燃烧损失计算课件

1、燃 烧 学第八讲 燃烧检测及燃烧效率第八讲 燃烧损失计算如何进行燃烧质量检测；如何判断燃烧产物成分分析的准确性；烟气中三原子气体成分；燃料特性系数b及其意义、推导；RO2,大的意义及其表达式、推导；RO2表达式及其推导；RO2与RO2,大之间的关系及其推导；气体分析方程推导及其意义；过剩空气系数a推导；燃烧效率、锅炉效率；化学不完全燃烧热损失、机械不完全燃烧热损失影响因素及各自产生原因；化学不完全燃烧热损失、机械不完全热损失控制措施。燃烧过程检测控制燃烧质量检测空气消耗系数燃烧完全程度燃烧完全系数不完全燃烧损失高效安全清洁指标燃烧产物(烟气)成分分析燃料性质烟气成分空气消耗系数燃烧完全程度燃烧

2、过程检测方法燃烧产物气体成分的测定和验证进行燃烧过程检测计算之前，必须知道燃烧产物成分的实测数据气体取样：取样必须有代表性，或多点取样后算平均值取样时不允许混入其它气体取样装置中气体不允许发生化学反应气体分析：奥氏气体分析器；气体色谱分析仪；光谱分析仪燃烧产物气体成分的测定取样气体取样取样必须有代表性温度烟气温度低于600排烟管道高温取样时，取样管需要循环水保护保证取样管内不发生化学反应取样点多点取样分析取平均值经验取点等速取样燃烧产物气体成分分析内容各类气体成分燃烧效率含尘量(含尘浓度)RO2CO2SO2O2、CH4、H2、CO燃烧温度火焰温度分析测试内容燃烧产物气体成分分析内容奥氏烟气分析

3、仪分析测试仪器选择性吸收，慢，15min/样色，眼睛比色，容易出现误差安全，使用玻璃瓶，容易破碎，伤人烟气分析仪RO2、CO、O2各种气体分析仪烟尘、SO2、NOx分析仪烟气成分测定烟气成分分析奥氏烟气分析仪燃烧效率分析仪基本原理：选择性吸收法，即某些吸收剂只与气体燃料中的某种成分发生化学反应并将其吸收或溶解，而与燃料中的其它成分不发生作用。依次与各吸收剂充分接触，各吸收剂吸收后减少的体积即为气体燃料中相应的组分体积。 吸收顺序12345吸收剂40%KOH饱和溴水焦性没食子酸溶液氯化亚铜氨溶液燃烧法被吸收成分CO2、SO2CnHmO2COCH4 和H2烟气成分测定烟气成分分析奥氏烟气分析仪燃烧

4、效率分析仪基本原理：用固体吸收剂吸收干烟气中各成分，用数字直接显示测量结果。其不仅能够给出烟气中的RO2、O2和CO含量，而且能直接测得燃烧效率。需要定期更换固体吸收剂、电池并做相关标定。燃烧产物气体成分分析结果准确性判断燃烧计算基本原理：质量守恒原理燃烧产物组成之间的相互关系干烟气体积计算固体与液体燃料气体燃料干烟气三原子气体烟气三原子气体都有哪些？完全燃烧方程式1燃料特性系数，取决于燃料成分完全燃烧燃烧产物组成之间的相互关系固体、液体燃料RO2,大与燃料特性有关，取决于燃料成分完全燃烧时燃烧产物中RO2的体积完全燃烧方程式1燃料特性系数，取决于燃料成分中的C、H、O、N、S完全燃烧燃烧产物

5、组成之间的相互关系固体、液体燃料完全燃烧方程式燃料特性系数b固体和液体燃料：气体燃料：燃料中的自由氢与碳之比燃烧产物组成之间的相互关系燃料特性系数b燃烧产物组成之间的相互关系越大， RO2,大越小。大表明燃料中含H2多，生成的H2O不计于干烟气中，且H2燃烧需要通入更多的空气，带入的N2冲淡了烟气中的RO2，从而使RO2,大变小。RO2,大与实际燃烧产物成分之间的关系不完全燃烧：1完全燃烧：不完全燃烧：RO2,大与实际燃烧产物成分之间的关系过剩空气量1RO2,大与实际燃烧产物成分之间的关系a1而过剩的未能参加燃烧反应而节省下来的1RO2,大与实际燃烧产物成分之间的关系1RO2,大与实际燃烧产物

6、成分之间的关系1完全燃烧：不完全燃烧：RO2,大与实际燃烧产物成分之间的关系RO2,大与实际燃烧产物成分之间的关系1，完全燃烧以上方程用于判断燃烧过程的质量。燃烧越完全，过剩空气系数越小，实际RO2越接近理论RO2,大，即RO2与RO2,大越接近，反映燃烧过程组织得越好。气体分析方程，用于分析燃烧产物气体分析的准确性:H2、CH4 0完全燃烧燃烧产物气体成分分析结果的判断不完全燃烧方程式燃烧产物气体成分分析结果的判断如果气体分析结果是正确的，则可由该式计算某一未知成分：燃烧产物(烟气)成分分析燃料性质烟气成分燃烧完全程度燃烧质量的判断O2越大，RO2越小，过量空气系数越大反之，RO2过小，则过

7、量空气系数过大，可能有泄漏O20越大表明燃料中有效氢含量越高过剩空气系数的检测计算但是，由于炉子吸气和漏气的影响，上式计算结果并不准确，不能反映燃烧真实的工作状况烟气成分氧平衡氮平衡空气消耗系数的检测计算空气消耗系数的检测计算 氧平衡但是，由于炉子吸气和漏气的影响，Vk,实Vk完全燃烧时a和b为燃烧产物中生成1m3RO2和1m3H2O气体所消耗的氧量空气消耗系数的检测计算 氧平衡(完全燃烧)K表示理论需氧量与完全燃烧产物RO2量的比值，是燃料特性常数空气消耗系数的检测计算 氧平衡(不完全燃烧)不完全燃烧时可燃气体如果燃烧需要消耗的氧可燃气体如果燃烧将生成的RO2空气消耗系数的检测计算 氮平衡V

8、gy空气消耗系数的检测计算 氮平衡气体燃料固体燃料空气消耗系数的检测计算 氮平衡N燃0完全燃烧含氢量少N279 ?+空气消耗系数的检测计算 从定义出发N燃0空气消耗系数的检测计算 从定义出发Nar0完全燃烧空气消耗系数的检测计算 从定义出发Nar0完全燃烧含氢量少0空气消耗系数的检测计算 从定义出发气体燃料N2s量小，H2、CH4小N2s量小，完全燃烧空气消耗系数的检测计算 从定义出发含义：实际供给燃烧所需要的氧量与燃料燃烧时理论上所需要的氧量之比。工程应用：在运行过程中只要测得O2量，即可通过上式计算过量空气系数。但上式只适用于完全燃烧，且只适用于燃料中含氢、氮比较少的情况。燃烧效率c 燃烧

9、效率, %q3 可燃气体不完全燃烧热损失(化学不完全燃烧热损失)，。其产生原因：由于空气供给不足或燃料与空气没有混合好而造成部分可燃物没参加反应。q4 固体燃料不完全燃烧热损失(机械不完全燃烧热损失)，。其产生原因：由于机械设备的原因使燃料未发生发应就被排走。可燃气体不完全燃烧热损失的计算不完全燃烧热损失：由于不完全燃烧导致了烟气中含有可燃成分，从而损失了一部分化学能化学不完全燃烧热损失q3：单位(质量或体积)燃料燃烧时，燃烧产物中因存在可燃物而含有的化学热占燃料发热量的百分数。不完全燃烧热损失的计算不完全燃烧热损失的计算h 烟气冲淡系数，与a同比P 燃料特性系数，取决于燃料成分不完全燃烧热损

10、失的计算碳平衡完全燃烧不完全燃烧热损失的计算气体不完全燃烧热损失q3阔尔尼兹经验公式：与CO分别为烟道同一测点取样测出的空气过量系数及一氧化碳在干烟气中的浓度层燃炉(链条炉、机械炉排炉)：0.52%流化床炉：0.51.5%煤粉炉：0油气炉：0.5渣油炉：0.10.5气体不完全燃烧热损失q3 (化学不完全燃烧热损失)q3COH2CH4 燃料的挥发分: 多 q3炉膛出口过量空气系数：过小或过大均 q3燃烧器的结构及布置：燃料停留时间短 q3炉内空气动力工况：不合理 q3炉膛温度：温度低 q3影响因素：固体不完全燃烧热损失q4层燃炉煤粉炉油 炉气 炉飞灰含碳炉渣含碳炉排灰含碳炉内灰含碳飞灰含碳炉渣含

11、碳炉内灰含碳飞灰中的油尘含碳热解的碳黑结焦中含碳CnHm分解产生的碳黑固体不完全燃烧热损失q4a 每一部分灰占总灰量的百分比，afhahzaln1层燃炉(链条炉、机械炉排炉)：715%流化床炉：512%煤粉炉：油气炉：0渣油炉：0.11无烟煤：46%贫煤：23%烟煤：12%褐煤：0.51.5%排烟飞灰中的未燃尽碳量%固体不完全燃烧热损失q4(机械不完全燃烧热损失q4)q4飞灰中的碳灰渣中的碳炉内沉降灰中的碳空气向灰中扩散阻力增大灰渣溶化将碳包裹住炉排的结构温度低通风不好影响因素：燃料性质、燃烧方式、炉膛形式和结构、燃烧器结构及布置、炉膛温度、负荷、运行水平、燃料炉内停留时间、混合情况固体不完全

12、燃烧热损失q4(机械不完全燃烧热损失q4)q4燃料的性质，水、灰分少、挥发分多、煤粉细，则q4燃烧方式：合理，则q4炉膛的形式与结构：合理，则q4 燃烧器结构及布置：适当，则q4炉膛温度：温度适中，则q4过量空气系数：也要合理，则q4负荷和运行水平：稳定，则q4燃料在炉内停留时间：时间较长， 则q4与空气的混合状况等；混合条件好，则q4燃烧效率与锅炉效率燃烧效率锅炉效率q2 排烟热损失，% q5 锅炉散热热损失，% q6 灰渣物理热损失，% q1 有效利用热，% 空气消耗系数=Vk/V0大VkTq2小q3q4最佳q3q4+q2最小空气消耗系数烟煤 1.21.25层燃炉 1.31.4油炉 1.1

13、1.15气炉 1.05提高 措施降低q3措施降低q4措施分段送风，如层燃炉至少4段均匀送风多级送风加强混合炉拱前拱(点火拱)后拱(燃烬拱)中拱煤粉细度送粉系统混合、防止热解燃料CHONSQ低燃烧CO2H2OSO2COH2CH4理论燃烧V0L0Vy0实际燃烧完全燃烧不完全燃烧VkVyn1VkVyn1t热t理t产RO2大RO2、a实、 、 PK例题pp96题2：测得一台重油燃烧装置烟气成分为：RO2=13.46%，O2=3.64%，求该装置运行燃烧时的过量空气系数。(0.31)给出测试误差完全燃烧方程式例题pp96题3：测得一台高炉煤气的燃烧装置烟气成分为：RO2=14.0%，O2=9.0%，CO

14、=1.2%，试计算过量空气系数和化学不完全燃烧损失？(高炉煤气成分：RO2s=10.66%，COs=29.96%，H2s=1.65%，CH4s=0.27%，N2s=57.46%)(-0.16)给出测试误差不完全燃烧方程式作业题1某厂使用高炉煤气和焦炉煤气的混合煤气，煤气温度为28oC，由化验室分析的煤气成分为：CO2C2H4O2H2CH4CO N2焦炉煤气3.12.90.457.925.49.01.3高炉煤气13.9-0.33.00.626.256.0求两种煤气的发热量和当焦炉煤气与高炉煤气按3:7混合时，混合煤气的成分和发热量。已知1m3干煤气能够吸收的水分重量h=31.1(g/m3)作业题

15、2某厂使用高炉煤气和焦炉煤气的混合煤气，煤气成分同题1。该炉子的热负荷为6980kW，试计算：(1) 每小时供应给炉子多少立方米煤气;(2) 为保证完全燃烧，如果要求空气过量系数=1.05，每小时应供应多少立方米空气；(3) 产生的烟气量有多少？(计算时不考虑炉子的吸气和漏气，忽略空气中的水分)作业题3已知某烟煤的成分为：Cdaf=85.32%; Hdaf=4.56%; Odaf=4.07%; Ndaf=1.80%; Sdaf=4.25%; Adb=7.78%; Mar=3.0%。试计算：(1) 燃料发热量;(2) 理论空气需要量；(3) 燃烧产物生成量及其成分与密度？(空气中水分可以忽略不计

16、)门截列夫公式作业题4某连续加热炉采用重油作为燃料，已知重油的成分为：Car=85.0%; Har=11.3%; Oar=0.9%; Nar=0.5%; Sar=0.2%; Aar=0.1%; Mar=2.0%。为了降低重油的粘度，燃烧前将重油加热至90oC。烧嘴用空气作为雾化剂，空气过量系数1.2，空气不过热，空气中水蒸气饱和温度为20oC。求：作业题4(1) 重油燃烧时空气消耗量、烟气量及烟气组成成分(20oC时，饱和水蒸气量h=19g/m3);(2) 重油的发热量及重油预热带入的物理热(90oC时，重油的比热c油=1.963kJ/kgoC) ；(3) 空气不预热时理论燃烧温度和炉温？(假

17、设理论燃烧温度为1800oC时，c产=1.67kJ/m3oC，c空=1.51kJ/m3oC；Q分0；冷却系数为0.74) (4) 空气预热到400oC时空气带入的物理热及相应条件下理论燃烧温度？(空气和水蒸气在400oC下的比热分别为1.3302和1.5592kJ/m3oC;假设理论燃烧温度为2000oC时，c产=1.67kJ/m3oC，c空=1.51kJ/m3oC；fCO2=11.8%; fH2O=4.0%)作业题5某加热炉采用焦炉煤气加热，空气过量系数为0.5，炉气实际温度控制在1300oC。焦炉煤气成分(%)为：CO2=3.02;H2=56.5;CO=8.77;CH4=24.8;C2H4

18、=2.83;O2=0.39;N2=1.26;H2O=2.43。试计算：(1) 炉内的气体成分;(2) 烟气量；(炉气成分中CH4和烟粒含量忽略不计)作业题6已知天然气成分(%)：CO2=0.21;H2=0.47;CO=0.10;CH4=96.35;C2H4=0.41; N2=2.46;水分忽略不计。在不同的燃烧条件下测得的两组烟气成分(%)：(1) CO2=8.00; O2=7.00; H2=0.55; CH4=0; N2=84.35; CO=0.10; (2) CO2=8.05; O2=0.70; H2=4.40; CH4=0.60; N2=81.75; CO=4.50; 试计算(1) 该燃料的特性系数K、RO2,大、P;(2) 验证两组烟气分析值的精确性；(3) 计算两种条件下空气过量系数和化学不完全燃烧热损失作业题7重油在空气中燃烧，测得烟