煤及液體燃料的燃燒計(jì)算

1、鍋爐與鍋爐房設(shè)備施工 教案模塊一：鍋爐房設(shè)備的基本知識單元四：燃料燃燒計(jì)算 1.4.1 煤及液體燃料的燃燒計(jì)算 學(xué) 院 內(nèi)蒙古建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院 院 （部） 機(jī)電與暖通工程學(xué)院 教 師 王思文 煤及液體燃料的燃燒計(jì)算教學(xué)目的通過課程教學(xué)，挖掘?qū)W生潛在創(chuàng)造力，激發(fā)學(xué)生的工程設(shè)計(jì)能力。以工作任務(wù)形式組織學(xué)生進(jìn)行項(xiàng)目訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)意識，組織協(xié)調(diào)能力、創(chuàng)新思維能力，溝通交流能力，自我學(xué)習(xí)能力、分析問題和解決問題的能力。通過學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠掌握鍋爐與鍋爐房的基本知識，為今后繼續(xù)學(xué)習(xí)鍋爐打下結(jié)實(shí)的基礎(chǔ)。教學(xué)目標(biāo)能力（技能）目標(biāo)知識目標(biāo)素質(zhì)目標(biāo)1會進(jìn)行煤及液體燃料的燃燒計(jì)算。1 掌握燃燒所需空氣量的計(jì)算方法

2、。2 掌握燃燒生成煙氣量的計(jì)算方法。1挖掘?qū)W生潛在創(chuàng)造力，激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)積極性；2培養(yǎng)學(xué)生的與人交流、與人合作的能力，培養(yǎng)學(xué)生解決問題、自我學(xué)習(xí)能力。任務(wù)與案例任務(wù)：根據(jù)教學(xué)內(nèi)容， 掌握煤及液體燃料的燃燒計(jì)算。案例：1. 已知某煙煤成分為（%）：Cdaf=83.21%，Hdaf=5.87%，Odaf=5.22%，Ndaf=1.90%，Sdaf=3.8%，Ad=8.68%，Mar=4.0%，試求：（1） 理論空氣需要量（m3/kg）；（2） 理論煙氣生成量（m3/kg）；重點(diǎn)難點(diǎn)及解決方法重點(diǎn)：1. 煤及液體燃料的燃燒計(jì)算難點(diǎn)：無參考資料鍋爐與鍋爐房設(shè)備 夏喜英主編 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社鍋爐

3、及鍋爐房設(shè)備杜漸主編 中國電力出版社工業(yè)鍋爐設(shè)備 丁崇功主編 機(jī)械工業(yè)出版社工具與媒體計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、錄像、課件、圖紙、筆、橡皮、專業(yè)相關(guān)資料等。授 課 教 案一 燃料的燃燒計(jì)算的目的：選擇送、引風(fēng)機(jī)、確定風(fēng)、煙道截面積和煙囪 的依據(jù)。二 燃料的燃燒計(jì)算的假設(shè)條件： 1. 將空氣與煙氣中的成分（包括水蒸氣）視為理想氣體，并認(rèn)為每千摩爾氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（101325Pa，273.15K）下的體積為22.4標(biāo)準(zhǔn)立方米。對于任何非標(biāo)準(zhǔn)狀況下的空氣和煙氣體積，必須事先注明溫度及壓力條件。2. 燃料的燃燒計(jì)算時(shí)，對固體燃料和液體燃料以1kg質(zhì)量燃料為基準(zhǔn)，對氣體燃料以標(biāo)準(zhǔn)狀況下1m3體積燃料為基準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算

4、。3. 假定空氣只是氧和氮的混合氣體，體積比為79：21。三 理論空氣量的計(jì)算理論空氣量是指1kg接收基燃料中的各種可燃成分完全燃燒時(shí)所需的空氣量，用符號表示，單位為m3/kg。1. 燃料完全燃燒所需的空氣量可以根據(jù)燃燒化學(xué)反應(yīng)方程式來計(jì)算。1) 碳完全燃燒反應(yīng)方程式為每1kg33二氧化碳。2) 硫的完全燃燒反應(yīng)方程式為：每133二氧化硫。3) 氫的完全燃燒反應(yīng)方程式為每13水蒸汽。每1kg燃料（此處所指為煤及液體燃料）按數(shù)量中的可燃元素分別為碳kg，硫kg，氫kg，而1kg燃料中已含有氧kg，相當(dāng)于Nm3/kg。這樣每1kg接收基燃料完全燃燒時(shí)所需外界供應(yīng)的理論氧氣量為：那么理論空氣量為：2

5、. 經(jīng)驗(yàn)公式近似計(jì)算理論空氣量1) 對于Vdaf<15%的貧煤和無煙煤 2) 對于Vdaf>15%的煙煤和貧煤 3) 對于Qnet，ar <<125000 KJ / kg的劣質(zhì)煙煤4) 對于燃料油式中 理論空氣量（m3/kg）煤或燃料油的接收基低位發(fā)熱量（kJ/kg）四 實(shí)際空氣量的計(jì)算在鍋爐燃料過程中，空氣和煙氣在爐內(nèi)停留時(shí)間是很短暫的，不可能做到空氣與燃料的理想混合。如果僅送理論空氣量供鍋爐燃燒，這樣將會有一部分燃料因沒有與空氣很好混合而不能燃燒或燃燒不完全。因此，鍋爐運(yùn)行時(shí)，供給的空氣量應(yīng)比理論空氣量多，比理論空氣量多出的這部分空氣量稱為過量空氣。而實(shí)際供給的空氣

6、量與理論空氣量之比值稱為過量空氣系數(shù)。式中 過量空氣系數(shù)； 實(shí)際供給的空氣量（m3/kg） 理論空氣量（m3/kg）過量空氣系數(shù)是鍋爐運(yùn)行的重要指標(biāo)，它直接影響到鍋爐運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和安全性。通常用鍋爐爐膛出口處的過量空氣系數(shù)表示鍋爐過量空氣系數(shù)的大小。過量空氣系數(shù)值的確定原則是：在保證完全燃燒的前提下，盡量減小過量空氣系數(shù)，值的選取要考慮燃料種類、燃燒方式、燃燒設(shè)備結(jié)構(gòu)形式等因素。五 利用元素分析資料計(jì)算理論煙氣量1. 燃料燃燒時(shí)生成的氣態(tài)燃燒產(chǎn)物稱為煙氣。燃料完全燃燒生成的煙氣成分有：二氧化碳、二氧化硫、氮?dú)?、水蒸氣等?. 1kg接收基燃料在理論空氣量（即=1）的條件下完全燃燒，其生成的煙氣

7、量稱為理論煙氣量，用符號表示。3. 理論煙氣量的計(jì)算理論煙氣量是根據(jù)煤與燃燒油完全燃燒的化學(xué)反應(yīng)方程式來計(jì)算的。完全燃燒時(shí)理論煙氣量是由二氧化碳、二氧化硫、理論水蒸氣量、理論氮?dú)饬康人膫€(gè)部分組成，理論煙氣量就是這四種氣體的體積之和，即式中 理論煙氣量（m3/kg）；煙氣中二氧化碳的體積（m3/kg）；煙氣中二氧化硫的體積（m3/kg）;煙氣中理論水蒸氣的體積（m3/kg）；煙氣中理論氮?dú)獾捏w積（m3/kg）；煙氣中三原子氣體的體積（m3/kg）。1kg燃料完全燃燒后產(chǎn)生的各種氣體體積：1) ar m3/kg；2) ar m3/kg；3) m3ar ；4) ar m3ar m3 m3wh m3/

8、kg。 通過上述分析，理論煙氣量為：arararararwh m3/kg六 利用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算理論煙氣量缺乏燃料的元素分析成分資料時(shí)，理論煙氣量也可以根據(jù)燃料的發(fā)熱量進(jìn)行近似計(jì)算。1. 對于無煙煤、貧煤及煙煤2. 對于劣質(zhì)煤，當(dāng)<12560kJ/kg時(shí)3. 對于燃料油七實(shí)際煙氣量的計(jì)算1. 過量空氣的體積 1) 過量空氣中氧氣的體積2) 過量空氣中氮?dú)獾捏w積即 式中 實(shí)際煙氣中氮?dú)獾捏w積（m3/kg）3) 過量空氣中水蒸氣的體積 即 式中 實(shí)際煙氣中水蒸氣的體積（m3/kg）。2. 實(shí)際煙氣量的計(jì)算 由理論煙氣量與過量空氣（包括過量的氧氣、氮?dú)夂拖鄳?yīng)的水蒸氣）兩部分組成。即 式中 干煙氣體積（m3/kg）八 案例題1. 已知某煙煤成分為（%）：Cdaf=%，Hdaf=%，Odaf=%，Ndaf=%，Sdaf=%，Ad=%，Mar=%，試求：（1） 理論空氣需要量