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1、第三章第三章 工业锅炉热工计算工业锅炉热工计算n3.1煤和燃料油的燃烧计算及燃烧工况检测煤和燃料油的燃烧计算及燃烧工况检测n3.2气体燃料的燃烧计算及燃烧工况检测气体燃料的燃烧计算及燃烧工况检测n3.3烟气焓的计算烟气焓的计算n3.4锅炉机组的热平衡锅炉机组的热平衡1n1.燃料的燃烧？燃料的燃烧？燃料中的可燃元素和氧在高温条件下发生燃料中的可燃元素和氧在高温条件下发生剧烈剧烈的氧化反应的氧化反应，同时，同时放出大量热量放出大量热量的过程。的过程。n2.燃料的燃烧产物？燃料的燃烧产物？烟气烟气、灰和渣灰和渣。n3.锅炉热工计算（燃烧计算）的任务锅炉热工计算（燃烧计算）的任务:确定燃料燃烧时，需要
2、的确定燃料燃烧时，需要的空气量空气量？生成的生成的烟气量烟气量？空气焓空气焓、烟气焓烟气焓？2n4.计算基准计算基准n固体燃料和液体燃料固体燃料和液体燃料：以：以1kg质量燃料质量燃料为基准；为基准；n气体燃料气体燃料：以：以标准状态下标准状态下1m3体积燃料体积燃料为基准。为基准。n5.几个假定几个假定空气、烟气所含有的各组成气体及水蒸气，均空气、烟气所含有的各组成气体及水蒸气，均为理想气体，在标准状态下，为理想气体，在标准状态下，1kmol气体气体的体积的体积为为22.4m3。空气只是氧和氮的混合气体，其体积比为空气只是氧和氮的混合气体，其体积比为21：79。3n一、燃料燃烧所需的空气量的
3、计算一、燃料燃烧所需的空气量的计算1理论空气量理论空气量 （理论公式）（理论公式）1kg接收基燃料接收基燃料完全燃烧，而又无过剩氧存完全燃烧，而又无过剩氧存在时所需的空气量，称为在时所需的空气量，称为理论空气量理论空气量。C完全燃烧反应方程式完全燃烧反应方程式 C +O2=CO212kg C+22.4m3O2=22.4m3 CO21kg C 完全燃烧，需完全燃烧，需1.866m3O2，并产生，并产生1.866m3CO2。3-13-1煤和燃料油的燃烧计算及煤和燃料油的燃烧计算及燃烧工况监测燃烧工况监测4S完全燃烧反应方程式完全燃烧反应方程式 S +O2 =SO232kg S+22.4m3O2=2
4、2.4m3SO2即即1kg S完全燃烧，需完全燃烧，需0.7m3O2，生成，生成0.7m3SO2；H完全燃烧反应方程式完全燃烧反应方程式 2H2 +O2 =2H2O22.016kgH2+22.4m3O2=44.8m3H2O即即1kg H完全燃烧，需完全燃烧，需5.56m3O2，生成，生成11.1m3H2O。5n1kg接收基燃料中，含接收基燃料中，含 kg碳、碳、kg硫、硫、kg氢，而氢，而1kg接收基燃料中已含有接收基燃料中已含有 kg氧，氧，在标准状态下其容积为：在标准状态下其容积为：m3/kg 所以，所以，1kg接收基燃料完全燃烧时所需外界供接收基燃料完全燃烧时所需外界供应的应的理论氧气量
5、理论氧气量为：为：m3/kg6n理论空气量理论空气量 m3/kg：7n经验公式计算理论空气量当缺乏燃料的元素分析资料时，理论空气量可根据燃料的发热量进行近似计算。简化公式有：对于Vdaf15%的烟煤和褐煤8对于Qnet,v,ar12500kJ/kg的劣质烟煤对于燃料油9n2.实际空气量实际空气量Vk 实际空气量实际空气量Vk比理论空气量比理论空气量 多出的空气，多出的空气，称为过量空气，二者之比称为称为过量空气，二者之比称为过量空气系数过量空气系数，即：即：10炉膛出口过量空气系数炉膛出口过量空气系数 通常用锅炉炉膛出口处的过量空气系数通常用锅炉炉膛出口处的过量空气系数 表表示锅炉过量空气系数
6、的大小。示锅炉过量空气系数的大小。=f（燃料种类、燃烧方式、燃烧设备完善（燃料种类、燃烧方式、燃烧设备完善程度），供热锅炉常用层燃炉程度），供热锅炉常用层燃炉 =1.31.6。n为了使燃料在炉内尽可能完全燃烧，实际送入为了使燃料在炉内尽可能完全燃烧，实际送入炉内的空气量总是炉内的空气量总是大于理论空气量大于理论空气量。n过量空气系数是锅炉运行的重要指标，它直接过量空气系数是锅炉运行的重要指标，它直接影响到锅炉运行的影响到锅炉运行的经济性和安全性经济性和安全性。11n漏风系数处于负压下运行状态的锅炉（炉膛和烟道保持一定的负压），外界空气会不断地从炉墙和烟道的不严密处漏入，漏入的空气量与理论空气量
7、的之比称为漏风系数，用表示。n除炉膛外，锅炉其他部位的漏风，基本上都不能起到助燃的作用，对燃烧不利，而且增加了烟气量与引风机的动力消耗。教材P48表3-1列出了负压燃烧锅炉各部位漏风系数的经验值。12二、燃烧所生成的烟气量n1.理论烟气量（理论公式）理论烟气量（理论公式）燃料燃烧后生成烟气，如过量空系数燃料燃烧后生成烟气，如过量空系数=1，又达到完，又达到完全燃烧，则烟气中只含有全燃烧，则烟气中只含有CO2、SO2、水蒸气水蒸气H2O、N2四种气体，这时烟气的体积称为四种气体，这时烟气的体积称为理论烟气量理论烟气量。n二氧化碳体积二氧化碳体积 1kg碳完全燃烧生成1.866m3CO2，1kg燃
8、料中含kg碳，燃烧后为 m3/kg13二氧化硫体积1kg硫完全燃烧生成0.7m3SO2，1kg燃料中含kg硫，燃烧后为m3/kg三原子气体体积m3/kg14理论水蒸气体积理论水蒸气体积（1）燃料中氢完全）燃料中氢完全燃烧生成水蒸气燃烧生成水蒸气 m3/kg（2）燃料中水分）燃料中水分形成的水蒸气形成的水蒸气 m3/kg（3）理论空气量）理论空气量 带入的水蒸气带入的水蒸气 15（4）燃用重油，且用蒸汽雾化时，带入炉内的水蒸气，雾化1kg重油消耗蒸汽量为Gwh，这部分水蒸气的体积为1.24Gwhm3/kg。m3/kgn理论氮气体积理论空气中的含有氮：燃料本身所含的氮：16n理论烟气量m3/kg为
9、干烟气体积。17n可用经验公式计算理论烟气量当缺乏燃料的元素分析资料时，理论空气量可根据燃料的发热量进行近似计算。简化公式有：对于无烟煤、贫煤和褐煤18对于Qnet,v,ar进入锅炉的空气温度，进入锅炉的空气温度，排烟所带走的热量损失称为排烟热损失。排烟所带走的热量损失称为排烟热损失。37（2）排烟热损失的测定与计算由于固体未完全燃烧的存在，对烟气容积的修正。More q2是锅炉热损失的最大项，装省煤器的水管锅炉q2612%，不装省煤器的水管锅炉q220%以上。38n2.气体不完全燃烧热损失(化学热损失)气体不完全燃烧热损失气体不完全燃烧热损失q3的形成的形成q3是由于部分是由于部分CO、H2
10、、CH4等可燃气体未燃等可燃气体未燃烧就随烟气排出所造成的损失。烧就随烟气排出所造成的损失。q3=f（炉子的结构、燃料特性、燃烧过程的（炉子的结构、燃料特性、燃烧过程的组织、运行水平）组织、运行水平）降低降低q3q3的有效措施：保持炉膛足够的高的有效措施：保持炉膛足够的高温和适量的过量空气系数，注意炉内一温和适量的过量空气系数，注意炉内一次风、二次风的配比和强烈混合，保证次风、二次风的配比和强烈混合，保证整个火焰充满整个炉膛。整个火焰充满整个炉膛。39气体不完全燃烧热损失的气体不完全燃烧热损失的测定与计算测定与计算用烟气分析仪测定烟气中的用烟气分析仪测定烟气中的CO、H2、CH4。实际上烟气中
11、的实际上烟气中的H2，CH4的含量很少，的含量很少，可忽略不计。可用简化公式进行计算：可忽略不计。可用简化公式进行计算：40n3.固体不完全燃烧热损失固体不完全燃烧热损失固体不完全燃烧热损失q4的形成的形成 q4是由于进入炉膛的燃料，有一部分是由于进入炉膛的燃料，有一部分没有参没有参与燃烧或未燃尽而被排出炉外所造成的损失与燃烧或未燃尽而被排出炉外所造成的损失。由三部分组成：由三部分组成：灰渣损失灰渣损失Qhz、漏煤损失漏煤损失Qlm、飞灰损失飞灰损失Qfh，是锅炉热损失中的主，是锅炉热损失中的主要项目。要项目。q4=f(q4=f(燃料特性、燃烧方式、锅炉结构、运行燃料特性、燃烧方式、锅炉结构、
12、运行工况工况)41n固体不完全燃烧热损失的测定与计算固体不完全燃烧热损失的测定与计算 在锅炉运行中，收集每小时的在锅炉运行中，收集每小时的灰渣灰渣、漏煤漏煤和和飞飞灰灰重量重量Ghz、Glm和和Gfh，分析可燃物的质量百，分析可燃物的质量百分数分数Chz、Clm和和Cfh（%），通过），通过试验测定试验测定并按并按照下式计算照下式计算kJ/kg。（Cfh通过通过灰平衡法灰平衡法确定）确定）当设计新锅炉时，q4可根据燃烧方式、燃料种类由查表查表5-25-2选取。42n4.散热损失散热损失散热损失q5的形成的形成 锅炉运行时，炉墙、钢架、管道、其他附锅炉运行时，炉墙、钢架、管道、其他附件的表面温度
13、件的表面温度周围环境温度造成的热量散周围环境温度造成的热量散失，称失，称锅炉的散热损失锅炉的散热损失。散热损失的散热损失的计算计算对于中、低压锅炉，对于中、低压锅炉，q5可查下可查下表。43Fs锅炉散热表面积，m2；s锅炉散热表面积的放热系数，w/m2.；ts，tk散热表面温度和周围空气温度，；B燃料消耗量，kg/h；锅炉的散热损失q544（3）保温系数）保温系数 保温系数保温系数：表示烟气在烟道中的放热量被：表示烟气在烟道中的放热量被该烟道中的受热面所吸收的份额。假定：各该烟道中的受热面所吸收的份额。假定：各烟道与整台锅炉的保热系数是相等，则烟道与整台锅炉的保热系数是相等，则 当没有空气预热
14、器或空气预热器吸热很小时，当没有空气预热器或空气预热器吸热很小时，则则45n5.灰渣物理热损失是由于锅炉排出灰渣（一般都在是由于锅炉排出灰渣（一般都在600800以上）造成的热损失。以上）造成的热损失。固态排渣煤粉炉，当固态排渣煤粉炉，当 时，时，可可忽略不计。忽略不计。46 灰渣中灰渣中灰分的质量灰分的质量占占燃料总灰分质量燃料总灰分质量的质量份额，当的质量份额，当层燃炉漏煤量很少层燃炉漏煤量很少时，时，可近似按照可近似按照 计算。计算。对于对于层燃炉与固态排渣煤粉层燃炉与固态排渣煤粉 ，对，对于于沸腾炉沸腾炉 。灰渣物理热损失的大小与灰渣物理热损失的大小与锅炉形式锅炉形式、燃燃料性质料性质
15、以及以及排渣率排渣率有关。有关。47n五、锅炉热效率锅炉效率可用锅炉效率可用热平衡试验热平衡试验测定。测定。测定方法测定方法：正平衡正平衡和和反平衡反平衡。试验条件：锅炉试验条件：锅炉稳定运行工况稳定运行工况下进行。下进行。48n1.正平衡法（正平衡效率）正平衡法（正平衡效率）锅炉效率为锅炉效率为有效利用热量占燃料带入锅炉有效利用热量占燃料带入锅炉热量的百分比热量的百分比，即，即 正平衡正平衡只能求锅炉效率只能求锅炉效率，不能据此研究和，不能据此研究和分析影响锅炉热效率的各种因素。分析影响锅炉热效率的各种因素。n 2.反平衡法（反平衡效率）反平衡法（反平衡效率）在实验过程中，在实验过程中，测出
16、锅炉的各项热损失测出锅炉的各项热损失，再计算锅炉效率的方法，即再计算锅炉效率的方法，即 49六、锅炉燃料消耗量n1燃料消耗量燃料消耗量B 锅炉每小时耗用的燃料量称为锅炉每小时耗用的燃料量称为燃料消耗燃料消耗量量，即，即n2 计算燃料消耗量计算燃料消耗量Bj 考虑不完全燃烧热损失考虑不完全燃烧热损失q4的存在的存在，实际，实际参与燃烧反应的燃料消耗量，称为参与燃烧反应的燃料消耗量，称为计算燃计算燃料消耗量料消耗量。50n习题：2，3，6951n9、静夜四无邻，荒居旧业贫。3月-233月-23Friday,March17,2023n10、雨中黄叶树，灯下白头人。13:43:1213:43:1213
17、:433/17/20231:43:12PMn11、以我独沈久，愧君相见频。3月-2313:43:1213:43Mar-2317-Mar-23n12、故人江海别，几度隔山川。13:43:1213:43:1213:43Friday,March17,2023n13、乍见翻疑梦，相悲各问年。3月-233月-2313:43:1213:43:12March17,2023n14、他乡生白发，旧国见青山。17三月20231:43:12下午13:43:123月-23n15、比不了得就不比，得不到的就不要。三月231:43下午3月-2313:43March17,2023n16、行动出成果，工作出财富。2023/3
18、/1713:43:1213:43:1217March2023n17、做前，能够环视四周；做时，你只能或者最好沿着以脚为起点的射线向前。1:43:12下午1:43下午13:43:123月-23n9、没有失败，只有暂时停止成功！。3月-233月-23Friday,March17,2023n10、很多事情努力了未必有结果，但是不努力却什么改变也没有。13:43:1213:43:1213:433/17/20231:43:12PMn11、成功就是日复一日那一点点小小努力的积累。3月-2313:43:1213:43Mar-2317-Mar-23n12、世间成事，不求其绝对圆满，留一份不足，可得无限完美。1
19、3:43:1213:43:1213:43Friday,March17,2023n13、不知香积寺，数里入云峰。3月-233月-2313:43:1213:43:12March17,2023n14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。17三月20231:43:12下午13:43:123月-23n15、楚塞三湘接，荆门九派通。三月231:43下午3月-2313:43March17,2023n16、少年十五二十时，步行夺得胡马骑。2023/3/1713:43:1213:43:1217March2023n17、空山新雨后，天气晚来秋。1:43:12下午1:43下午13:43:123月-23n
20、9、杨柳散和风，青山澹吾虑。3月-233月-23Friday,March17,2023n10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。13:43:1213:43:1213:433/17/20231:43:12PMn11、越是没有本领的就越加自命不凡。3月-2313:43:1213:43Mar-2317-Mar-23n12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。13:43:1213:43:1213:43Friday,March17,2023n13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。3月-233月-2313:43:1213:43:12March17,2023n14、意志坚强的人能把世界放在手中
21、像泥块一样任意揉捏。17三月20231:43:12下午13:43:123月-23n15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。三月231:43下午3月-2313:43March17,2023n16、业余生活要有意义，不要越轨。2023/3/1713:43:1213:43:1217March2023n17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。1:43:12下午1:43下午13:43:123月-23MOMODA POWERPOINTLorem ipsum dolor sit amet,consectetur adipiscing elit.Fusce id urna blandit,eleifend nulla ac,fringilla purus.Nulla iaculis tempor felis ut cursus.感感 谢谢 您您 的的 下下 载载 观观 看看专家告诉