知识要点 190 G UNN 3工程燃烧计算 燃烧过程的化学反应 燃烧温度计算 燃烧空气量的计算 一燃烧温度的几种表示方法 一理论空气量 一烟、风比热容和焓及燃烧温 一 实际空气量和过量空气系数 度的计算 —漏风系数和空气平衡 燃烧检测及燃烧效率 燃烧烟气量的计算 一烟气成分的测定 理论烟气量的计算 一燃烧方程式 一完全燃烧时的实际烟气量计算 一过量空气系数的检测计算 一 不完全燃烧时烟气量的计算 —燃烧效率及不完全燃烧损失 烟气中三原子气体容积分数和 飞灰浓度计算 School of Energy and Power Engineering
知识要点 3工程燃烧计算 燃烧过程的化学反应 燃烧空气量的计算 理论空气量 燃烧温度计算 —燃烧温度的几种表示方法 —理论空气量 烟 风比热容和焓及燃烧温 —实际空气量和过量空气系数 —漏风系数和空气平衡 —烟、风比热容和焓及燃烧温 度的计算 漏风系数和空气平衡 燃烧检测及燃烧效率 燃烧烟气量的计算 —理论烟气量的计算 完全燃烧时的实际烟气量计算 —烟气成分的测定 —燃烧方程式 — —不完全燃烧时烟气量的计算 —烟气中三原子气体容积分数和 —过量空气系数的检测计算 —燃烧效率及不完全燃烧损失 飞灰浓度计算 School of Energy and Power Engineering
燃烧过程的化学反应 工程燃烧计算基础 (1)在工程计算中，一般按单位数量燃料量考虑，即1kg(液体和固体燃 料)或1Nm3（气体燃料)。 (2)空气和烟气均作为理想气体处理。 (3)只关心宏观结果，不探索内部反应过程。 (4)燃料中可燃成分C、H、S与氧的化学反应关系式及在相关反应中的 质量平衡式，是工程燃烧计算的基础。 碳完全燃烧时 碳不完全燃烧时 C+0,>CO,+395650kJ kmol 2C+0,→2C0+2×113880kJ1 kmole (12kg)C+(22.4m2)02→(22.4m3)C0, (24kg)C+(22.4m3)02→(44.8m)C0 (1kg)C+(1.866m3)02→(1.866m2)CO, (1kg)C+(0.933m)02→(1.866m)C0 School of Energy and Power Engineering
燃烧过程的化学反应 工程燃烧计算基础 （1）在工程计算中，一般按单位数量燃料量考虑，即1kg（液体和固体燃 料）或1Nm3（气体燃料）。 （2）空气和烟气均作为理想气体处理。 （3）只关心宏观结果，不探索内部反应过程。 （4）燃料中可燃成分C、H、S与氧的化学反应关系式及在相关反应中的 质量平衡式，是工程燃烧计算的基础。 碳完全燃烧时 碳不完全燃烧时 2 2 395650 / C O CO kJ kmol +→ + C 碳不完全燃烧时 2 2 2 2 113880 / C O CO kJ kmol + → +× C 3 3 2 2 3 3 2 2 (12 ) (22.4 ) (22.4 ) (1 ) (1.866 ) (1.866 ) kg C m O m CO kg C m O m CO + → + → 3 3 2 3 3 2 (24 ) (22.4 ) (44.8 ) (1 ) (0.933 ) (1.866 ) kg C m O m CO kg C m O m CO + → + → School of Energy and Power Engineering
燃烧过程的化学反应 1901 氢完全燃烧时 硫完全燃烧时 2H,+0,→2H,0+2×24176k1kmol4 S+0,>SO,+294750kJ kmols (4032kg)H2+(22.4m3)02→(44.8m3)H,O (32kg)S+(22.4m)0→(22.4m)S0 1kg)H2+(5.56m)02→(11.1m)H,0 (1kg)S+(0.7m3)02>(0.7m2)S0 碳氢化合物完全燃烧时 以空气为氧化剂时 CH.+(n+"0,→nc0,+"H,0+0 C+0,+376N2C0,+3.76N 2 在通常的工程燃烧中，在计算燃烧产物烟气量时，认为燃烧反应前后 的N2量不变。 School of Energy and Power Engineering
燃烧过程的化学反应 氢完 燃烧时 全 硫完全燃烧时 2 22 2 3 3 22 2 2 2 2 24176 / (4 032 ) (22 4 ) (44 8 ) H O H O kJ kmolH kg H m O m H O + → +× + → 2 2 3 3 2 2 294750 / (32 ) (22.4 ) (22.4 ) S S O SO kJ kmol kg S m O m SO +→ + 22 2 + → 3 3 22 2 (4.032 ) (22.4 ) (44.8 ) (1 ) (5.56 ) (11.1 ) kg H m O m H O kg H m O m H O + → + → 2 2 3 3 2 2 ( )( ) ( ) (1 ) (0.7 ) (0.7 ) g kg S m O m SO + → 碳氢化合物完全燃烧时 ( ) m m C H n O nCO H O Q ++ → + + 以空气为氧化剂时 2 22 2 C O N CO N ++ → + 3.76 3.76 2 22 ( ) 4 2 C H n O nCO H O Q n m ++ → + + 2 22 2 C O N CO N ++ → + 3.76 3.76 在通常的工程燃烧中，在计算燃烧产物烟气量时，认为燃烧反应前后 认为燃烧反应前后 的N2量不变。 School of Energy and Power Engineering
燃烧空气量的计算 1901 G UNN ◆理论空气量 1kg（或1m3)燃料完全燃烧时所需的最小空气量（燃烧产物烟气中氧 气为零)，实质上是1kg(或1m3)燃料中的可燃元素C、H、S等完全 燃烧所需的最小空气量，可用容积V或者质量L表示。 通常先计算02量，再折算成空气量。 1kg燃料完全燃烧所需氧气体积量为： Vo=(1866Ca+5.56Hm+0.7S-0.70)/100 空气量体积数 70=6/0.21=0.0889Cm+0.265H+0.0333S-0.03330 空气量质量数 L°=1.293V0=0.115Cm+0.343Hm+0.043S-0.0430 r 1.293一千空气在标准状态(0°C,101.3kPa下的密度， kg/m3 School of Energy and Power Engineering
燃烧空气量的计算 理论空气量 1kg（或1m3）燃料完全燃烧时所需的最小空气量（燃烧产物烟气中氧 气为零），实质上是1kg（或1m3）燃料中的可燃元素C、H、S等完全 燃烧所需的最小空气量 燃烧所需的最小空气量，可用容积V0或者质量L0表示。 通常先计算O2量，再折算成空气量。 1kg燃料完全 烧 氧气体 为 料完全燃烧所需氧气体积量为： 2 (1.866 5.56 0.7 0.7 ) /100 V C H SO O ar ar ar ar = + +− 2 ( ) 空气量体积数 2 0 / 0.21 0.0889 0.265 0.0333 0.0333 VV C H S O == ++ − O ar ar ar ar 0 0 1.293 0.115 0.343 0.043 0.043 空气量质量数 L == + +− VCH SO ar ar ar ar School of Energy and Power Engineering 1.293—干空气在标准状态(0oC，101.3kPa)下的密度， kg/m3
燃烧空气量计算 190 当量碳量 R=Cm+0375S1kg燃料中的当量碳量。 V°=0.0889Rm+0.265Hm-0.03330m L°=0.115R+0.343Hm-0.0430 气体燃料应按照收到基湿成分为基准进行计算： V°=4.760.5H;40.5C041.5H2S+∑(n+m/4)C,Hm-0] 理论空气量仅取决于燃料成分，当燃料确定后其V°为常数； V°是指不含水蒸气的干空气。 School of Energy and Power Engineering
燃烧空气量计算 0.375 当量碳量 RC S ar ar ar = + 0 V RH O = + 0 0889 0 265 0 0333 − 1kg燃料中的当量碳量。 0 0.0889 0.265 0.0333 0.115 0.343 0.043 ar ar ar ar ar ar V RH O LR H O = + =+ − 气体燃料应按照收到基湿成分为基准进行计算： 0 22 2 4.76[0.5 0.5 1.5 ( / 4) ] s s ss V H CO H S n m C H O = + + ++ − 22 2 ∑ n m 理论空气量仅取决于燃料成分，当燃料确定后其V0为常数； V0是指不含水蒸气的干空气。 School of Energy and Power Engineering
燃烧空气量计算 901 ◆实际空气量和过量空气系数 过量空气系数：实际空气量Vk与理论空气量V之比。 0,B 一过量空气系数，用于烟气量的计算； 一过量空气系数，用于空气量的计算。 =V(a-1) 炉膛出口过量空气系数，：燃烧过程在炉膛出口处结束，其值大小直接 影响燃烧效率和热效率。 过大将造成过大的排烟热损失并使炉温偏低，不利于燃烧； 过小会造成固体及气体不完全燃烧损失过大，且污染物排放 浓度过高。 School of Energy and Power Engineering
燃烧空气量计算 实际空气量和过量空气系数 过量空气系数：实际空气量Vk与理论空气量V0之比。 0 0 , Vk V V V =α β α—过量空气系数，用于烟气量的计算； 0 0 0 ( 1) k g k V V V VV V = = −= − α α β—过量空气系数，用于空气量的计算。 炉膛出口过量空气系数， ：燃烧过程在炉膛出口处结束，其值大小直接 影响燃烧效率和热效率。 '' α1 影响燃烧效率和热效率 过大将造成过大的排烟热损失并使炉温偏低，不利于燃烧； 过小会造成固体及气体不完全燃烧损失过大，且污染物排放 School of Energy and Power Engineering 浓度过高
燃烧空气量计算 1901 ◆漏风系数和空气平衡 漏风系数：对于1kg燃料，漏入的空气量△V与理论空气量V0之比 △☑ △C /0 漏风使烟道内的过量空气系数沿烟气流程逐渐增大，从炉膛出口开始， 烟道内任意截面处的过量空气系数为： >△ School of Energy and Power Engineering
燃烧空气量计算 漏风系数和空气平衡 漏风系数：对于1kg燃料，漏 的空气量 入 ΔV与理论空气量V0之比 ΔV 0 V Δα = 漏风使烟道内的过量空气系数沿烟气流程逐渐增大，从炉膛出口开始， 烟道内任意截面处的过量空气系数为： i i 1 i α =α α ′′ + Δ ∑ School of Energy and Power Engineering
燃烧空气量计算 1901 由于空气预热器在结构上的不严密性，而且其空气侧压力高于外界环 境空气压力和烟气侧压力，该级的漏风系数△y要高些。 空气预热器的空气平衡式为： f=+△ 考虑到炉膛及制粉系统的负压漏风，则有 =a-△al-Aa School of Energy and Power Engineering
燃烧空气量计算 由于空气预热器在结构上的不严密性，而且其空气侧压力高于外界环 境空气压力和烟气侧压力，该级的漏风系数Δα 境空气压力和烟气侧压力，该级的漏风系数Δα ky要高些 。 空气预热器的空气平衡式为： βky ky ky ′ = β α ′′ + Δ 考虑到炉膛及制粉系统的负压漏风，则有 1 1 βky zf ′′ ′′ =α αα 1 −Δ −Δ School of Energy and Power Engineering
燃烧烟气量计算 190 G UNN ◆理论烟气量的计算 1kg（1m3标况)固体、液体（气体)燃料在=1的情况下完全燃烧所 生成的烟气量。 R0,=0.01866C+0.007Sm=0.01866(C+0.375Sm) ,o=0.111H+0.0124M+0.0169 0 V0=0.008W+0.79V0 基于气体燃料湿成分 V,-[C05+C0+2H2S+∑n+m/2)C,H+H+H,0+N]/100+0.806 School of Energy and Power Engineering
燃烧烟气量计算 理论烟气量的计算 1kg（1m3标况）固体、液体（气体）燃料在α=1的情况下完全燃烧所 生成的烟气量。 理论烟气量的计算 22 2 0 00 VV V V y RO H O N =++ 2 0 0 0.01866 0.007 0.01866( 0.375 ) 0.111 0.0124 0.016 RO ar ar ar ar H O V CS CS V H MV = += + = + + 2 2 0 0 0.111 0.0124 0.016 0.008 0.79 H O ar ar N ar V H MV V NV + + = + 基于气体燃料湿成分 0 0 [ 2 ( / 2) ] /100 0 806 s s s s s ss V CO CO H S n m C H H H O N V = + + + + ++ + + ∑ School of Energy and Power Engineering 2 2 22 2 [ 2 ( / 2) ] /100 0.806 V CO CO H S n m C H H H O N V y nm = + + + + ++ + + ∑
燃烧烟气量计算 1901 ◆完全燃烧时的实际烟气量：在α>1条件下，单位体积或单位质量的气、 液、固燃料在实际空气量Vk下完全燃烧所产生的烟气量。 液体和固体： ,=8+0.79(a-1)/°=0.008N+0.79a0 o=021(a-1) Ho=V9,o+0.0161(a-)/°=0.111H+0.0124Mm+0.016ar0 气体（基于气体燃料湿成分）： ,=[CO3+C0+2HS+∑(n+m/2)C,H +H+HO°+N]/100+1.0161(a-1)V° School of Energy and Power Engineering
燃烧烟气量计算 完 燃烧时的实际烟气量 全燃烧时的实际烟气量：在α＞1条件下，单位体积或单位质量的气 单位体积或单位质量的气、 液、固燃料在实际空气量Vk下完全燃烧所产生的烟气量。 液体和固体： 2 22 2 00 0 VV V V V y RO N O H O = +++ 液体和固体： 2 2 2 00 0 0 0.79( 1) 0.008 0.79 0.21( 1) N N ar O VV V N V V V α α α = + −= + = − 2 2 00 0 0.0161( 1) 0.111 0.0124 0.016 VV V H M V H O H O ar ar =+ −= + + α α 气体（基于气体燃料湿成分）： 2 2 [ 2 ( / 2) ss s s V CO CO H S n m C H y = ++ + + ∑ n m 气体（基于气体燃料湿成分）： 0 22 2 ] /100 1.0161( 1) s ss ++ + + − H HO N V α School of Energy and Power Engineering