鍋爐燃煤所需理論空氣量和煙氣中水蒸氣量的計(jì)算

1、鍋爐燃煤所需理論空氣量和煙氣中水蒸氣量的計(jì)算盛益平(杭州半山發(fā)電有限公司，浙江 杭州 310015)    摘 要：介紹了鍋爐燃煤所需理論空氣量和煙氣中水蒸氣量的計(jì)算公式及推導(dǎo)過程，認(rèn)為按總空氣量的水分計(jì)算，煙氣中的水蒸氣更符合實(shí)際，精度高。    關(guān)鍵詞：燃煤鍋爐；煙氣；水蒸氣量；理論空氣量Calculations of Theoretical Combustion Air Demand and Steam Vapour Amount in Flue-gas of Coal-fired Boiler   

2、; Abstract：This paper introduces the calculating formulas and their derivation process for theoretical combustion air demand and steam vapour content in flue-gas.The author believes that the calculated steam vapour content in flue-gas based on moisture in total air amount is more realistic and in hi

3、gher accuracy.    Keywords：coal-fired boiler；flue-gas；steam vapour amount；theoretical combustion air demand    煙氣是燃料燃燒后的產(chǎn)物，燃料在鍋爐內(nèi)燃燒時(shí)，需經(jīng)過一系列的化學(xué)變化，燃燒的實(shí)質(zhì)是燃料與氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)并生成煙氣。在現(xiàn)代大型火力發(fā)電廠中，煤粉燃燒所用的O2直接來源于空氣，為保證充分燃燒，進(jìn)入爐膛的空氣都是過剩的。煙氣的主要成分有N2、O2、SO2、CO2、水蒸氣，還有少量的CO，SO3、H2、CH4和其它碳?xì)浠衔?/p>

4、。    N2主要來自于空氣，煤中也含有少量的氮；O2來源于過?？諝猓籆O2、SO2和SO3主要是煤中的碳元素、硫元素與氧化合的生成物。另外，過?？諝庵幸灿猩倭康腃O2。水蒸氣，一部分是煤中氫元素與氧反應(yīng)的生成物，而另一部分是原煤中水分的蒸發(fā)，還有一小部分是隨空氣帶入的。CO、CH4、H2和其它碳?xì)浠衔锸怯捎诿旱牟煌耆紵斐傻?。SO33的生成是很少量的。在鍋爐正常燃燒情況下形成的煙氣中，CO、CH4、H2和其它碳?xì)浠衔镆约癝O3的含量很少，在除塵器的一般工業(yè)試驗(yàn)研究中常常被忽略或者只考慮CO。1 火電廠環(huán)境統(tǒng)計(jì)軟件中關(guān)于水蒸氣的計(jì)算公式  

5、;  在火電廠環(huán)境統(tǒng)計(jì)軟件指標(biāo)解釋一節(jié)中，水蒸氣的計(jì)算公式為：式中 Bi每臺鍋爐年平均負(fù)荷下1h燃原煤量，t/h；     Har燃煤收到基氫分；     War燃煤收到基水分；     除塵器出口過剩空氣系數(shù)；     VOi燃燒1kg煤的理論空氣量，m3/kg。    統(tǒng)計(jì)公式中，空氣帶入爐膛的水蒸氣僅考慮了過量部分，而未考慮總空氣量中的水蒸氣，下面對此進(jìn)行分析。2 理論空氣量的計(jì)算 

6、;   假定1kg煤完全燃燒，空氣中的氧和煤中能參加燃燒的氧(固有氧)全部被耗盡，此時(shí)所需要的空氣量稱理論空氣量。2.1 碳與氧的作用    (在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，下同)    此式表明，12kgC完全燃燒時(shí)，需消耗22.4m3O2 ，并生成22.4m3CO2 ，所以1kg碳完全燃燒消耗的O2為22.4/12=1.8667(m3 )。2.2 氫與氧的作用    由式(2)可知,1kgH2燃燒后要消耗O222.4/4.032=5.5556(m3)。2.3 硫與氧的作用  &

7、#160; 由式(3)可知,1kgS燃燒時(shí),需消耗O222.4/32=0.7(m3)。    但這些氧并非完全來源于空氣，因?yàn)? kg煤中還含有的氧，這部分氧可與碳、氫、硫化合，因此，在計(jì)算空氣需要量時(shí)，應(yīng)將這部分氧量扣除。    由于空氣中O2的容積含量為21% ，所以，1kg煤燃燒所需的理論空氣量為：    這是理想狀態(tài)下燃燒所需的空氣量，在實(shí)際燃燒過程中所需的空氣量 VOiVOi。3 水蒸氣量的計(jì)算    在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，空氣的密度Oi=1.293kg/m3，空氣中水蒸氣的含量d=10g/kg空氣，水蒸氣的密度H2O=0.804kg/m3 。    1kg煤在理論空氣量下燃燒所生成的煙氣體積稱理論煙氣體積，它包括CO2 、SO2、N2和水蒸氣等，在理論煙氣體積中水蒸氣有以下3個來源。    a.煤中氫元素的氧化  由式(2)可知，1kgH2完全燃燒后生成44.8/4.03211.11(m3)的水蒸氣，所以1kg煤中的氫燃燒后生成的水蒸氣的體積為：    c.隨空氣帶入的水蒸氣  其體積為：