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1、第02章燃烧与大气污染第1页，共47页，编辑于2022年，星期日第一节第一节第一节第一节 燃料的性质燃料的性质燃料的性质燃料的性质1.1.1.1.燃料的分类燃料的分类燃料的分类燃料的分类 按获得方法分按获得方法分 按物态分按物态分 天然燃料天然燃料 人工燃料人工燃料 固体燃料固体燃料 木柴、煤、油页岩木柴、煤、油页岩 木炭、焦炭、煤粉等木炭、焦炭、煤粉等 液体燃料液体燃料 石油石油 汽油、煤油、柴油、汽油、煤油、柴油、重油重油 气体燃料气体燃料 天然气天然气 高炉煤气、发生炉煤高炉煤气、发生炉煤气、焦炉煤气气、焦炉煤气 第2页，共47页，编辑于2022年，星期日2.2.2.2.燃料的化学组成燃
2、料的化学组成燃料的化学组成燃料的化学组成典型气体和液体化学组成成分典型气体和液体化学组成成分典型气体和液体化学组成成分典型气体和液体化学组成成分第3页，共47页，编辑于2022年，星期日2.2.2.2.燃料的化学组成燃料的化学组成燃料的化学组成燃料的化学组成固体燃料的化学组成成分固体燃料的化学组成成分固体燃料的化学组成成分固体燃料的化学组成成分第4页，共47页，编辑于2022年，星期日3.3.3.3.燃料组成对燃烧的影响燃料组成对燃烧的影响燃料组成对燃烧的影响燃料组成对燃烧的影响碳：可燃元素。碳：可燃元素。碳：可燃元素。碳：可燃元素。1 1 kgkg纯碳完全燃烧时，放出纯碳完全燃烧时，放出纯碳
3、完全燃烧时，放出纯碳完全燃烧时，放出32860 32860 kJkJ的热量。当不完全的热量。当不完全的热量。当不完全的热量。当不完全燃烧生成燃烧生成燃烧生成燃烧生成COCO时，放出时，放出时，放出时，放出92689268kJkJ的热量。纯碳起燃温度很高，燃烧缓慢，的热量。纯碳起燃温度很高，燃烧缓慢，的热量。纯碳起燃温度很高，燃烧缓慢，的热量。纯碳起燃温度很高，燃烧缓慢，火焰也短。煤中的碳不是单质状态存在，而是与氢、氮、硫等组成火焰也短。煤中的碳不是单质状态存在，而是与氢、氮、硫等组成火焰也短。煤中的碳不是单质状态存在，而是与氢、氮、硫等组成火焰也短。煤中的碳不是单质状态存在，而是与氢、氮、硫等
4、组成有机化合物。煤形成的地质年代越长，其挥发性成分含量越少，而有机化合物。煤形成的地质年代越长，其挥发性成分含量越少，而有机化合物。煤形成的地质年代越长，其挥发性成分含量越少，而有机化合物。煤形成的地质年代越长，其挥发性成分含量越少，而含碳量则相对增加。例如，无烟煤含碳量约含碳量则相对增加。例如，无烟煤含碳量约含碳量则相对增加。例如，无烟煤含碳量约含碳量则相对增加。例如，无烟煤含碳量约90%98%90%98%，一般煤的，一般煤的，一般煤的，一般煤的含碳量约含碳量约含碳量约含碳量约50%95%50%95%。氢：是燃料中发热量氢：是燃料中发热量氢：是燃料中发热量氢：是燃料中发热量最高最高最高最高的
5、元素。固体燃料中氢的含量为的元素。固体燃料中氢的含量为的元素。固体燃料中氢的含量为的元素。固体燃料中氢的含量为2%10%2%10%，以碳，以碳，以碳，以碳氢化合物的形式存在，氢化合物的形式存在，氢化合物的形式存在，氢化合物的形式存在，1 1 kgkg氢完全燃烧时能放出氢完全燃烧时能放出氢完全燃烧时能放出氢完全燃烧时能放出120500120500 kJ kJ的热量。的热量。的热量。的热量。第5页，共47页，编辑于2022年，星期日3.3.3.3.燃料组成对燃烧的影响燃料组成对燃烧的影响燃料组成对燃烧的影响燃料组成对燃烧的影响氧：氧在燃料中与碳和氢生成化合物，氧：氧在燃料中与碳和氢生成化合物，氧：
6、氧在燃料中与碳和氢生成化合物，氧：氧在燃料中与碳和氢生成化合物，降低降低降低降低了燃料的发热量了燃料的发热量了燃料的发热量了燃料的发热量氮：燃料中含氮量很少，一般为氮：燃料中含氮量很少，一般为氮：燃料中含氮量很少，一般为氮：燃料中含氮量很少，一般为0.5%1.5%0.5%1.5%硫硫硫硫：以以以以三三三三种种种种形形形形态态态态存存存存在在在在：有有有有机机机机硫硫硫硫、硫硫硫硫化化化化铁铁铁铁硫硫硫硫和和和和硫硫硫硫酸酸酸酸盐盐盐盐硫硫硫硫。前前前前两两两两种种种种能能能能放放放放出出出出热热热热量量量量，称称称称之之之之为为为为挥挥挥挥发发发发硫硫硫硫。硫硫硫硫燃燃燃燃烧烧烧烧生生生生成成
7、成成产产产产物物物物为为为为SOSO2 2和和和和SOSO3 3，其其其其中中中中SOSO2 2占占占占95%95%以上。以上。以上。以上。第6页，共47页，编辑于2022年，星期日3.3.3.3.燃料组成对燃烧的影响燃料组成对燃烧的影响燃料组成对燃烧的影响燃料组成对燃烧的影响水分：水分的存在使燃料中可燃成分相对地减少。煤中水分水分：水分的存在使燃料中可燃成分相对地减少。煤中水分水分：水分的存在使燃料中可燃成分相对地减少。煤中水分水分：水分的存在使燃料中可燃成分相对地减少。煤中水分由表面水分（外部水分）和吸附水分（内部水分）组成。外由表面水分（外部水分）和吸附水分（内部水分）组成。外由表面水分
8、（外部水分）和吸附水分（内部水分）组成。外由表面水分（外部水分）和吸附水分（内部水分）组成。外部水分可以靠自然干燥方法除去。内部水分要放在干燥箱中部水分可以靠自然干燥方法除去。内部水分要放在干燥箱中部水分可以靠自然干燥方法除去。内部水分要放在干燥箱中部水分可以靠自然干燥方法除去。内部水分要放在干燥箱中加热到加热到加热到加热到102105102105 C C，保持，保持，保持，保持2h2h后才能除掉。后才能除掉。后才能除掉。后才能除掉。灰分：是燃料中不可燃矿物质，为燃料中有害成分。灰分：是燃料中不可燃矿物质，为燃料中有害成分。灰分：是燃料中不可燃矿物质，为燃料中有害成分。灰分：是燃料中不可燃矿物
9、质，为燃料中有害成分。第7页，共47页，编辑于2022年，星期日4.4.4.4.煤的分类和组成煤的分类和组成煤的分类和组成煤的分类和组成 煤的基本分类煤的基本分类煤的基本分类煤的基本分类qq褐煤褐煤褐煤褐煤 最低品味的煤，形成年代最短，热值较低最低品味的煤，形成年代最短，热值较低最低品味的煤，形成年代最短，热值较低最低品味的煤，形成年代最短，热值较低qq烟煤烟煤烟煤烟煤 形形形形成成成成年年年年代代代代较较较较褐褐褐褐煤煤煤煤长长长长，碳碳碳碳含含含含量量量量75%9075%90。成成成成焦焦焦焦性性性性较较较较强强强强，适适适适宜宜宜宜工工工工业一般应用业一般应用业一般应用业一般应用qq无烟
10、煤无烟煤无烟煤无烟煤 煤化时间最长，含碳量最高（高于煤化时间最长，含碳量最高（高于煤化时间最长，含碳量最高（高于煤化时间最长，含碳量最高（高于9393），成焦性差），成焦性差），成焦性差），成焦性差,发热量大发热量大发热量大发热量大第8页，共47页，编辑于2022年，星期日4.4.4.4.煤的分类和组成煤的分类和组成煤的分类和组成煤的分类和组成 煤的成分分析煤的成分分析煤的成分分析煤的成分分析工业分析工业分析工业分析工业分析（proximate analysis proximate analysis proximate analysis proximate analysis）测测测测定定定定煤
11、煤煤煤中中中中水水水水分分分分、挥挥挥挥发发发发分分分分、灰灰灰灰分分分分和和和和固固固固定定定定碳碳碳碳。估估估估测测测测硫硫硫硫含含含含量量量量和和和和热热热热值值值值，是是是是评评评评价价价价工工工工业业业业用煤的主要指标。用煤的主要指标。用煤的主要指标。用煤的主要指标。元素分析元素分析元素分析元素分析（ultimate analysis ultimate analysis ultimate analysis ultimate analysis）用用用用化化化化学学学学分分分分析析析析的的的的方方方方法法法法测测测测定定定定去去去去掉掉掉掉外外外外部部部部水水水水分分分分的的的的煤煤煤煤
12、中中中中主主主主要要要要组组组组分分分分碳碳碳碳、氢氢氢氢、氮氮氮氮、硫和氧的含量。硫和氧的含量。硫和氧的含量。硫和氧的含量。第9页，共47页，编辑于2022年，星期日4.4.4.4.煤的分类和组成煤的分类和组成煤的分类和组成煤的分类和组成煤的工业分析煤的工业分析煤的工业分析煤的工业分析水分：水分：水分：水分：一一一一定定定定重重重重量量量量13mm13mm以以以以下下下下粒粒粒粒度度度度的的的的煤煤煤煤样样样样，在在在在干干干干燥燥燥燥箱箱箱箱内内内内45504550干干干干燥燥燥燥8h8h，取取取取出出出出冷冷冷冷却，称重却，称重却，称重却，称重 外部水分外部水分外部水分外部水分 将将将将
13、失失失失去去去去外外外外部部部部水水水水分分分分的的的的煤煤煤煤样样样样保保保保持持持持在在在在102105102105下下下下，约约约约2h2h后后后后，称称称称重重重重 内部水分内部水分内部水分内部水分挥发分：挥发分：挥发分：挥发分：失失失失去去去去水水水水分分分分的的的的试试试试样样样样密密密密封封封封在在在在坩坩坩坩埚埚埚埚内内内内，放放放放在在在在927927的的的的马马马马弗弗弗弗炉炉炉炉中中中中加加加加热热热热7min7min，放放放放入干燥箱中冷却至常温再称重入干燥箱中冷却至常温再称重入干燥箱中冷却至常温再称重入干燥箱中冷却至常温再称重 第10页，共47页，编辑于2022年，星
14、期日4.4.4.4.煤的分类和组成煤的分类和组成煤的分类和组成煤的分类和组成固定碳固定碳固定碳固定碳 失失失失去去去去水水水水分分分分和和和和挥挥挥挥发发发发分分分分后后后后的的的的剩剩剩剩余余余余部部部部分分分分，放放放放在在在在800800 2020 C C的的的的环环环环境境境境中中中中灼灼灼灼烧烧烧烧到重量不再变化时，取出冷却。所到重量不再变化时，取出冷却。所到重量不再变化时，取出冷却。所到重量不再变化时，取出冷却。所失去失去失去失去的重量为固定碳的重量为固定碳的重量为固定碳的重量为固定碳灰分灰分灰分灰分 煤煤煤煤中中中中不不不不可可可可燃燃燃燃矿矿矿矿物物物物质质质质的的的的总总总总
15、称称称称，即即即即扣扣扣扣除除除除水水水水分分分分、挥挥挥挥发发发发分分分分和和和和固固固固定定定定碳碳碳碳后后后后的的的的重量。完全燃烧后剩余的重量。完全燃烧后剩余的重量。完全燃烧后剩余的重量。完全燃烧后剩余的渣渣渣渣第11页，共47页，编辑于2022年，星期日4.4.4.4.煤的分类和组成煤的分类和组成煤的分类和组成煤的分类和组成煤中灰分的组成：煤中灰分的组成：煤中灰分的组成：煤中灰分的组成：我国煤炭的平均灰分含量为我国煤炭的平均灰分含量为我国煤炭的平均灰分含量为我国煤炭的平均灰分含量为25252525灰分的存在降低了煤的热值，也增加了烟尘污染和出渣量灰分的存在降低了煤的热值，也增加了烟尘
16、污染和出渣量灰分的存在降低了煤的热值，也增加了烟尘污染和出渣量灰分的存在降低了煤的热值，也增加了烟尘污染和出渣量第12页，共47页，编辑于2022年，星期日4.4.4.4.煤的分类和组成煤的分类和组成煤的分类和组成煤的分类和组成煤的元素分析煤的元素分析煤的元素分析煤的元素分析碳和氢：通过燃烧后分析尾气中碳和氢：通过燃烧后分析尾气中碳和氢：通过燃烧后分析尾气中碳和氢：通过燃烧后分析尾气中COCOCOCO2 2 2 2和和和和H H H H2 2 2 2O O O O的生成量测定的生成量测定的生成量测定的生成量测定氮：在催化剂作用下使煤中的氮转化为氨，碱液吸收，滴定氮：在催化剂作用下使煤中的氮转化
17、为氨，碱液吸收，滴定氮：在催化剂作用下使煤中的氮转化为氨，碱液吸收，滴定氮：在催化剂作用下使煤中的氮转化为氨，碱液吸收，滴定硫：与氧化镁和无水硫酸钠混合物反应，硫：与氧化镁和无水硫酸钠混合物反应，硫：与氧化镁和无水硫酸钠混合物反应，硫：与氧化镁和无水硫酸钠混合物反应，S SOS SOS SOS SO4 4 4 42-2-2-2-，滴定，滴定，滴定，滴定第13页，共47页，编辑于2022年，星期日4.4.4.4.煤的分类和组成煤的分类和组成煤的分类和组成煤的分类和组成煤中硫的形态煤中硫的形态煤中硫的形态煤中硫的形态第14页，共47页，编辑于2022年，星期日4.4.4.4.煤的分类和组成煤的分类
18、和组成煤的分类和组成煤的分类和组成煤的成分的表示方法煤的成分的表示方法煤的成分的表示方法煤的成分的表示方法 要要要要确确确确切切切切说说说说明明明明煤煤煤煤的的的的特特特特性性性性，必必必必须须须须同同同同时时时时指指指指明明明明百百百百分分分分比比比比的的的的基基基基准准准准，常常常常用用用用的的的的基基基基准准准准有有有有以下以下以下以下四种四种四种四种：收到基收到基收到基收到基：锅炉炉前使用的燃料，包括全部灰分和水分：锅炉炉前使用的燃料，包括全部灰分和水分：锅炉炉前使用的燃料，包括全部灰分和水分：锅炉炉前使用的燃料，包括全部灰分和水分 空空空空气气气气干干干干燥燥燥燥基基基基：以以以以去
19、去去去掉掉掉掉外外外外部部部部水水水水分分分分的的的的燃燃燃燃料料料料作作作作为为为为100%100%100%100%的的的的成成成成分分分分，即即即即在在在在实验室内进行燃料分析时的试样成分实验室内进行燃料分析时的试样成分实验室内进行燃料分析时的试样成分实验室内进行燃料分析时的试样成分 第15页，共47页，编辑于2022年，星期日4.4.4.4.煤的分类和组成煤的分类和组成煤的分类和组成煤的分类和组成干干干干燥燥燥燥基基基基：以以以以去去去去掉掉掉掉全全全全部部部部水水水水分分分分的的的的燃燃燃燃料料料料作作作作为为为为100%100%100%100%的的的的成成成成分分分分，干干干干燥燥燥
20、燥基基基基更更更更能反映出灰分的多少能反映出灰分的多少能反映出灰分的多少能反映出灰分的多少 干燥无灰基干燥无灰基干燥无灰基干燥无灰基：以去掉水分和灰分的燃料作为：以去掉水分和灰分的燃料作为：以去掉水分和灰分的燃料作为：以去掉水分和灰分的燃料作为100%100%100%100%的成分的成分的成分的成分第16页，共47页，编辑于2022年，星期日4.4.4.4.煤的分类和组成煤的分类和组成煤的分类和组成煤的分类和组成煤成分的表示方法及其组成的相互关系煤成分的表示方法及其组成的相互关系煤成分的表示方法及其组成的相互关系煤成分的表示方法及其组成的相互关系 第17页，共47页，编辑于2022年，星期日4
21、.4.4.4.煤的分类和组成煤的分类和组成煤的分类和组成煤的分类和组成我国部分煤种的分析结果我国部分煤种的分析结果我国部分煤种的分析结果我国部分煤种的分析结果 第18页，共47页，编辑于2022年，星期日4.4.4.4.煤的分类和组成煤的分类和组成煤的分类和组成煤的分类和组成我国部分煤种的分析结果我国部分煤种的分析结果我国部分煤种的分析结果我国部分煤种的分析结果(续）续）续）续）第19页，共47页，编辑于2022年，星期日5.5.5.5.其他燃料其他燃料其他燃料其他燃料 石油石油石油石油液体燃料的主要来源液体燃料的主要来源液体燃料的主要来源液体燃料的主要来源链烷烃、环烷烃和芳香烃等多种化合物组
22、成的混合物链烷烃、环烷烃和芳香烃等多种化合物组成的混合物链烷烃、环烷烃和芳香烃等多种化合物组成的混合物链烷烃、环烷烃和芳香烃等多种化合物组成的混合物主要含碳和氢，还有少量硫、氮和氧主要含碳和氢，还有少量硫、氮和氧主要含碳和氢，还有少量硫、氮和氧主要含碳和氢，还有少量硫、氮和氧氢含量增加时，比重减少，发热量增加氢含量增加时，比重减少，发热量增加氢含量增加时，比重减少，发热量增加氢含量增加时，比重减少，发热量增加天然气天然气天然气天然气典型的气体燃料典型的气体燃料典型的气体燃料典型的气体燃料一般组成为甲烷一般组成为甲烷一般组成为甲烷一般组成为甲烷85858585、乙烷、乙烷、乙烷、乙烷101010
23、10、丙烷、丙烷、丙烷、丙烷3 3 3 3第20页，共47页，编辑于2022年，星期日5.5.5.5.其他燃料其他燃料其他燃料其他燃料 非常规燃料非常规燃料非常规燃料非常规燃料城市固体废弃物城市固体废弃物城市固体废弃物城市固体废弃物商业和工业固体废弃物商业和工业固体废弃物商业和工业固体废弃物商业和工业固体废弃物农产物和农村废物农产物和农村废物农产物和农村废物农产物和农村废物水生植物和水生废物水生植物和水生废物水生植物和水生废物水生植物和水生废物污泥处理厂废物污泥处理厂废物污泥处理厂废物污泥处理厂废物可燃性工业和采矿废物可燃性工业和采矿废物可燃性工业和采矿废物可燃性工业和采矿废物天然存在的含碳和
24、含碳氢的资源天然存在的含碳和含碳氢的资源天然存在的含碳和含碳氢的资源天然存在的含碳和含碳氢的资源合成燃料合成燃料合成燃料合成燃料 非常规燃料通常需要专门技术转化为易于利用的形式非常规燃料通常需要专门技术转化为易于利用的形式非常规燃料通常需要专门技术转化为易于利用的形式非常规燃料通常需要专门技术转化为易于利用的形式城市固体废物用作燃料必须考虑其大气污染问题城市固体废物用作燃料必须考虑其大气污染问题城市固体废物用作燃料必须考虑其大气污染问题城市固体废物用作燃料必须考虑其大气污染问题第21页，共47页，编辑于2022年，星期日6.6.6.6.燃料组成的表示方法燃料组成的表示方法燃料组成的表示方法燃料
25、组成的表示方法:C Cx xHHy yS Sz zOOw wN Nv vSample:Sample:C:C:77.2%,77.2%,H:H:5.2%,5.2%,N:N:1.2%,1.2%,S:S:2.6%,2.6%,O:O:5.9%5.9%andand ash:ash:7.9%byweight.Determinethenormalizedmolarcomposition.7.9%byweight.Determinethenormalizedmolarcomposition.ElementWt%mol/100gmol/mol(ElementWt%mol/100gmol/mol(碳碳碳碳)C77.
26、2C77.2 12=6.4312=6.43 6.43=1.006.43=1.00H5.20H5.20 1=5.201=5.20 6.43=0.8086.43=0.808N1.20N1.20 14=0.085714=0.0857 6.43=0.0136.43=0.013S2.60S2.60 32=0.081232=0.0812 6.43=0.0136.43=0.013O5.90O5.90 16=0.36916=0.369 6.43=0.0576.43=0.057ash7.9ash7.9 6.43=1.23g/molC6.43=1.23g/molCThenormalizedmolarcomposi
27、tion:CHThenormalizedmolarcomposition:CH0.8080.808N N0.0130.013S S0.0130.013OO0.0570.057 第22页，共47页，编辑于2022年，星期日燃料的最重要的两个属性燃料的最重要的两个属性vv热值热值决定燃料的消耗量决定燃料的消耗量vv杂质杂质污染物产生的来源污染物产生的来源第23页，共47页，编辑于2022年，星期日第二节第二节第二节第二节 燃料燃烧过程燃料燃烧过程燃料燃烧过程燃料燃烧过程 1.1.1.1.影响燃烧过程的主要因素影响燃烧过程的主要因素影响燃烧过程的主要因素影响燃烧过程的主要因素燃烧过程及燃烧产物燃烧过
28、程及燃烧产物燃烧过程及燃烧产物燃烧过程及燃烧产物 完全燃烧：完全燃烧：完全燃烧：完全燃烧：COCOCOCO2 2 2 2、H H H H2 2 2 2O O O O不不不不完完完完全全全全燃燃燃燃烧烧烧烧：COCOCOCO2 2 2 2、H H H H2 2 2 2O O O O&COCOCOCO、黑黑黑黑烟烟烟烟及及及及其其其其他他他他部部部部分分分分氧化产物氧化产物氧化产物氧化产物如果燃料中含有如果燃料中含有如果燃料中含有如果燃料中含有S S S S和和和和N N N N，则会生成，则会生成，则会生成，则会生成SOSOSOSO2 2 2 2和和和和NONONONO空气中的部分空气中的部分空
29、气中的部分空气中的部分N N N N可能被氧化成可能被氧化成可能被氧化成可能被氧化成NONONONO热力型热力型热力型热力型NONONONOx x x x第24页，共47页，编辑于2022年，星期日1.1.1.1.影响燃烧过程的主要因素影响燃烧过程的主要因素影响燃烧过程的主要因素影响燃烧过程的主要因素燃料完全燃烧的条件（燃料完全燃烧的条件（燃料完全燃烧的条件（燃料完全燃烧的条件（3T3T3T3T）空空空空气气气气条条条条件件件件：提提提提供供供供充充充充足足足足的的的的空空空空气气气气；但但但但是是是是空空空空气气气气量量量量过过过过大大大大，会会会会降降降降低低低低炉炉炉炉温温温温，增增增增
30、加加加加热损失热损失热损失热损失温度条件温度条件温度条件温度条件（TemperatureTemperatureTemperatureTemperature）：达到燃料的着火温度）：达到燃料的着火温度）：达到燃料的着火温度）：达到燃料的着火温度时时时时间间间间条条条条件件件件（TimeTimeTimeTime）：燃燃燃燃料料料料在在在在高高高高温温温温区区区区停停停停留留留留时时时时间间间间应应应应超超超超过过过过燃燃燃燃料料料料燃燃燃燃烧烧烧烧所需时间所需时间所需时间所需时间燃燃燃燃料料料料与与与与空空空空气气气气的的的的混混混混合合合合条条条条件件件件（TurbulenceTurbulenc
31、eTurbulenceTurbulence）：燃燃燃燃料料料料与与与与氧氧氧氧充充充充分分分分混混混混合合合合第25页，共47页，编辑于2022年，星期日1.1.1.1.影响燃烧过程的主要因素影响燃烧过程的主要因素影响燃烧过程的主要因素影响燃烧过程的主要因素典型燃料的着火温度典型燃料的着火温度典型燃料的着火温度典型燃料的着火温度第26页，共47页，编辑于2022年，星期日1.1.1.1.影响燃烧过程的主要因素影响燃烧过程的主要因素影响燃烧过程的主要因素影响燃烧过程的主要因素燃烧火焰温度与燃料混合比的关系（以燃烧火焰温度与燃料混合比的关系（以燃烧火焰温度与燃料混合比的关系（以燃烧火焰温度与燃料混
32、合比的关系（以CHCH4 4为例）为例）为例）为例）第27页，共47页，编辑于2022年，星期日1.1.1.1.影响燃烧过程的主要因素影响燃烧过程的主要因素影响燃烧过程的主要因素影响燃烧过程的主要因素典型锅炉热损失与过剩空气量的关系典型锅炉热损失与过剩空气量的关系典型锅炉热损失与过剩空气量的关系典型锅炉热损失与过剩空气量的关系第28页，共47页，编辑于2022年，星期日1.1.1.1.影响燃烧过程的主要因素影响燃烧过程的主要因素影响燃烧过程的主要因素影响燃烧过程的主要因素燃气比和混合程度对燃烧产物的影响燃气比和混合程度对燃烧产物的影响燃气比和混合程度对燃烧产物的影响燃气比和混合程度对燃烧产物的
33、影响第29页，共47页，编辑于2022年，星期日2.2.2.2.燃料燃烧的理论空气量燃料燃烧的理论空气量燃料燃烧的理论空气量燃料燃烧的理论空气量建立燃烧方程式的建立燃烧方程式的建立燃烧方程式的建立燃烧方程式的假定假定假定假定：空气组成空气组成空气组成空气组成 20.9%O20.9%O2 2和和和和79.1%N79.1%N2 2，两者体积比为：，两者体积比为：，两者体积比为：，两者体积比为：NN2 2/O/O2 2=3.78=3.78燃料中固定氧可用于燃烧燃料中固定氧可用于燃烧燃料中固定氧可用于燃烧燃料中固定氧可用于燃烧燃料中硫主要被氧化为燃料中硫主要被氧化为燃料中硫主要被氧化为燃料中硫主要被氧
34、化为 SOSO2 2不考虑不考虑不考虑不考虑NONOXX的生成的生成的生成的生成燃料中的燃料中的燃料中的燃料中的N N在燃烧时转化为在燃烧时转化为在燃烧时转化为在燃烧时转化为NN2 2燃料的化学式为燃料的化学式为燃料的化学式为燃料的化学式为C Cx x HHy y S Sz z OOw w第30页，共47页，编辑于2022年，星期日2.2.2.2.燃料燃烧的理论空气量燃料燃烧的理论空气量燃料燃烧的理论空气量燃料燃烧的理论空气量燃烧方程式：燃烧方程式：燃烧方程式：燃烧方程式：燃料摩尔质量燃料摩尔质量燃料摩尔质量燃料摩尔质量=12=12x x+1.008+1.008y y+32+32z z+16+
35、16ww理论空气量理论空气量理论空气量理论空气量：煤煤煤煤 47 m 47 m3 3/kg/kg，液体燃料液体燃料液体燃料液体燃料1011 m1011 m3 3/kg/kg 第31页，共47页，编辑于2022年，星期日2.2.2.2.燃料燃烧的理论空气量燃料燃烧的理论空气量燃料燃烧的理论空气量燃料燃烧的理论空气量例题：例题：例题：例题：第32页，共47页，编辑于2022年，星期日2.2.2.2.燃料燃烧的理论空气量燃料燃烧的理论空气量燃料燃烧的理论空气量燃料燃烧的理论空气量空气过剩系数空气过剩系数空气过剩系数空气过剩系数实际空气量与理论空气量之比。以实际空气量与理论空气量之比。以实际空气量与理
36、论空气量之比。以实际空气量与理论空气量之比。以 表示，表示，表示，表示，通常通常通常通常11部分炉型的空气过剩系数部分炉型的空气过剩系数部分炉型的空气过剩系数部分炉型的空气过剩系数第33页，共47页，编辑于2022年，星期日空燃比空燃比空燃比空燃比单位质量燃料燃烧所需要的空气质量单位质量燃料燃烧所需要的空气质量单位质量燃料燃烧所需要的空气质量单位质量燃料燃烧所需要的空气质量例如：汽油（例如：汽油（例如：汽油（例如：汽油（C C8 8HH1818）的完全燃烧：）的完全燃烧：）的完全燃烧：）的完全燃烧：汽油的质量：汽油的质量：汽油的质量：汽油的质量：1212 8+1.0088+1.008 18=1
37、14.14 18=114.14 空气的质量：空气的质量：空气的质量：空气的质量：3232 12.5+2812.5+28 3.783.78 12.5=172312.5=1723 空燃比空燃比空燃比空燃比 AF=15.11 AF=15.11第34页，共47页，编辑于2022年，星期日3.3.3.3.燃烧过程中产生的污染物燃烧过程中产生的污染物燃烧过程中产生的污染物燃烧过程中产生的污染物燃烧可能释放的污染物：燃烧可能释放的污染物：燃烧可能释放的污染物：燃烧可能释放的污染物：COCO2 2、COCO、SOSOx x、NONOx x、CHCH、烟、飞灰、金属及其氧化物等、烟、飞灰、金属及其氧化物等、烟、
38、飞灰、金属及其氧化物等、烟、飞灰、金属及其氧化物等 温度对燃烧产物的绝对量和相对量都有影响温度对燃烧产物的绝对量和相对量都有影响温度对燃烧产物的绝对量和相对量都有影响温度对燃烧产物的绝对量和相对量都有影响燃料种类和燃烧方式对燃烧产物也有影响燃料种类和燃烧方式对燃烧产物也有影响燃料种类和燃烧方式对燃烧产物也有影响燃料种类和燃烧方式对燃烧产物也有影响第35页，共47页，编辑于2022年，星期日燃烧产物与温度的关系：燃烧产物与温度的关系：燃烧产物与温度的关系：燃烧产物与温度的关系：第36页，共47页，编辑于2022年，星期日燃料种类对燃烧产物的影响（以燃料种类对燃烧产物的影响（以燃料种类对燃烧产物的
39、影响（以燃料种类对燃烧产物的影响（以1000MW1000MW电站为例）：电站为例）：电站为例）：电站为例）：第37页，共47页，编辑于2022年，星期日4.4.4.4.热化学关系式热化学关系式热化学关系式热化学关系式发热量发热量发热量发热量：单单单单位位位位燃燃燃燃料料料料完完完完全全全全燃燃燃燃烧烧烧烧时时时时，所所所所放放放放出出出出的的的的热热热热量量量量，即即即即在在在在反反反反应应应应物物物物开开开开始始始始状状状状态态态态和和和和反反反反应应应应产产产产物物物物终终终终止止止止状状状状态态态态相相相相同同同同下下下下的的的的热热热热量量量量变变变变化化化化（kJ/kgkJ/kg o
40、rorkcal/kgkcal/kg）高位发热量：包括燃烧生成物中水蒸气的汽化潜热高位发热量：包括燃烧生成物中水蒸气的汽化潜热高位发热量：包括燃烧生成物中水蒸气的汽化潜热高位发热量：包括燃烧生成物中水蒸气的汽化潜热 低低低低位位位位发发发发热热热热量量量量：燃燃燃燃烧烧烧烧产产产产物物物物中中中中的的的的水水水水蒸蒸蒸蒸气气气气仍仍仍仍以以以以气气气气态态态态存存存存在在在在时时时时，完完完完全全全全燃烧过程所释放的热量燃烧过程所释放的热量燃烧过程所释放的热量燃烧过程所释放的热量第38页，共47页，编辑于2022年，星期日燃烧设备的热损失燃烧设备的热损失燃烧设备的热损失燃烧设备的热损失 排烟热损
41、失排烟热损失排烟热损失排烟热损失 不完全燃烧热损失不完全燃烧热损失不完全燃烧热损失不完全燃烧热损失 散热损失散热损失散热损失散热损失在充分混合的条件下，热损失在理论空气量条件下最低在充分混合的条件下，热损失在理论空气量条件下最低在充分混合的条件下，热损失在理论空气量条件下最低在充分混合的条件下，热损失在理论空气量条件下最低不充分混合时，热损失最小值出现在空气过剩一侧不充分混合时，热损失最小值出现在空气过剩一侧不充分混合时，热损失最小值出现在空气过剩一侧不充分混合时，热损失最小值出现在空气过剩一侧第39页，共47页，编辑于2022年，星期日燃烧热损失与空燃比的关系燃烧热损失与空燃比的关系燃烧热损
42、失与空燃比的关系燃烧热损失与空燃比的关系第40页，共47页，编辑于2022年，星期日第三节第三节第三节第三节 烟气体积及污染物排放量计算烟气体积及污染物排放量计算烟气体积及污染物排放量计算烟气体积及污染物排放量计算1.1.1.1.烟气体积计算烟气体积计算烟气体积计算烟气体积计算 理理理理论论论论烟烟烟烟气气气气体体体体积积积积:在在在在理理理理论论论论空空空空气气气气量量量量下下下下,燃燃燃燃料料料料完完完完全全全全燃燃燃燃烧烧烧烧所所所所生生生生成成成成的的的的烟烟烟烟气气气气体体体体积积积积。用用用用V V0 0fgfg表表表表示。示。示。示。COCO2 2、SOSO2 2、NN2 2和和
43、和和HH2 2OO干烟气、标准干烟气、湿烟气干烟气、标准干烟气、湿烟气干烟气、标准干烟气、湿烟气干烟气、标准干烟气、湿烟气烟气体积和密度的校正烟气体积和密度的校正烟气体积和密度的校正烟气体积和密度的校正转化为标态下（转化为标态下（转化为标态下（转化为标态下（273K273K、1atm1atm）的体积和密度：）的体积和密度：）的体积和密度：）的体积和密度：注意：美、日和全球监测系统网的标态为注意：美、日和全球监测系统网的标态为注意：美、日和全球监测系统网的标态为注意：美、日和全球监测系统网的标态为298K298K、1atm1atm。第41页，共47页，编辑于2022年，星期日过剩空气校正过剩空气
44、校正过剩空气校正过剩空气校正过剩空气校正过剩空气校正实际烟气体积实际烟气体积实际烟气体积实际烟气体积=理论烟气理论烟气理论烟气理论烟气+过剩空气过剩空气过剩空气过剩空气第42页，共47页，编辑于2022年，星期日第43页，共47页，编辑于2022年，星期日第44页，共47页，编辑于2022年，星期日1.1.烟气体积计算烟气体积计算实际空气量实际空气量=（1+b）（O2+3.78N2）完完全全燃燃烧烧：与与理理论论空空气气量量相相比比多多b（O2+3.78N2）此此时时烟烟气气中中，O2的的量量为为O2P=O2，N2的的量为量为N2P=3.78（1+）N2空空气气中中O2=（20.9/79.1）
45、N2=0.264N2，即即进进入入燃烧系统的空气总氧量为燃烧系统的空气总氧量为0.264N2P第45页，共47页，编辑于2022年，星期日（1 1）提提提提高高高高，OO2 2充充充充分分分分，燃燃燃燃烧烧烧烧充充充充分分分分，放放放放出出出出的的的的COCO量量量量少少少少，但排放的但排放的但排放的但排放的SOSO3 3量增加；量增加；量增加；量增加；高，带走的热量多，炉的热效率降低；高，带走的热量多，炉的热效率降低；高，带走的热量多，炉的热效率降低；高，带走的热量多，炉的热效率降低；（2 2）降降降降低低低低，OO2 2不不不不充充充充分分分分，燃燃燃燃烧烧烧烧充充充充分分分分，放放放放出
46、出出出的的的的COCO量量量量多，但排放的多，但排放的多，但排放的多，但排放的SOSO3 3量降低，炉的热效率降低；量降低，炉的热效率降低；量降低，炉的热效率降低；量降低，炉的热效率降低；（3 3）不不不不应应应应过过过过大大大大和和和和过过过过小小小小，实实实实际际际际测测测测量量量量，反反反反馈馈馈馈，调调调调节。节。节。节。空气过剩系数空气过剩系数空气过剩系数空气过剩系数 对燃烧的影响：对燃烧的影响：对燃烧的影响：对燃烧的影响：第46页，共47页，编辑于2022年，星期日过剩空气校正过剩空气校正假假假假如如如如燃燃燃燃烧烧烧烧过过过过程程程程中中中中产产产产生生生生COCO，过过过过剩剩剩剩氧氧氧氧量量量量必必必必须须须须加加加加以以以以校校校校正：正：正：正：OO2P2P-0.5COP P =1 1+（OO2P2P-0.50.5COCOP P）/0.2640.264N N2P2P-（OO2P2P-0.50.5COCOP P）以上组分的量均可由烟气分析仪测定。以上组分的量均可由烟气分析仪测定。以上组分的量均可由烟气分析仪测定。以上组分的量均可由烟气分析仪测定。书书书书4747页页页页4848页页页页例题例题例题例题2-42-4例题例题例题例题2-52-5第47页，共47页，编辑于2022年，星期日