锅炉燃煤所需理论空气量和烟气中水蒸气量的计算Word文档下载推荐.doc

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关键词：

燃煤锅炉；

烟气；

水蒸气量；

理论空气量

CalculationsofTheoreticalCombustionAirDemandandSteamVapourAmountinFlue-gasofCoal-firedBoiler

Abstract：

Thispaperintroducesthecalculatingformulasandtheirderivationprocessfortheoreticalcombustionairdemandandsteamvapourcontentinflue-gas.Theauthorbelievesthatthecalculatedsteamvapourcontentinflue-gasbasedonmoistureintotalairamountismorerealisticandinhigheraccuracy.

Keywords：

coal-firedboiler；

flue-gas；

steamvapouramount；

theoreticalcombustionairdemand

烟气是燃料燃烧后的产物，燃料在锅炉内燃烧时，需经过一系列的化学变化，燃烧的实质是燃料与氧气发生化学反应并生成烟气。

在现代大型火力发电厂中，煤粉燃烧所用的O2直接来源于空气，为保证充分燃烧，进入炉膛的空气都是过剩的。

烟气的主要成分有N2、O2、SO2、CO2、水蒸气，还有少量的CO，SO3、H2、CH4和其它碳氢化合物。

N2主要来自于空气，煤中也含有少量的氮；

O2来源于过剩空气；

CO2、SO2和SO3主要是煤中的碳元素、硫元素与氧化合的生成物。

另外，过剩空气中也有少量的CO2。

水蒸气，一部分是煤中氢元素与氧反应的生成物，而另一部分是原煤中水分的蒸发，还有一小部分是随空气带入的。

CO、CH4、H2和其它碳氢化合物是由于煤的不完全燃烧造成的。

SO33的生成是很少量的。

在锅炉正常燃烧情况下形成的烟气中，CO、CH4、H2和其它碳氢化合物以及SO3的含量很少，在除尘器的一般工业试验研究中常常被忽略或者只考虑CO。

1火电厂环境统计软件中关于水蒸气的计算公式

在火电厂环境统计软件指标解释一节中，水蒸气的计算公式为：

式中Bi——每台锅炉年平均负荷下1h燃原煤量，t/h；



Har——燃煤收到基氢分；

War——燃煤收到基水分；

α——除尘器出口过剩空气系数；

VOi——燃烧1kg煤的理论空气量，m3/kg。



统计公式中，空气带入炉膛的水蒸气仅考虑了过量部分，而未考虑总空气量中的水蒸气，下面对此进行分析。

2理论空气量的计算

假定1kg煤完全燃烧，空气中的氧和煤中能参加燃烧的氧（固有氧）全部被耗尽，此时所需要的空气量称理论空气量。

2.1碳与氧的作用

（在标准状态下，下同）

此式表明，12kgC完全燃烧时，需消耗22.4m3O2，并生成22.4m3CO2，所以1kg碳完全燃烧消耗的O2为22.4/12=1.8667（m3）。

2.2氢与氧的作用

由式

（2）可知,1kgH2燃烧后要消耗O222.4/4.032=5.5556（m3）。

2.3硫与氧的作用

由式（3）可知,1kgS燃烧时,需消耗O222.4/32=0.7（m3）。

但这些氧并非完全来源于空气，因为1kg煤中还含有的氧，这部分氧可与碳、氢、硫化合，因此，在计算空气需要量时，应将这部分氧量扣除。

由于空气中O2的容积含量为21%，所以，1kg煤燃烧所需的理论空气量为：

这是理想状态下燃烧所需的空气量，在实际燃烧过程中所需的空气量αVOi＞VOi。

3水蒸气量的计算

在标准状态下，空气的密度γOi=1.293kg/m3，空气中水蒸气的含量d=10g/kg空气，水蒸气的密度γH2O=0.804kg/m3。

1kg煤在理论空气量下燃烧所生成的烟气体积称理论烟气体积，它包括CO2、SO2、N2和水蒸气等，在理论烟气体积中水蒸气有以下3个来源。

a.煤中氢元素的氧化 

由式

（2）可知，1kgH2完全燃烧后生成44.8/4.032≈11.11（m3）的水蒸气，所以1kg煤中的氢燃烧后生成的水蒸气的体积为：

c.随空气带入的水蒸气 

其体积为：



式（4）、式（5）、式（6）相加即得到烟气中水蒸气的体积：



参考文献

［1］李桂中，李健宇，李锦文.电力建设与环境保护［M］.天津：

天津大学出版社,2000.

［2］蒋文举，宁平.大气污染控制工程［M］.重庆：

四川大学出版社,2001.