可燃物质）、（氧过量空气系数）来表 着火前的准备阶）°16.动力燃烧区主要取决于（化学反应动力因素）。
扩散燃烧区主要取决于（氧的扩散速度）。
17.AA层辅助风的作用是提供下层煤粉燃烧的氧气，（防止煤粉离析）和（防止火焰下冲）。
18.增大一次风量，煤粉气流的着火热（增大），着火（推迟）。
19.水冷壁结焦，会导致炉膛出口温度（升高），过热汽温（升高）。
20.（氧量不足。
，容易形成还原性气氛，引起（结焦）。
21.容积热强度（大。
，炉膛温度（咼），容易引起结焦。
炉膛热平衡与燃料消耗量计算
炉膛热平衡与燃料消耗量计算基准温度为车间内环境平均温度，设t 环 = 10℃。
1） 炉膛热收入 Q 入 ① 炉料燃烧化学热 Q 烧设炉膛燃料消耗量为B （Nm 3/h ），则 Q 烧 = BQ 低=7925B kJ/h ②预热空气进入炉膛物理热 Q 空查表，t 空 = 550℃时，c 空 = 1.352kJ/(Nm 3℃) t 环 = 10℃时，c 环 = 1.296kJ/(Nm 3℃)Q 空 = BL n (c 空t 空 – c 环t 环) = 1.8×（1.352×550－1.296×10）B = 1315B kJ/h ③金属氧化放热 Q 放Q 放 = 5588×P ×a = 5588×240000×0.015 = 2.01×107 kJ/h a －铁在炉中的氧化烧损率，kg/kg ，取0.015； 5588－1千克铁氧化放热量，kJ/kg ； P －生产率，kg/h 。
所以，Q 入 = Q 烧 + Q 空 + Q 放 = 7925B + 1292B + 2.01×107 = 9217B +2.01×107 kJ/h 2） 炉膛热支出 Q 出 ① 产品带出的物理热 Q 产查表，t 产 = 1165℃时，c 产 = 0.6866kJ/(kg ℃)； t 料 =20℃，c 料= 0.4857J/（kg ℃)所以， Q 产=P （C 产T 产-C 料T 料）=240000×（0.6866×1165-0.4857×20）=1.8964×108kJ/h②烟气带出的物理热 Q 烟所以，）（环烟烟烟烟t c t c V B Q n '-''⋅= = B ×2.98×（1.630×1050－1.421×10） = 5058B kJ/h④ 炉壁导热损失均热段炉壁内表面平均温度 t 壁表 的计算 已知：T g 均 = 1250+273 = 1523K ； T 表均 = （1200+1150）/2 +273=1448K ；φKM 均 = 0.56；εg 均 = 0.28；εM 均 = 0.8所以，273)14481523()]8.01)(28.01(56.01[28.028.018.056.01114484444----⨯+⨯-⨯⨯++=）（壁表均t = 1489－273 = 1216 ℃ 环境平均温度：t 环均 = 10 ℃ 炉壁导热损失计算 均热段炉顶已知：t 壁表均 = 1216℃；t 环均 = 10℃； F 壁均表=B ×L=12.8×6.3=80.64㎡ s 可塑料 = 0.23m ；s 轻浇 = 0.05m ； λ可塑料= 0.95W/mK ；λ轻浇= 0.25W/mK所以， Q 均表=(1216-10)/(0.23/0.95×3.6+0.05/0.25×3.6+0.014) ×80.64 =710870 kJ/h同理计算其他部位炉壁导热损失表5炉壁导热损失⑤ 经炉门的散热损失 Q 门 Q 门 = Q 辐 + Q 溢A ）经炉门的辐射热损失 Q 辐ϕφ⋅⋅⋅⋅=F T Q g4)100(43.20辐 kJ/ha) 经出料炉门的辐射热损失 Q 辐出料 均热段炉气温度 T g 均 = 1250+273 =1523K 炉门开启面积 F = 12.8×0.7 = 8.96 m 2取单位时间开启时间 ϕ = 1；遮蔽系数 φ = 0.6，则Q 辐出料=20.43×（1523/100）4×8.96×1×0.6=5909179 kJ/h b) 经进料炉门的辐射热损失 Q 辐进料Q辐进料=20.43×（（1050+273）/100）4×8.96×1×0.8=4486480kJ/h 所以，Q辐= Q辐出料+ Q辐进料= 5909179+ 4486480=10395659kJ/h B) 经炉门的溢气损失Q溢忽略不计，可认为是烟气带走热量的一部分。
第3章燃料燃烧计算和锅炉机组热平衡_锅炉燃烧技术
Δ α 各受热面处烟气侧漏
风系数，查表确定；△V为烟道
漏风量 为炉膛出口处过剩空气系
数，表征炉内燃烧状况的重要
物理量，在推荐值范围内选取
过剩空气系数β与漏风系数△α
ky ky ky
zf ky
Qr
四、锅炉输出热量
1、排烟热损失 2、气体不完全燃烧热损失 3、固体不完全燃烧热损失
4、散热损失
5、灰渣物理热损失 6、有效利用热
1、排烟热损失 Q2 定义
烟气排入大气所造成的热损失
计算
1、排烟热损失 Q2 影响排烟热损失的主要因素
Q2 f py , 燃性, l '', , 受热面无损程度
为理想烟气焓、理想空气焓和飞灰焓 c i 为1Nm3空气、烟气各成分和1kg灰在温度为 ℃时的焓值，见表2-9； a fh为烟气携带飞灰的质量份额。对固态排渣煤粉炉，取 a fh 0.9～0.95
0 0 I y、I k 、I fh
焓 温 表
烟气的焓值 H y
取决于燃料种类、过剩空气系数及烟气温度
效率越高Βιβλιοθήκη 热 平 衡 范 围二、锅炉热平衡方程式
Qr Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6
100 q1 q2 q3 q4 q5 q6
qi = Qi / Qr ×100
式中
Qr
输入热量
Q1 有效利用热 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 散热损失 Q6 灰渣物理热损失
三、锅炉输入热量 Qr
Qr ir Qwr Qzq , kJ/kg
锅炉原理(第三章)
Nm3 /
Vgy =
1.866 Car 0.375Sar RO 2 CO
Nm3 / kg
3.5 燃烧方程式
不完全燃烧干烟气体积
Vgy VRO2 79 VCO VO2 V VO2 0.5VCO 21
0 N2
Nm3 /kg
不完全燃烧方程式：
21=RO 2 +0.605CO+O 2 RO 2 CO
max
RO
21 2= 1+
3.6 运行中过量空气系数的确定
运行中
0.79 VO 0.5VCO 2 1 0.21VN2
1
79 O 2 0.5CO 1 21N 2
1
运行中，不完全燃烧的过量空气系数
79 O2 0.5CO 1 21 100- RO2 O2 CO
VCO VCO2 1.866Car,CO 1.866Car,CO2 1.866Car + = Nm3 /kg 100 100 100
(2) 不完全燃烧时烟气中的氧体积
VO2 0.5
VN2
1.866Car,CO 100
0 N2
+0.21 1V 0
Nm3 /kg
Nm3 /kg
0.79 V + VO2 0.5VCO 0.21
pRO2 rRO2 p pH2O rH2O p
kg/kg kg/kg
p——烟气总压力，MPa；一般取 p=0.098 MPa
Aar my =1 1.306V 0 100
afh——飞灰占总灰分的质量份额，一般取 0.9~0.95 my ——1kg燃料燃烧得到的烟气质量， kg/kg 1.306αV0 ——1kg燃料燃烧所需空气及所含水分转入烟气的质量，kg/kg
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第三章燃料燃烧计算与锅炉热平衡（1）
一、名词解释：
1、燃烧
2、完全燃烧
3、不完全燃烧
4、过量空气系数α
5、理论空气量
6、过量空气
7、漏风系数
8、飞灰浓度
9、理论烟气容积
10、理论干烟气容积
11、三原子气体容积份额
二、填空题：
1、当α>1、完全燃烧时，烟气的成分有________________________；当α>1、不
完全燃烧时，烟气的成分有________________________。
2、烟气焓的单位是“kJ/kg”，其中“kg”是指______________________。
3、负压运行的锅炉中，沿烟气流程到空气预热器前，烟气侧的RO2逐渐______，O2
逐渐_______，烟气侧的α逐渐_______，漏风总量逐渐________，飞灰浓度逐
渐______。
4、烟气中的过量空气（含水蒸气容积）ΔV=_________________。
5、利用奥氏烟气分析仪进行烟气分析时，先让烟气经过装有___________溶液的吸
收瓶1，以吸收烟气中的___________；再让烟气经过装有___________溶液的吸收瓶2，以吸收烟气中的___________；最后让烟气经过装有___________溶液的吸收瓶3，以吸收烟气中的___________。
以上吸收顺序_________颠倒。
6、烟气成分一般用烟气中某种气体的_________占_________容积的_________表示。
7、完全燃烧方程式为__________________，它表明___________________________。
当α=1时，该方程式变为_________________，它表明______________________，利用它可以求___________________________。
8、计算α的两个近似公式分别为________________、_______________。
两式的使
用条件是________________________________。
三、判断改错题：
1、实际空气量就是燃料完全燃烧实际需要的空气量。
（）
2、负压运行的锅炉中，沿烟气流程到空气预热器前，烟气侧的RO2、O2是逐渐减
少的。
（）
3、负压运行的锅炉中，沿烟气流程到空气预热器前，烟气侧的α和漏风总量是逐
渐增大的。
（）
4、、煤种不同而理论空气量是相同的。
（）
5、固态排渣煤粉炉燃烧室出口的飞灰浓度大于空气预热器前的飞灰浓度。
（）
6、烟气成分分析中，RO2、O2、CO等分别表示这些气体的容积占全烟气容积的百
分数。
（）
四、计算题：
1、已知煤的分析数据如下：
C ar=56.83% H ar＝4.08％O ar＝9.63％N ar=0.73% S ar＝0.63％A ar＝19.12％
M ar =8.98% V daf =34.28% Q net，ar=22263kJ/kg
试计算：
（1）此种煤完全燃烧时的理论空气量V0；
（2）在固态排渣煤粉炉中燃烧时的实际空气量V k；（α=1.2）
（3）完全燃烧时的烟气体积V y 、V gy 、V H2O；
（4）完全燃烧时形成的烟气在1000℃时的焓。
2、某锅炉燃煤的特性系数β＝0.11，理论空气量V0＝7.1Nm3/kg。
运行中测知省煤
器前后的RO2值分别为14.3%及14%。
求该省煤器处的漏风系数及漏风量。
3、已知：某燃料每千克完全燃烧后，形成的烟气体积V y=6.5Nm3/kg，其中：
V H2O=0.5Nm3/kg，V RO2=0.9Nm3/kg，V O2=0.24Nm3/kg
求：完全燃烧时过量空气系数α（不能用近似公式）及三原子气体的容积份额。
4、已知锅炉每小时燃煤20 t/h，燃料成分如下：
C ar=49.625% H ar＝5.0％O ar＝10％N ar=1.375% S ar＝1.0％A ar＝20％
M ar=13%
锅炉在完全燃烧情况下，如果测得炉子出口处R O2L=15%，而排烟处RO2py=12.5%，试求每小时漏入烟道的空气量。
第三章燃料燃烧计算与锅炉机组热平衡（2）
一、名词解释：
1、最佳过量空气系数
2、排烟热损失
3、机械不完全燃烧热损失
4、化学不完全燃烧热损失
5、正平衡效率
6、反平衡效率
7、燃烧效率
8、锅炉的输入热量
9、锅炉计算燃料消耗量
10、锅炉有效利用热量
11、锅炉热损失
二、填空题：
1、在室燃炉各项热损失中，最大一项热损失是______________，其值约为________。
2、对于固态排渣煤粉炉，不完全燃烧热损失是指_____________________。
3、最佳过量空气系数是指_______________________时所对应的过量空气系数。
4、现代大型电站锅炉输入热量中最大一项是________________________。
5、电站锅炉有效利用热量中最大一项是____________________________。
6、锅炉容量越大，其散热损失_______。
7、燃气炉、燃油炉、煤粉炉三种锅炉，一般________炉的q3最大。
8、燃煤锅炉如果没有用外界热量加热燃料时，只有当固体燃料的水分___________
时才考虑计算燃料的物理显热。
9、对于固态排渣煤粉炉，只有当_______________时才考虑计算q6，计算时灰渣的
温度取_________。
10、锅炉的有效利用热量一般包括______________、______________、______________
和______________吸收的热量。
三、问答题：
1、写出锅炉热平衡方程式的两种表达式，并说明式中各项名称。
2、提高锅炉热效率时，为什么不能把排烟温度降得很低？
3、现代电站锅炉常用什么方法求热效率，为什么？
4、说明影响排烟热损失的主要因素及降低排烟热损失的措施有哪些？
5、说明影响机械不完全燃烧热损失q4的主要因素及降低q4的措施有哪些？
6、锅炉燃料消耗量和计算燃料消耗量有何不同？各在什么情况下使用？
四、计算题：
1、已知：某锅炉额定蒸发量D=410t/h，过热蒸汽的出口焓h gq〃=3475kJ/kg，进入
锅炉的给水焓h gs=963kJ/kg，锅炉排污率为2％，汽包内炉水焓h ls=1340kJ/kg，各项热损失之和Σq=9.5%，其中q4=1.5%，燃料低位发热量Q net，ar=20935kJ/kg 求：锅炉的计算燃煤量和标准燃煤量。
2、已知：某锅炉运行时测得如下数据：
q2=5% q3=0.5% q4=1.5% q5=0.5% q6=0 h gq〃=3475kJ/kg h gs=921kJ/kg B=36.27t/h 燃料低位发热量Q net，ar =16747kJ/kg。
求：该锅炉的蒸汽量。