第3章燃燒計算和熱平衡計算

§3-1燃料的燃燒計算§3-2焓溫表§3-3鍋爐熱平衡2023/2/3第3章燃燒計算和熱平衡計算本章主要內容§3-1燃料的燃燒計算燃料燃燒所需的空氣量計算碳完全燃燒反應方程式C+O2→CO2+40700(kJ/kmol)(C)硫完全燃燒反應方程式S+O2→SO2+334900(kJ/kmol)(S)氫完全燃燒反應方程式2H2+O2→2H2O+241200(kJ/kmol)(H2)2023/2/3§3-1燃料的燃燒計算每千克收到基中的可燃元素分別為Kg碳、Kg硫、Kg氫，而1Kg燃料已含有Kg氫相當于自供氧：

錯了（應為書中）每千克收到基燃料完全燃燒時所需的理論氧氣量為：按空氣中氧的體積分數(shù)21%計算，則1Kg收到基燃料燃燒所需的理論空氣量為：2023/2/3§3-1燃料的燃燒計算乘以干空氣在標準狀態(tài)下的密度，得到以質量表示的理論空氣量：為了使燃料完全燃燒，實際送入的空氣量總大于理論空氣量，超過部分為過剩空氣量。將實際空氣和理論空氣量之比稱為過量空氣系數(shù),即—進入爐膛以后，用于煙氣量計算的過量空氣系數(shù)；—進入爐膛以前，用于空氣量計算的過量空氣系數(shù)；2023/2/3§3-1燃料的燃燒計算單位燃料燃燒實際所需的空氣量為：爐中的過量系數(shù)是指爐膛出口處的。它的最佳值與燃料種類、燃燒方式及燃燒設備的完善程度有關，對鏈條爐，對油爐和天然氣爐，燃煤工業(yè)鍋爐采用工業(yè)通風，爐膛和其后的煙道都處于負壓狀態(tài)，通過爐墻和煙道要滲入一部分冷空氣，隨煙氣流動空氣過量系數(shù)將增大。常用漏風系數(shù)表示。漏風系數(shù)大，會造成更大的排煙損失。2023/2/3§3-1燃料的燃燒計算氣體燃料，可按氣體組成用化學計量方程式求的理論空氣量固體或液體燃料所需理論空氣量按下面經驗公式計算：貧煤及無煙煤：煙煤：劣質煤（）：液體燃料：氣體燃料組分不詳，按下面經驗公式計算：當（）當（）2023/2/3§3-1燃料的燃燒計算燃燒生成的煙氣量計算理論煙氣量計算二氧化碳體積（3-16）二氧化硫體積

（3-17）

（3-18）理論水蒸氣體積，理論水蒸氣的來源有：（1）燃料中氫完全燃燒生成的水蒸氣，2023/2/3§3-1燃料的燃燒計算（2）燃料中水分形成的水蒸氣，（3）理論空氣量帶入的水蒸氣（10g/kg），（4）燃用重油且用霧化時帶入的水蒸氣，水蒸氣體積：（3-19）理論氮氣體積（1）理論空氣量中的氮，（2）燃料本身所含的氮，氮氣的體積：（3-20）2023/2/3§3-1燃料的燃燒計算干煙氣量：理論煙氣量：實際煙氣量的計算當時，當不完全燃燒時，對于1Kg碳，氣體燃料未完全燃燒時：2023/2/3§3-1燃料的燃燒計算煙氣分析及其應用（1）煙氣分析的目的反應爐內燃燒情況，測量空氣過熱系數(shù)，確定排煙熱損失，得到不完全燃燒熱損失（2）奧氏煙氣分析儀（3）煙氣全分析儀（4）紅外煙氣分析儀（5）煙氣中CO含量的計算（6）和的計算（7）過量空氣系數(shù)（8）鍋爐漏風系數(shù)△§3-1燃料的燃燒計算利用煙氣分析進行的計算已知：元素分析各成分→V0k、VRO2煙氣分析測定容積份額：RO2、O2、CO、N2判斷燃燒工況、調整運行計算干煙氣量固體和液體氣體煙氣量CO含量§3-1燃料的燃燒計算燃燒特性系數(shù)完全燃燒方程式煙氣中最大三原子氣體量過量空氣系數(shù)：忽略Nar不完全燃燒完全燃燒§3-2焓溫表空氣焓在標準狀態(tài)下理論空氣的焓為：（3-59）實際空氣的焓：（3-60）（空氣焓溫表見P49表3-3）式中：—1濕空氣在溫度℃時的焓。煙氣焓設計時煙氣焓的計算煙氣焓=理論煙氣焓+過量空氣焓+飛灰焓（3-61）理論煙氣焓（）為（3-62）2023/2/3§3-2焓溫表鍋爐運行時煙氣焓的近似計算

測量煙氣成分和煙氣溫度數(shù)據(jù)進行計算，公式如下：—煙氣的定壓體積比熱，P52頁煙氣焓溫表見P53表3-10熱平衡計算示意圖燃料鍋爐的熱平衡方程式為：（3-72）

—鍋爐輸入熱量，

—鍋爐的輸出熱量，有效利用熱量，—排煙損失的熱量，即排出煙氣所帶走的熱量，—可燃氣體不完全燃燒損失的熱量，—固體不完全燃燒損失的熱量，—鍋爐散熱損失的熱量，—灰渣物理損失熱量和其他的熱損失的熱量，用各項熱量占輸入熱量的比值百分數(shù)（3-73）2023/2/3§3-3鍋爐熱平衡鍋爐輸入熱量（3-74）—燃料收到基的低位發(fā)熱量，—燃料物理顯熱，—噴入鍋爐的蒸汽帶入的熱量，—用外來熱源加熱空氣帶入的熱量，當燃料為煤時，物理顯熱

—燃料溫度，℃—煤和其他固、液體燃料的比熱容，

（3-77）2023/2/3§3-3鍋爐熱平衡鍋爐有效利用熱鍋爐有效利用熱=鍋爐輸出工質的總焓-給水焓飽和蒸汽鍋爐：（3-81）

過熱蒸汽鍋爐：（3-81a）熱水鍋爐：（3-82）鍋爐受熱面單位時間內的有效吸熱量W（3-83）2023/2/3§3-3鍋爐熱平衡各項熱損失及其計算固體不完全燃燒熱損失對于火床爐：（3-84）其中：asl--爐渣中灰分占入爐燃料總灰分的份額ari--漏煤中灰分占入爐燃料總灰分的份額ad.a--煙道灰中灰分占入爐燃料總灰分的份額（與afh什么區(qū)別）af.a--飛灰中灰分占入爐燃料總灰分的份額Csl--為爐渣中可燃物含量的百分數(shù)Cri--漏煤中可燃物含量的百分數(shù)Cd.a--煙道灰中可燃物含量的百分數(shù)Cf.a--飛灰中可燃物含量的百分數(shù)2023/2/3§3-3鍋爐熱平衡§3-3鍋爐熱平衡對于流化床爐：（3-85）ao.a--溢流灰中灰分占入爐燃料總灰分的份額ac.as---冷灰或冷爐斗灰渣中灰分占入爐燃料總灰分的份額Co.a--溢流灰中可燃物含量的百分數(shù)Cc.as

--冷灰或冷爐斗灰渣中可燃物含量的百分數(shù)各項熱損失及其計算可燃氣體不完全燃燒熱損失（3-88）式中：―干煙氣中一氧化碳、氫氣、甲烷的容積百分數(shù)―干煙氣中三原子氣體容積百分比排煙熱損失（3-89）

—排煙焓，

—進入鍋爐的冷空氣焓，

—排煙處的的過量空氣系數(shù)2023/2/3§3-3鍋爐熱平衡各項熱損失及其計算散熱損失額定工況下，鍋爐的散熱損失（3-90）式中：B―鍋爐燃料消耗，kg/hF―鍋爐散熱面積，非額定工況下，與額定蒸發(fā)量或者額定供熱量相差大于25%或（3-9192）

—額定蒸發(fā)量，

—實際蒸發(fā)量，

—額定供熱量，

—實際供熱量，2023/2/3§3-3鍋爐熱平衡保熱系數(shù)假定各段煙道和整臺鍋爐的保熱系數(shù)是相等的，則（3-93）式中：—空氣預熱器吸熱量，若沒有空氣預熱器或吸熱量與鍋爐有效利用熱量相比很小時，（3-94）鍋爐熱效率2023/2/3§3-3鍋爐熱平衡其他熱損失層燃爐：（3-95）

—1kg灰渣的焓，

—灰渣中灰分占入爐燃料總灰量的百分比；流化床爐：（3-96）和分別是溢流灰、冷灰、煙道灰對應的物理熱損失鍋爐內部冷卻損失計算如下：或

2023/2/3§3-3鍋爐熱平衡§3-3-3鍋爐的熱效率及燃料耗量鍋爐的熱效率：技術經濟指標，反應機組的完善程度和運行管理水平定義鍋爐的有效利用熱與鍋爐的輸入熱量之比

（3-102）分類正平衡效率（測試）