《消防燃烧学》第6章空气消耗系数及不完全燃烧热损失
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热损失的检测计算原理和方法
2
第一节 燃烧产物气体成分的测定和验证
3
气体分析方程 ——判断测量烟气数据准确性
在使用仪器及相应方法测量得到烟气成分数据后， 需要验证所得数据的准确性
满足气体分析方程的数据就是有效的(误差范围内)
(1 )RO2 '(0.605 )CO'O2 '0.185H2 ' (0.58 )CH 4 ' 21
VRO2
Vn,d
(RO2 'CO'CH 4 ') 100
依据烟气中成分同样可以得到V0,d和Vn,d间的关系
计算过程依据可回顾第四章
V0,d
Vn,d
100 4.76O2 '0.88H2 '1.88CO'7.52CH 4 ' 100
3、得气体分析方程，上两式子代入定义式(6-1)得到
RO’2,max，再将RO’2,max的表达式代入β的定义式(6-2)
=
12010（ O2'
0.5CO
'
0.5H 2
2CH
' 4
)
1 100
Vn,d
7
V0,d与Vn,d的关系
因此，n>=1时，
V0,d
Vn,d (100 4.76O2'
0.88H
' 2
1.88CO
'
7.52CH
' 4
)
1 100
在n<1时，上式同样成立 把上式和VRO2代入RO’2,max的计算式，即可得
（1）引入一个参数K就是为了避免用产物中的H2O’ 成分数据
（2）并且常数K可依据燃料成分求得，跟燃烧过 程无关。
15
不完全燃烧n值修正
不完全燃烧，则燃烧产物中还存在CO、H2、CH4等 可燃成分
n
1完、O全修2 燃'正(烧0O.5时2C’将O。'消0n耗.值5的H公2氧式'2中C氧H 4量')应 K减(去RO这2 '些C可O燃'气CH体4 '
6
V0,d与Vn,d的关系
对于完(全Vn,d燃) 完烧=(V：n,d )不V1n,0d0=V0.05,Cd+O(1'L000n.-5LH02')
2CH
' 4
（此时n>=1）
如果不完全燃烧：
O2'
O' 2,过
（0.5CO '
0.5H 2
2CH
' 4
如是而何剩n>L余用1n 过的产L剩0，物的O故成2'，,过分Hale Waihona Puke Baidu1表01部0示V分nL,d是n-1L20由100（于过不剩完空全气燃量烧）未。参一加部反分应
定义β就是要依据燃料本身的特征值（与燃烧过程无 关）来判断所测量烟气成分是否具有准确性
实际上从式(6-2)看出做为检测的特征值β和RO’2,max 是一样的，两者有确定的简单关系，用β是为了简便
9
气体分析方程的简化应用
1程、简如化果为(1H2’及)RCOH24'’(很0.小60，5 则可)忽CO略'不O计2 '， 方21
β 是一个燃料特征系数，决定于燃料成分。对于各种燃料其数值 列于表6－1中
RO2＝CO2＋SO2，即两种成分之和 各成分的上标 ’ ——表示是燃烧产物（烟气）成分
4
气体分析方程的导出
1、定义VRO2、RO’2,max、β(存在C、S成分上限)
（1）VRO2是完全燃烧时燃烧产物中RO2（CO2＋ SO2）的数量（注意：不要求n＝1）
完全燃烧情况下(Ln,O2－L0,O2)为烟气中剩余氧量
Ln,O2 - L0,O2=O2’. Vn/100
13
方法1氧平衡原理计算n值
因此得到n值
n O2 ' aRO2 ' bH2O ' aRO2 ' bH2O '
3、引入K表示理论需氧量与燃烧产物中RO2’量的 比值
K aRO2 ' bH2O ' 或 K L0,O2
11
空气消耗系数的计算
1、提出问题：空气消耗系数n值是一个很重要的指标，
对燃烧过程有很大影响，需要确定
2、分析问题：正在工作的炉子，由于存在吸气和漏风
现象，很难测定实际空气消耗量Ln，也就难以用下式求n
n Ln L0
3、解决问题：需要用烟气成分计算空气消耗系数
按氧平衡原理计算n值 按氮平衡原理计算n值
2可、计利算用C上O'’式 （，21假仅 O定测02.'6没得0(15有COS2O’)C2’和O2）O' 2’的情况下，
3、如果(1完 全 )燃R烧O2，'则O没2 '有 2可1燃成分
(1
) RO2
'(0.605
)CO'O2
'0.185H 2
'(0.58
)CH
4
'
21 10
第二节 空气消耗系数的计算
《工程燃烧学》
第六章 空气消耗系数及 不完全燃烧热损失的检测计算
1
对烟气的检测和计算
目标：通过对燃烧产物（烟气）的成分进行气体 分析，实现对空气消耗系数和燃烧完全程度的计 算
途径：气体成分的测量仪器有：奥氏气体分析器、 气体色层分析仪、气相色谱仪、光谱分析仪等
方法：然后按燃料性质和烟气成分反算各项指标 关键问题：需要掌握空气消耗系数和不完全燃烧
12
方法1 氧平衡原理计算n值
思路：1、首先将n值用氧气量来表示
n Ln Ln,O2 L0,O2 (Ln,O2 L0,O2 )
L0 L0,O2
L0,O2
2、用烟气成分表示，L0,O2为理论需氧量，完全燃烧 后全部转化为RO2和H2O，那么必然可以用下式表示
L0,O2 =aVRO2+bVH2O=(aRO2’+bH2O’).Vn/100
RO2 '
VRO2
n O2 ' KRO2 ' KRO2 '
K值可根据燃料成分求得，各燃料K值查表6－3
为什么要引入参数K
14
引入K的意义
在引入K前，n值用燃烧产物表示时，有H2O成分， H2O成分有多少以气态形式存在是很不确定的，取 决于温度
在用仪器测量烟气成分时，都是检测干烟气，一般 不测量H2O成分数据（测量了也不准确）
气体分析方程
8
定义RO’2,max及β的意义
对于确定的燃料，其成分中含C、S元素的量是确定的， 因此在烟气中CO2＋SO2有理论上的最大值，这就是 RO’2,max
根据物质守恒，烟气中所有含C、S元素成分之和不能 超过RO’2,max。如果测量的数据超过了，那就是错误 的。如果相差太大那么就是测量误差大或燃烧状况很 不理想
（2）RO’2,max定义为干理论燃烧产物中的RO2最
大理论含量（干成分%，注意n＝1）
RO'2,max
VRO2 V0,d
100
（6－1）
（3）β由右式定义
RO'2,max
21
1
（6－2）
5
气体分析方程的导出
2、用烟气成分计算RO’2,max，要计算 VRO2和V0,d
根据VRO2的定义，可直接写出
2
第一节 燃烧产物气体成分的测定和验证
3
气体分析方程 ——判断测量烟气数据准确性
在使用仪器及相应方法测量得到烟气成分数据后， 需要验证所得数据的准确性
满足气体分析方程的数据就是有效的(误差范围内)
(1 )RO2 '(0.605 )CO'O2 '0.185H2 ' (0.58 )CH 4 ' 21
VRO2
Vn,d
(RO2 'CO'CH 4 ') 100
依据烟气中成分同样可以得到V0,d和Vn,d间的关系
计算过程依据可回顾第四章
V0,d
Vn,d
100 4.76O2 '0.88H2 '1.88CO'7.52CH 4 ' 100
3、得气体分析方程，上两式子代入定义式(6-1)得到
RO’2,max，再将RO’2,max的表达式代入β的定义式(6-2)
=
12010（ O2'
0.5CO
'
0.5H 2
2CH
' 4
)
1 100
Vn,d
7
V0,d与Vn,d的关系
因此，n>=1时，
V0,d
Vn,d (100 4.76O2'
0.88H
' 2
1.88CO
'
7.52CH
' 4
)
1 100
在n<1时，上式同样成立 把上式和VRO2代入RO’2,max的计算式，即可得
（1）引入一个参数K就是为了避免用产物中的H2O’ 成分数据
（2）并且常数K可依据燃料成分求得，跟燃烧过 程无关。
15
不完全燃烧n值修正
不完全燃烧，则燃烧产物中还存在CO、H2、CH4等 可燃成分
n
1完、O全修2 燃'正(烧0O.5时2C’将O。'消0n耗.值5的H公2氧式'2中C氧H 4量')应 K减(去RO这2 '些C可O燃'气CH体4 '
6
V0,d与Vn,d的关系
对于完(全Vn,d燃) 完烧=(V：n,d )不V1n,0d0=V0.05,Cd+O(1'L000n.-5LH02')
2CH
' 4
（此时n>=1）
如果不完全燃烧：
O2'
O' 2,过
（0.5CO '
0.5H 2
2CH
' 4
如是而何剩n>L余用1n 过的产L剩0，物的O故成2'，,过分Hale Waihona Puke Baidu1表01部0示V分nL,d是n-1L20由100（于过不剩完空全气燃量烧）未。参一加部反分应
定义β就是要依据燃料本身的特征值（与燃烧过程无 关）来判断所测量烟气成分是否具有准确性
实际上从式(6-2)看出做为检测的特征值β和RO’2,max 是一样的，两者有确定的简单关系，用β是为了简便
9
气体分析方程的简化应用
1程、简如化果为(1H2’及)RCOH24'’(很0.小60，5 则可)忽CO略'不O计2 '， 方21
β 是一个燃料特征系数，决定于燃料成分。对于各种燃料其数值 列于表6－1中
RO2＝CO2＋SO2，即两种成分之和 各成分的上标 ’ ——表示是燃烧产物（烟气）成分
4
气体分析方程的导出
1、定义VRO2、RO’2,max、β(存在C、S成分上限)
（1）VRO2是完全燃烧时燃烧产物中RO2（CO2＋ SO2）的数量（注意：不要求n＝1）
完全燃烧情况下(Ln,O2－L0,O2)为烟气中剩余氧量
Ln,O2 - L0,O2=O2’. Vn/100
13
方法1氧平衡原理计算n值
因此得到n值
n O2 ' aRO2 ' bH2O ' aRO2 ' bH2O '
3、引入K表示理论需氧量与燃烧产物中RO2’量的 比值
K aRO2 ' bH2O ' 或 K L0,O2
11
空气消耗系数的计算
1、提出问题：空气消耗系数n值是一个很重要的指标，
对燃烧过程有很大影响，需要确定
2、分析问题：正在工作的炉子，由于存在吸气和漏风
现象，很难测定实际空气消耗量Ln，也就难以用下式求n
n Ln L0
3、解决问题：需要用烟气成分计算空气消耗系数
按氧平衡原理计算n值 按氮平衡原理计算n值
2可、计利算用C上O'’式 （，21假仅 O定测02.'6没得0(15有COS2O’)C2’和O2）O' 2’的情况下，
3、如果(1完 全 )燃R烧O2，'则O没2 '有 2可1燃成分
(1
) RO2
'(0.605
)CO'O2
'0.185H 2
'(0.58
)CH
4
'
21 10
第二节 空气消耗系数的计算
《工程燃烧学》
第六章 空气消耗系数及 不完全燃烧热损失的检测计算
1
对烟气的检测和计算
目标：通过对燃烧产物（烟气）的成分进行气体 分析，实现对空气消耗系数和燃烧完全程度的计 算
途径：气体成分的测量仪器有：奥氏气体分析器、 气体色层分析仪、气相色谱仪、光谱分析仪等
方法：然后按燃料性质和烟气成分反算各项指标 关键问题：需要掌握空气消耗系数和不完全燃烧
12
方法1 氧平衡原理计算n值
思路：1、首先将n值用氧气量来表示
n Ln Ln,O2 L0,O2 (Ln,O2 L0,O2 )
L0 L0,O2
L0,O2
2、用烟气成分表示，L0,O2为理论需氧量，完全燃烧 后全部转化为RO2和H2O，那么必然可以用下式表示
L0,O2 =aVRO2+bVH2O=(aRO2’+bH2O’).Vn/100
RO2 '
VRO2
n O2 ' KRO2 ' KRO2 '
K值可根据燃料成分求得，各燃料K值查表6－3
为什么要引入参数K
14
引入K的意义
在引入K前，n值用燃烧产物表示时，有H2O成分， H2O成分有多少以气态形式存在是很不确定的，取 决于温度
在用仪器测量烟气成分时，都是检测干烟气，一般 不测量H2O成分数据（测量了也不准确）
气体分析方程
8
定义RO’2,max及β的意义
对于确定的燃料，其成分中含C、S元素的量是确定的， 因此在烟气中CO2＋SO2有理论上的最大值，这就是 RO’2,max
根据物质守恒，烟气中所有含C、S元素成分之和不能 超过RO’2,max。如果测量的数据超过了，那就是错误 的。如果相差太大那么就是测量误差大或燃烧状况很 不理想
（2）RO’2,max定义为干理论燃烧产物中的RO2最
大理论含量（干成分%，注意n＝1）
RO'2,max
VRO2 V0,d
100
（6－1）
（3）β由右式定义
RO'2,max
21
1
（6－2）
5
气体分析方程的导出
2、用烟气成分计算RO’2,max，要计算 VRO2和V0,d
根据VRO2的定义，可直接写出