燃烧计算和热平衡计算课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,3-1,燃料的燃烧计算,3-2,焓温表,3-3,锅炉热平衡,2024/11/5,第,3,章 燃烧计算和热平衡计算,本章主要内容,3-1 燃料的燃烧计算,燃料燃烧所需的空气量计算,碳完全燃烧反应方程式,C+O,2,CO,2,+40700 (kJ/kmol)(C),硫完全燃烧反应方程式,S+O,2,SO,2,+334900 (kJ/kmol)(S),氢完全燃烧反应方程式,2H,2,+O,2,2H,2,O+241200 (kJ/kmol)(H,2,),2024/11/5,3-1 燃料的燃烧计算,每千克收到基中的可燃元素分别为 Kg碳、Kg硫、Kg氢，而1Kg燃料已含有 Kg氢,相当于自供氧：,错了（应为书中）,每千克收到基燃料完全燃烧时所需的理论氧气量为：,按空气中氧的体积分数21%计算，则1Kg收到基燃料燃烧所需的,理论空气量,为：,2024/11/5,3-1 燃料的燃烧计算,乘以干空气在标准状态下的密度，得到以质量表示的,理论空气量,：,为了使燃料完全燃烧，实际送入的空气量总大于理论空气量，超,过部分为过剩空气量。将实际空气 和理论空气量 之比称为,过量空气系数,即,进入炉膛以后，用于烟气量计算的过量空气系数；,进入炉膛以前，用于空气量计算的过量空气系数；,2024/11/5,3-1 燃料的燃烧计算,单位燃料燃烧实际,所需的空气量,为：,炉中的过量系数是指炉膛出口处的 。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，,对油炉和天然气炉，,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。,2024/11/5,3-1 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气量,固体或液体,燃料所需理论空气量按下面,经验公式,计算：,贫煤及无烟煤：,烟煤：,劣质煤（）：,液体燃料：,气体燃料组分不详，按下面经验公式计算：,当（）,当（）,2024/11/5,3-1 燃料的燃烧计算,燃烧生成的烟气量计算,理论,烟气量,计算,二氧化碳体积,（3-16）,二氧化硫体积,（3-17）,（3-18）,理论水蒸气体积 ，理论水蒸气的来源有：,（1）燃料中氢完全燃烧生成的水蒸气，,2024/11/5,3-1 燃料的燃烧计算,（2）燃料中水分形成的水蒸气，,（3）理论空气量带入的水蒸气（10g/kg），,（4）燃用重油且用雾化时带入的水蒸气，,水蒸气体积：,（3-19,）,理论氮气体积,（1）理论空气量中的氮，,（2）燃料本身所含的氮，,氮气的体积：（3-20）,2024/11/5,3-1 燃料的燃烧计算,干烟气量：,理论烟气量：,实际烟气量的计算,当 时，,当不完全燃烧时，,对于1Kg碳，,气体燃料未完全燃烧时：,2024/11/5,3-1 燃料的燃烧计算,烟气分析及其应用,（1）烟气分析的目的,反应炉内燃烧情况，测量空气过热系数，确定排烟热损失，得到不完全燃烧热损失,（2）奥氏烟气分析仪,（3）烟气全分析仪,（4）红外烟气分析仪,（5）烟气中CO含量的计算,（6）和 的计算,（7）过量空气系数,（8）锅炉漏风系数,3-1 燃料的燃烧计算,利用烟气分析进行的计算,已知：元素分析各成分,V,0,k,、V,RO2,烟气分析测定容积份额：RO,2,、O,2,、CO、N,2,判断燃烧工况、调整运行,计算,干烟气量,固体和液体,气体,烟气量,CO含量,3-1 燃料的燃烧计算,燃烧特性系数,完全燃烧方程式,烟气中最大三原子气体量,过量空气系数：忽略N,ar,不完全燃烧,完全燃烧,3-2 焓温表,空气焓,在标准状态下理论空气的焓 为：,（3-59）,实际空气的焓 ：（3-60）,（空气焓温表见P49 表3-3）,式中：,1 湿空气在温度 时的焓。,烟气焓,设计时烟气焓的计算,烟气焓 =理论烟气焓 +过量空气焓 +飞灰焓,（3-61）,理论烟气焓（）为,（3-62）,2024/11/5,3-2 焓温表,锅炉运行时烟气焓的近似计算,测量烟气成分和烟气温度数据进行计算，公式如下：,烟气的定压体积比热，,P52页,烟气焓温表见P53 表3-10,热平衡计算,示意图,燃料锅炉的热平衡方程式为：,（3-72）,锅炉输入热量，,锅炉的输出热量，有效利用热量，,排烟损失的热量，即排出烟气所带走的 热量，,可燃气体不完全燃烧损失的热量，,固体不完全燃烧损失的热量，,锅炉散热损失的热量，,灰渣物理损失热量和其他的热损失的热量，,用各项热量占输入热量的比值百分数,（3-73）,2024/11/5,3-3 锅炉热平衡,锅炉输入热量,（3-74）,燃料收到基的低位发热量，,燃料物理显热，,喷入锅炉的蒸汽带入的热量，,用外来热源加热空气带入的热量，,当燃料为煤时，物理显热,燃料温度，,煤和其他固、液体燃料的比热容，,（3-77）,2024/11/5,3-3 锅炉热平衡,锅炉有效利用热,锅炉有效利用热 =锅炉输出工质的总焓-给水焓,饱和蒸汽锅炉：,（3-81）,过热蒸汽锅炉：,（3-81a）,热水锅炉：,（3-82）,锅炉受热面单位时间内的有效吸热量 W,（3-83）,2024/11/5,3-3 锅炉热平衡,各项热损失及其计算,固体不完全燃烧热损失,对于火床炉：（3-84）,其中：,a,sl,-,炉渣中灰分占入炉燃料总灰分的份额,a,ri,-,漏煤中灰分占入炉燃料总灰分的份额,a,d.a,-,烟道灰中灰分占入炉燃料总灰分的份额（与,a,fh,什么区别）,a,f.a,-,飞灰中灰分占入炉燃料总灰分的份额,C,sl,-,为炉渣中可燃物含量的百分数,C,ri,-,漏煤中可燃物含量的百分数,C,d.a,-,烟道灰中可燃物含量的百分数,C,f.a,-,飞灰中可燃物含量的百分数,2024/11/5,3-3 锅炉热平衡,3-3 锅炉热平衡,对于流化床炉：（3-85）,a,o.a,-,溢流灰中灰分占入炉燃料总灰分的份额,a,c.as,-,冷灰或冷炉斗灰渣中灰分占入炉燃料总灰分的份额,C,o.a,-,溢流灰中可燃物含量的百分数,C,c.as,-,冷灰或冷炉斗灰渣中可燃物含量的百分数,各项热损失及其计算,可燃气体不完全燃烧热损失,（3-88）,式中：干烟气中一氧化碳、氢气、甲烷的容积百分数,干烟气中三原子气体容积百分比,排烟热损失,（3-89）,排烟焓，,进入锅炉的冷空气焓，,排烟处的的过量空气系数,2024/11/5,3-3 锅炉热平衡,各项热损失及其计算,散热损失,额定工况 下，锅炉的散热损失,（3-90）,式中：B 锅炉燃料消耗，kg/h,F 锅炉散热面积，,非额定工况下，与额定蒸发量或者额定供热量相差大于25%,或 （3-91 92）,额定蒸发量，,实际蒸发量，,额定供热量，,实际供热量，,2024/11/5,3-3 锅炉热平衡,保热系数,假定各段烟道和整台锅炉的保热系数是相等的，则,（3-93）,式中：,空气预热器吸热量，,若没有空气预热器或吸热量与锅炉有效利用热量相比很小时，,（3-94）,锅炉热效率,2024/11/5,3-3 锅炉热平衡,其他热损失,层燃炉：（3-95）,1kg灰渣的焓，,灰渣中灰分占入炉燃料总灰量的百分比；,流化床炉：,（3-96）,和 分别是溢流灰、冷灰、烟道灰对应的物理热损失,锅炉内部冷却损失计算如下：,或,2024/11/5,3-3 锅炉热平衡,3-3-3,锅炉的热效率及燃料耗量,锅炉的热效率：,技术经济指标，反应机组的完善程度和运行管理水平,定义,锅炉的有效利用热与锅炉的输入热量之比,（3-102）,分类,正平衡效率（测试）,简单,用于小锅炉的热效率测定，燃料耗量易测,无法分析影响效率的原因,2024/11/5,3-3,锅炉热平衡,3-3,锅炉热平衡,反平衡效率（测试）：,（,3-103,）,复杂、适用于大型锅炉的热效率测定,可供分析效率和提供提高效率的途径,净效率（分析比较用）,j,（3-105）,式中D,z,自用汽耗量t/h,i,q,自用汽焓值kj/kg,i,gs,给水焓值 kj/kg,N,z,自用电耗量kw/h；,b,每度电标准煤耗量kg/kwh,全面分析和比较锅炉机组的经济性,毛效率扣除自用汽和电耗所相当的效率,3-3,锅炉热平衡,设计效率,：,重要设计参数，根据燃料、容量、参数、经验取值,鉴定效率,：,新产品（改造）鉴定、验收，实测（设计参数）,运行效率,：,在积灰、结构、燃料变化情况下，010%,设计效率，用于锅炉房设计保守,燃料耗量,定义：每小时燃料耗用量,计算燃料耗量,关于影响锅炉效率主要热损失,q,2,q,4,的影响因素,2024/11/5,3-3,锅炉热平衡,2024/11/5,