锅炉原理第3章燃料燃烧计算和锅炉热平衡计算

Gat：
Gat 0.804
?
1.24Gat
da=10g/kg 空气
V0 H2O
?
11.1 Har 100
? 1.24
M ar 100
?
0.0161V 0
13
第三节 燃烧产生烟气量（燃烧产物）的计算
（2）理论烟气量的计算
Vg0
?
1.866(Car
? 0.375Sar 100
)
?
0.8Nar ? 100
1kg C + 1.866Nm3 O2 → 1.866Nm3 CO2
S + O2 → SO2
1kg S + 0.7Nm3 O2 → 0.7Nm3 SO2
11
第三节 燃烧产生烟气量（燃烧产物）的计算
（2）理论烟气量的计算 ? 理论氮气容积
V0： 0.79V 0
＋
Nar：
22.41 Nar 28 100
4
第二节 燃烧所需空气量的计算
（2）理论空气量的计算
碳完全燃烧反应方程式 C + O2 → CO2
12kg C + 22.41Nm3 O2 → 22.41Nm3 CO2
1kg C + 1.866Nm3 O2 → 1.866Nm3 CO2
1kg H + 5.56Nm3 O2 → 11.1Nm3 H2O
O2 —— VO2
VRO2
? 1.866 Car 100
?
0.7 Sar 100
? 1.866 (Car
? 0.375Sar ) 100
Vg0
V0 N2
?
0.79V 0
?
0.8 Nar 100
过量干空气
Vg
VN2
?
V0 N2
?
0.79 ??
? 1?V0
?? ? 1?V0
VO2 ? 0.21?? ? 1?V0
固体和液体燃料：Nm3（干空气）/kg收到基燃料 气体燃料： Nm3（干空气）/ Nm3收到基燃料
3
第二节 燃烧所需空气量的计算
2.理论空气量的计算
（1）理论空气量的定义 ? 1kg收到基燃料完全燃烧且没有剩余氧存在时 所需要的空气量
（2）理论空气量的计算 ? 方法 C、H、S→燃烧化学反应方程式→理论空气量
1kg S + 0.7Nm3 O2 → 0.7Nm3 SO2
5
第二节 燃烧所需空气量的计算
（2）理论空气量的计算
燃料本身包含的氧量
V0
?
1 0.21
(1.866
Car 100
?
5.56
H ar 100
?
0.7
S ar 100
?
0.7
O a r) 100
外界提供的理论空气量
? 0.0889(Car ? 0.375Sar ) ? 0.265Har ? 0.333Oar Nm3/kg
8
第三节 燃烧产生烟气量（燃烧产物）的计算
2.燃烧工况
理论工况
燃料在没有过剩空气的情况下完全燃烧 燃烧产物（烟气）组成：CO2、SO2、N2和H2O 理论烟气量：Vg0
设计工况
实际送入的空气量大于理论空气量，以保证燃料完全燃烧 燃烧产物（烟气）组成：CO2、SO2、N2 、H2O和剩余O2 实际烟气量：Vg
Vg ? Vg0 ? ?? ? 1?V0 ? 0.0161?? ? 1?V0
? VRO2
?
V0 N2
? ??
? 1?V0
?
V0 H 2O
?
0.0161??
? 1?V0
Vdg
VH2O
15
第三节 燃烧产生烟气量（燃烧产物）的计算
（3）理论烟气量与设计工况下实际烟气量的关系
C —— VCO2 S —— VSO2 N2 —— VN2
?
0.8 Nar 100
V0 N2
?
0.79V 0
?
0.8 Nar 100
12
第三节 燃烧产生烟气量（燃烧产物）的计算
（2）理论烟气量的计算
? 水蒸汽
1kg H + 5.56Nm3 O2 → 11.1Nm3 H2O
Mar： 22.41 Mar ? 1.24 Mar
18 100
100
V0： 1.293V0 da ? 0.0161V0 0.804 1000
Nm3/kg
3.实际空气量的计算
?
(?
)
?
V V0
（定义）
V ? ? (? )?V0
α烟气侧过量空气系数
β空气侧过量空气系数
7
第三节 燃烧产生烟气量（燃烧产物）的计算
1.计算前提
? 理想气体 ? 标准状态（0℃,101325Pa） ? 单位燃料所产生的烟气量
固体和液体燃料：Nm3（烟气）/kg收到基燃料 气体燃料： Nm3（烟气）/ Nm3收到基燃料
1.0161?? ? 1?V0
? ? VH2O
?
V0 H2O
?
0.0161
?
?1
V0
H2O —— VH2O
过量湿空气
V0 H2O
?
11.1 Har 100
? 1.24
0.79V0
?
11.1Har ? 100
1.24Mar ? 100
0.016V10
VRO2 Vdg0
VN20
VH2O0
Nm3（烟气）/kg（收到基燃料）
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第三节 燃烧产生烟气量（燃烧产物）的计算
（3）设计工况下实际烟气量的计算 （α>1 完全燃烧 O2 ≠ 0 CO = 0）
过量的空气
过量空气带入的水蒸汽
当量碳量
收到基燃料
G0 ? 1.293V0 kg（空气）/kg（收到基燃料）
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第二节 燃烧所需空气量的计算
（3）理论空气量的经验估算
● Baidu Nhomakorabea烟煤、贫煤
V0 ? 0.238 Qar ,net ? 600 900
Nm3/kg
● 烟煤
V0 ? 1.05 ? 0.238 Qar ,net ? 0.278 1000
第三章 燃料燃烧计算和锅炉热平衡计算
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第一节 概述
辅助计算
燃烧计算 （物质平衡）
空气量的计算（成分、容积） 烟气量的计算（成分、容积）
空气、烟气焓
热平衡计算 锅炉有效利用热
（能量平衡） 锅炉各项损失
锅炉效率
2
第二节 燃烧所需空气量的计算
1.计算前提
? 理想气体 ? 标准状态（0℃,101325Pa） ? 单位燃料所需干空气量
α=1 完全燃烧 O2 = 0 CO = 0
? 方法
C、H、S→燃烧化学反应方程式→理论烟气量
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第三节 燃烧产生烟气量（燃烧产物）的计算
（2）理论烟气量的计算 ?二氧化碳和二氧化硫容积
CO2+SO2 三原子气体RO2
C + O2 → CO2 12kg C + 22.41Nm3 O2 → 22.41Nm3 CO2
实际工况
实际送入的空气量大于理论空气量，仍为不完全燃烧
燃烧产物（烟气）组成：CO2、SO2、N2 、H2O、剩余O2和CO
实际烟气量：Vg
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第三节 燃烧产生烟气量（燃烧产物）的计算
3.理论烟气量的计算
（1）理论烟气量的定义
? 1kg收到基燃料在以理论空气量V0条件下完全燃烧时
生成的烟气量（或烟气容积） （2）理论烟气量的计算