第3章燃烧计算和热平衡计算

§3-1燃料的燃烧计算§3-2焓温表§3-3锅炉热平衡2023/2/3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+O2→CO2+40700(kJ/kmol)(C)硫完全燃烧反应方程式S+O2→SO2+334900(kJ/kmol)(S)氢完全燃烧反应方程式2H2+O2→2H2O+241200(kJ/kmol)(H2)2023/2/3§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：2023/2/3§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；2023/2/3§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。2023/2/3§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（）2023/2/3§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，2023/2/3§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）2023/2/3§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：2023/2/3§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→V0k、VRO2烟气分析测定容积份额：RO2、O2、CO、N2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Nar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）2023/2/3§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）2023/2/3§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）2023/2/3§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）2023/2/3§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：asl--炉渣中灰分占入炉燃料总灰分的份额ari--漏煤中灰分占入炉燃料总灰分的份额ad.a--烟道灰中灰分占入炉燃料总灰分的份额（与afh什么区别）af.a--飞灰中灰分占入炉燃料总灰分的份额Csl--为炉渣中可燃物含量的百分数Cri--漏煤中可燃物含量的百分数Cd.a--烟道灰中可燃物含量的百分数Cf.a--飞灰中可燃物含量的百分数2023/2/3§3-3锅炉热平衡§3-3锅炉热平衡对于流化床炉：（3-85）ao.a--溢流灰中灰分占入炉燃料总灰分的份额ac.as---冷灰或冷炉斗灰渣中灰分占入炉燃料总灰分的份额Co.a--溢流灰中可燃物含量的百分数Cc.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2023/2/3§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/hF―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（3-9192）

—额定蒸发量，

—实际蒸发量，

—额定供热量，

—实际供热量，2023/2/3§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2023/2/3§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

2023/2/3§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）