第4章-物质平衡及热平衡(共8页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上第4章 物质平衡及热平衡1. 什么是理论空气量？如何计算？1kg固体及液体燃料完全燃烧并且燃烧产物（烟气）中午自由氧存在时，所需要的空气量成为理论空气量。标准状态下的理论空气量可根据燃料中C、S、H等可燃元素所需要的氧气量计算得到。2. 什么是实际空气量？什么是过量空气系数？实际送入锅炉的空气量称为实际空气量。实际空气量与理论空气量的比值称为过量空气系数。3. 燃料的燃烧产物（烟气）中都有哪些成分？理论烟气的组成为CO2、SO2、N2和H2O。前三种组成合在一起称为干烟气，包括H2O在内的烟气称为湿烟气。当有过量空气时，烟气中除上述组分外，还含过量的空气。若燃烧不完全

2、，则除上述组分外，烟气中还将出现CO、CH4和H2等可燃成分。4.烟气的成分组成是如何表示的？每种成分的容积用符号V和下角标注以该成分的分子式来表示，如、分别表示每千克燃料燃烧后所生成烟气中二氧化碳、二氧化硫、未参加燃烧反应的剩余氧气、氮气、水蒸气、一氧化碳的容积。烟气的成分组成，是用烟气中某种成分的容积占干烟气容积的百分数来表示，并直接用用该成分的分子式书写。所谓干烟气体积Vgy是指烟气中除水蒸气外其他各成分体积之和。5. 奥氏烟气分析仪式根据什么原理分析烟气成分的？某些化学药剂对气体具有选择性吸收的特性，如将一定量的烟气（通常为100mL）反复多次流经这些药剂时，其中某一成分的气体便与之反

3、应而被吸收，通过在等温等压条件下对气体减量的测定，便可获得该气体的体积分数。6. 什么是燃烧方程式？燃料燃烧是可燃物与氧的化合反应。燃烧后生成的烟气成分组成与燃料的干燥无灰基元素成分之间，必然存在一定规律，并满足一定的方程式，此方程式就称燃烧方程式。利用燃烧方程式可以推算出烟气中CO的含量，可以分析出烟气中RO2与O2的变化关系等。7. 什么是燃烧特性系数？在进行燃烧计算及分析有关问题时，常遇到一个系数，系数值只取决于燃料的干燥无灰基成分组成，而与水分、灰分无关，对于不同的燃料有不同的值，故称为燃料特性系数。8. 什么是燃料的？当燃烧完全时，无一氧化碳产生，当烟气中剩余氧为0（即=1）时，烟气

4、中的值达到最大，即。9. 锅炉运行中，如何确定其过量空气系数？锅炉运行时的过量空气系数可根据烟气分析的结果予以确定：其中V是漏风量，Vk表示实际空气量。10. 什么是漏风系数？运行中如何确定漏风系数？各部件所处烟道内漏入的空气量V与理论空气量的比值，称为该烟道的漏风系数。运行中漏风系数的确定，是：用烟气分析器测出欲确定漏风的烟道出口及进口处的烟气成分，再分别计算出口及进口处的过量空气系数，出口与进口过量空气系数之差即为这部分烟道的漏风系数。11. 烟气中和值延锅炉烟气流程如何变化？烟气中值与值大小取决于燃烧所产生的二氧化碳和二氧化硫容积、富裕氧的容积及干烟气容积Vgy。由完全燃烧方程式知道，烟

5、气中值与值是互成反比关系的。燃料的燃烧反应在炉膛出口处结束。这时，生成既定量的，既定量的干烟气Vgy及富裕氧量，因而，也就有一定的与值。在以后的烟气流程中，与值是否变化，要看烟气容积是否变化，即是否有冷空气漏入而异。 在微正压燃烧中，烟气呈正压状态，外界空气不能漏入，烟气容积基本不变。所以，从炉膛出口到空气预热器之前，烟气中的及值是不变的。平衡通风，从炉膛至空气预热器出口，烟气呈负压状态，外界空气将从不严密处逐渐漏入，使烟气容积逐渐增大，由于值是一定的则值沿烟气流程在逐渐变小。由于空气的漏入，使烟气中氧气量逐渐增多，这样，沿烟气流程的值将逐渐增大。 一般燃烧正常的煤粉炉，炉膛出口维持过量空气系

6、数为1.2左右，这时值约为1416，值约为34。而到出口时，由于外界空气不断漏入，过量空气系数a将增至于1.351.40。这时，烟气中值大约下降至于12.713.8，而值则大约上升至5.56.8。12.什么是理论燃烧温度？理论燃烧温度的高低受什么因素影响？理论燃烧温度的高低对锅炉工作有何影响？燃料在绝热条件下燃烧，烟气所能达到的称理论燃烧。也就是说，燃料燃烧时有效发热量不往外传递，全部用来加热燃烧产物所能达到的。理论燃烧温度的高低与燃料的热值、燃烧产物的热容量、燃烧产物的数量、燃料与空气的温度和过量空气系数等因素有关。炉膛；四周都布满了水冷壁，燃料在炉内燃烧放热的同时即进行热量的传递，燃烧放出

7、的热量，一部分很快被炉内受热面所吸收。也就是说，实际不可能为燃料创造绝热燃烧的条件，因而，在实际中，理论燃烧高明不存在的。那么，讨论理论燃烧的高低还有什么实际意义呢？理论燃烧虽不存在，但它却在一定程度上代表炉内水平。炉内辐射传热与的四次方成正比，理论燃烧高，炉内水平高，辐射传的热能力强。同时，理论燃烧的高低，还在一定程度上影响辐射传热量与对流传热量的比例，理论燃烧低，辐射传热能力下降，对流传热比例必然增大，由于对流受热面传热效果比辐射受热面差，这样就会使总的受热面积增大，对降低造价是不利的。13.什么是低氧燃烧？低氧燃烧有何优点？采用低氧燃烧应具备什么条件？使用较低的过量空气系数，使燃烧后烟气

8、中剩余氧很少的燃烧技术称低氧燃烧。低氧燃烧的优点主要有以下几方面：（1）送风量和烟气量减小使排烟热损失下降，锅炉效率提高，并使吸、送风机耗电量减小；（2）烟气中剩余氧浓度降低，金属高温氧化的可能性降低，并能降低五氧化二钒的生成量，能有效地减轻受热面的高温腐蚀和防止出现高温粘结灰；（3）能使三氧化硫生成量下降，烟气露点温降低，有利于防止受热面的低温腐蚀；（4）减少氮氧化合物生成量，有利于环境保护。 采用低氧燃烧技术，必须在保证燃料能完全燃烧的前提下进行，这并不是轻而易举就能实现的，需要满足一定的前提条件，主要有：（1）燃烧器要有较大的调节范围；（2）注意减小锅炉漏风，特别是减小炉膛漏风，这只有在

9、采用微正压燃烧的燃油炉、燃气炉才有可能实现；（3）要求有相应的测量和自动控制设备，特别是能可靠地测量和控制燃料量与空气量；（4）科学合理的配风，以便能在；较小的富裕氧的情况下达到最稳定和最经济的燃烧效果。14. 什么是锅炉机组热平衡与热平衡方程？锅炉热平衡是指在稳定运行状态下，锅炉输入热量与输出热量及各项热损失之间的热量平衡。一般的热平衡方程式为：Qr=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6，kJ/kg式中：Qr锅炉输入热量； Q1锅炉有效利用的热量； Q2排烟热损失； Q3可燃气体不完全燃烧热损失； Q4固体不完全燃烧热损失； Q5锅炉散热损失； Q6其他热损失。15. 什么是输入热量？输入热量

10、来自哪几方面？锅炉输入热量Qr是从锅炉范围以外输入锅炉的热量，不包括锅炉范围内循环的热量，通常有如下几项：Qr=Qar,net+ir+Qwr+Qzq式中，Qar,net燃料的收到基低位发热量，kJ/kg； ir燃料物理显热，kJ/kg； Qwr外来热源加热空气时带入的热量，kJ/kg； Qzq雾化燃油所用蒸汽带入的热量，kJ/kg。16. 什么是锅炉有效利用热量？如何计算？锅炉有效利用热是指水和蒸汽流经各受热面时吸收的热量，而空气在空气预热器吸热后又回到炉膛，这部分热量属锅炉内部热量循环，不应计入。锅炉有效利用热Q1为：式中，B燃料消耗量，kJ/kg； Dgr、Dzr、Dzy、Dpw过热蒸汽量

11、、自用蒸汽量、排污量和再热蒸汽量，kJ/kg； igr、izy、i、igs过热蒸汽焓、自用蒸汽焓、饱和水焓和给水焓，kJ/kg； izr、izr再热器出口和进口蒸汽焓，kJ/kg。17. 什么是机械未完全燃烧热损失？如何计算？机械未完全燃烧热损失是指燃料中未燃烧或未燃尽碳造成的热损失，这些碳残留在灰渣中。机械未完全燃烧热损失q4的计算公式为：对于火床炉 对于流化床锅炉对于煤粉炉以上各式中的（alz）、（alm）、（ayh）、（afh）、（ayl）、（alh）分别为炉渣、漏煤、烟道灰、飞灰、溢流灰、冷灰和冷炉斗灰渣中的灰量占入炉燃料总灰分的质量分数，（Clz）、（Clm）、（Cyh）、（Cfh）

12、、（Cyl）、（Clh）分别为炉渣、漏煤、烟道灰、飞灰、溢流灰、冷灰和冷炉斗灰渣中可燃物的质量分数，32700为每kg纯碳的发热量（kJ）。18. 影响机械未完全燃烧热损失的因素有哪些？影响机械未完全燃烧热损失的主要因素有：燃料的性质、燃烧方式、炉膛型式和结构、燃烧器设计和布置、炉膛温度、锅炉负荷、运行水平、燃料在炉内的停留时间和与空气的混合情况等。19. 什么是排烟热损失？如何计算？排烟热损失与哪些因素有关？锅炉排烟温度的进一步降低受那些条件限制？排烟热损失是由于锅炉排烟带走的热量所造成的损失，等于排烟焓与入炉空气焓之差。计算公式如下：式中，Ipy排烟焓，kJ/kg； I0lk进入锅炉的冷空

13、气焓，按冷空气温度为30摄氏度计算，kJ/kg； apy排烟处的过量空气系数。影响排烟热损失的主要因素为排烟温度和烟气容积。排烟温度的进一步降低主要有以下条件的限制：（1）排烟低，会引起尾部受热面的低温腐蚀，因此，在燃用硫分和水分较高的煤时以及燃烧重油时，不宜采用过低的排烟；（2）排烟低，尾部受热面传热温差减小，传递同样的热量，需要较多的受热面积，金属耗量增大，通风阻力及风机电耗也随之增加，外形尺寸也要增大，布置上也会带来一定的困难。合理的排烟，是根据排烟热损失和受热面金属消耗费用，通过技术经济比较而确定的。20. 什么是化学未完全燃烧热损失？如何计算？哪些因素影响化学未完全燃烧热损失的大小？

14、由于CO2、H2、CH4等可燃气体未燃烧放热就随烟气离开锅炉而造成的热损失，成为化学不完全燃烧热损失。锅炉运行中可用下式计算：式中，、干烟气中一氧化碳、氢气、甲烷的体积分数； 干烟气中三原子气体的体积分数。影响化学不完全燃烧热损失的主要因素有：燃料的挥发分、炉膛过量空气系数、燃烧器结构和布置、炉膛温度和炉内空气动力工况等。21. 什么是锅炉散热损失？其大小与哪些因素有关？锅炉散热损失是由于锅炉本体及锅炉范围内各种管道、附件的温度高于环境温度而散失的热量。影响散热损失的主要因所有：锅炉外表面积的大小、外表面温度、炉墙结构、保温隔热性能及环境温度等。22. 什么是灰渣物理热损失？其大小与哪些因素有

15、关？锅炉排出的灰渣，还具有较高的温度，它所携带的物理显热，称灰渣物理热损失q6。影响灰渣物理热损失大小的主要因素是排渣量的大小及温度的高低。灰渣物理热损失的影响因素主要是灰渣温度。23. 什么是最佳过量空气系数？过量空气系数大小，对机械未完全燃烧热损失、化学未完全燃烧热泪盈眶损失、排烟热损失均有影响。只要增大过量空气系数，排烟热损失肯定增加；适当增大过量空气系数，可使q3、q4下降，而过量空气系数过大时将引起炉温下降，又导致q3、q4增大。因此，必然有一个最合理的过量空气系数存在。最合理的过量空气系数，应使q2、q3、q4为最小，这个过量空气系数，称最佳过量空气系数。24. 什么是锅炉热效率？

16、什么是正平衡热效率与反平衡热效率？如何计算？有效利用热量与单位时间内所消耗燃料的输入热量的百分比，称为热效率。正平衡热效率由锅炉热效率的定义直接获得，即为锅炉的有效利用热与锅炉送入热量之比：反平衡热效率即求出各项热损失后，由下式求得：25. 什么是燃煤量与计算燃煤量？他们有何区别？单位时间内锅炉消耗的燃料量称为燃煤量B，单位为kg/s、kg/h或t/h。 由于有机械未完全燃烧热损失q4存在，1kg入炉燃料实际上只有kg参加燃烧后应。通常把扣除机械未完全燃烧热损失后的燃煤量称为燃煤量。 燃煤量B是必须供应的煤量，中燃煤量是在炉内实际烧掉的煤量。在职作燃料量预算、输煤系统出力、发电煤耗时，用燃煤B。在燃烧所需空气量、生成烟气量及炉内传热时，用燃煤量。专心-专注-专业