1、2021-11-25Principles of BoilerPage 12021-11-25Principles of BoilerPage 2 2021-11-25Principles of BoilerPage 3理論空氣量理論空氣量是指是指1kg（1m3）收到基燃料完全燃燒而又沒有剩余氧存在時所需）收到基燃料完全燃燒而又沒有剩余氧存在時所需要的空氣量。一般用符號表示，其單位是要的空氣量。一般用符號表示，其單位是m3/kg（標準狀態下（標準狀態下m3/m3）。）。理論空氣量的計算通常是以理論空氣量的計算通常是以1kg（1m3）收到基燃料為基礎來進行的。）收到基燃料為基礎來進行的。1.碳完全

2、燃燒時，其化學反應方程式為：碳完全燃燒時，其化學反應方程式為：2.氫完全燃燒時，其化學反應方程式為：氫完全燃燒時，其化學反應方程式為：3.硫完全燃燒時，其化學反應方程式為：硫完全燃燒時，其化學反應方程式為：2323866. 1866. 11COmOmkgCOHmOmkgH232321 .1156. 5123237 . 07 . 01SOmOmkgS2021-11-25Principles of BoilerPage 44.1kg燃料完全燃燒時，需要從空氣中取得的氧量為：燃料完全燃燒時，需要從空氣中取得的氧量為： m3/kg（標態下）（標態下）5.1kg收到基燃料完全燃燒時所需要的收到基燃料完全

3、燃燒時所需要的理論空氣量理論空氣量為：為： m3/kg式中式中 、 合并在一起，是因為合并在一起，是因為 、 的完全燃燒反應方程式的完全燃燒反應方程式可寫成通式可寫成通式 ，其中，其中， 稱為稱為1kg燃燃料中料中“當量碳量當量碳量”。此外，進行煙氣分析時，一般將其的燃燒產物和的容。此外，進行煙氣分析時，一般將其的燃燒產物和的容積一起測定。積一起測定。1007 . 01007 . 010056. 5100866. 12ararararOOOSHCVararararOOHSCV0333. 0265. 0375. 00889. 0arCarSCS22ROORararSCR375.02021-11-

4、25Principles of BoilerPage 56.理論干空氣量的質量計算公式為：理論干空氣量的質量計算公式為： kg/kg （37）式中式中 1.293干空氣密度，干空氣密度，kg/m3。以上所計算的空氣量都是指不含蒸汽的以上所計算的空氣量都是指不含蒸汽的理論干空氣量理論干空氣量。對于氣。對于氣體燃料，這一空氣量可根據燃料中的各種可燃氣體的氧化反應體燃料，這一空氣量可根據燃料中的各種可燃氣體的氧化反應進行計算，并以進行計算，并以1 m3的氣體燃料為基礎。的氣體燃料為基礎。?OOVL293. 12021-11-25Principles of BoilerPage 6二、實際供給空氣量和

5、過量空氣二、實際供給空氣量和過量空氣系數系數 實際送入鍋爐內的空氣量要比理論空氣量大些，這一空氣量稱為實際送入鍋爐內的空氣量要比理論空氣量大些，這一空氣量稱為實際空氣量實際空氣量，用符號表示，單位是用符號表示，單位是m m3 3/kg/kg（m m3 3/m/m3 3）。實際空氣量與理論空氣量之比稱為實際空氣量與理論空氣量之比稱為過量空氣系數過量空氣系數，用符號，用符號 表示，表示， （39）實際供給空氣量與理論空氣量之差稱為實際供給空氣量與理論空氣量之差稱為過量空氣過量空氣，用符號，用符號 表示，表示， m3/kg （3 10） 過量空氣系數過量空氣系數一般是指爐膛出口處的過量空氣系數，這是

6、因為爐內的燃燒過程在一般是指爐膛出口處的過量空氣系數，這是因為爐內的燃燒過程在爐膛出口處結束。爐膛出口處結束。過量空氣系數過量空氣系數是鍋爐運行的重要指標，太大會增加煙氣容積及排是鍋爐運行的重要指標，太大會增加煙氣容積及排煙熱損失，太小則不能保證燃料完全燃燒。煙熱損失，太小則不能保證燃料完全燃燒。 對于成分相同的燃料，其理論空氣量相同，只要用就可表示實際供應空氣量的多對于成分相同的燃料，其理論空氣量相同，只要用就可表示實際供應空氣量的多少。對不同形式的鍋爐，不同的燃料，不同。少。對不同形式的鍋爐，不同的燃料，不同。 過量空氣系數過量空氣系數的最佳值與燃料種類、燃燒方式及燃燒設備的完善程度有關，

7、應通的最佳值與燃料種類、燃燒方式及燃燒設備的完善程度有關，應通過試驗確定。各種鍋爐在燃用不同燃料時的過試驗確定。各種鍋爐在燃用不同燃料時的過量空氣系數過量空氣系數值見表值見表3-1。OkVVOOkVVVV) 1(V2021-11-25Principles of BoilerPage 7 一、煙氣成分一、煙氣成分煙氣成分煙氣成分是指燃料燃燒后生成的產物是指燃料燃燒后生成的產物煙氣及其攜帶的灰粒。煙氣及其攜帶的灰粒。煙氣攜帶的灰粒占容積百分比較小，通常煙氣攜帶的灰粒占容積百分比較小，通常計算時都略去不計。計算時都略去不計。煙氣是由多種氣體成分組成的混合物，主要含CO2、CO、SO2、N2、O2、N

8、Ox、HO2等化合物。2021-11-25Principles of BoilerPage 8 一、煙氣成分一、煙氣成分 煙氣煙氣是由多種氣體成分組成的混合物，是由多種氣體成分組成的混合物，主要含有 CO2、CO、SO2、N2、O2、NOx、HO2等化合物，分別用來表示各種氣體成分容積各種氣體成分容積。用 表示 1kg燃料燃燒生成的煙氣總容積煙氣總容積。22222HONOxONSOCOCO、V、V、V、V、V、VVyV2021-11-25Principles of BoilerPage 9 一、煙氣成分一、煙氣成分1.1.當當 且完全燃燒時，煙氣容積是：且完全燃燒時，煙氣容積是： m m3 3

9、/kg /kg （311311）2.2.當當 且完全燃燒時，煙氣容積是：且完全燃燒時，煙氣容積是： m m3 3/kg /kg （312312）3.3.當當 且不完全燃燒時，煙氣容積是：且不完全燃燒時，煙氣容積是： m m3 3/kg/kg（313313）1112222HONSOCOVVVVVy22222OHONSOCOVVVVVVyCOOHONSOCO22222VVVVVVVy2021-11-25Principles of BoilerPage 10 二、煙氣容積計算二、煙氣容積計算 1.理論煙氣容積理論煙氣容積 ：是指當：是指當 且完全燃燒時所生成的煙氣容積。且完全燃燒時所生成的煙氣容積。

10、 m m3 3/kg /kg （318318） 2.實際煙氣容積：實際煙氣容積：是指燃料實際燃燒過程都是在是指燃料實際燃燒過程都是在 1的情況下的情況下進行的，故其為進行的，故其為理論煙氣容積理論煙氣容積、過量空氣容積過量空氣容積和過量空氣帶入的和過量空氣帶入的水蒸氣容水蒸氣容積積三部分之和。即三部分之和。即 OararOarararyVMHVNSCV0161. 00124. 0111. 079. 01008 . 0100375. 0866. 101OOararOarararyVVMHVNSCV10161. 10161. 00124. 0111. 079. 01008 . 0100375. 0

11、866. 12021-11-25Principles of BoilerPage 11 三、煙氣中三原子氣體、水蒸氣容積份額和灰粒濃度三、煙氣中三原子氣體、水蒸氣容積份額和灰粒濃度1.三原子氣體容積份額三原子氣體容積份額2.水蒸氣容積份額水蒸氣容積份額3.灰粒濃度灰粒濃度 2021-11-25Principles of BoilerPage 12 三、煙氣中三原子氣體、水蒸氣容積份額和灰粒濃度三、煙氣中三原子氣體、水蒸氣容積份額和灰粒濃度1.三原子氣體容積份額三原子氣體容積份額三原子氣體容積份額三原子氣體容積份額 三原子氣體分壓力三原子氣體分壓力 yROySOCOROVVVVVr2222PrP

12、RORO222021-11-25Principles of BoilerPage 13 三、煙氣中三原子氣體、水蒸氣容積份額和灰粒濃度三、煙氣中三原子氣體、水蒸氣容積份額和灰粒濃度2.水蒸氣容積份額水蒸氣容積份額水蒸氣容積份額水蒸氣容積份額 水蒸氣分壓力水蒸氣分壓力 yOHOHVVr22PrPOHOH222021-11-25Principles of BoilerPage 14 三、煙氣中三原子氣體、水蒸氣容積份額和灰粒濃度三、煙氣中三原子氣體、水蒸氣容積份額和灰粒濃度3.灰粒濃度：灰粒濃度：是指單位質量（或容積）的煙氣中含有的灰粒質量，單位為是指單位質量（或容積）的煙氣中含有的灰粒質量，單位

13、為kg/kg（kg/m3）。）。質量濃度 kg/kg （324）容積濃度 kg/m3 （325）式中 煙氣中飛灰量占燃料總灰量的份額（即飛灰份額），見表3-2 1kg收到基燃料燃燒生成的煙氣質量， kg/kg。 yfharGaA100yfharVaA100fhayG2021-11-25Principles of BoilerPage 15 煙氣分析的意義：煙氣分析的意義：確定鍋爐運行時的煙氣容積；確定鍋爐運行時的煙氣容積；確定過量空氣系數、漏風系數及煙氣中確定過量空氣系數、漏風系數及煙氣中CO含量等含量等數據；數據；了解爐內的燃燒工況，以便對燃燒進行調整和對燃了解爐內的燃燒工況，以便對燃燒進行

14、調整和對燃燒設備進行改進。燒設備進行改進。 2021-11-25Principles of BoilerPage 16 一、煙氣分析及其設備一、煙氣分析及其設備1. 煙氣成分分析煙氣成分分析煙氣分析是以煙氣分析是以1kg燃料燃燒生成的干煙氣容積（燃料燃燒生成的干煙氣容積（ ）為基礎，測）為基礎，測出煙氣中各氣體成分（分容積）占干煙氣容積的百分數。即出煙氣中各氣體成分（分容積）占干煙氣容積的百分數。即 （326） （327） （328） （329） （330） （331） %1002CO2gyVVCO%1002SO2gyVVSO%1002O2gyVVO%1002N2gyVVN%100COgyVV

15、CO%1002222CONOSOCOgyV2021-11-25Principles of BoilerPage 17一、煙氣分析及其設備一、煙氣分析及其設備2. 煙氣分析儀（器）煙氣分析儀（器）奧氏煙氣分析儀、色譜分析儀、紅外線分析儀等。奧氏煙氣分析儀、色譜分析儀、紅外線分析儀等。原理原理（以奧氏煙氣分析儀為例）（以奧氏煙氣分析儀為例） 是利用選擇性吸收的方法來測定煙氣中各種氣體是利用選擇性吸收的方法來測定煙氣中各種氣體的成分含量。選擇性吸收就是利用某種化學吸收劑的成分含量。選擇性吸收就是利用某種化學吸收劑和煙氣接觸，選擇吸收煙氣中的某種成分，根據其和煙氣接觸，選擇吸收煙氣中的某種成分，根據其

16、容積的減少可確定其容積含量百分數。容積的減少可確定其容積含量百分數。2021-11-25Principles of BoilerPage 18奧氏煙氣分析儀與便攜式煙氣分析儀奧氏煙氣分析儀與便攜式煙氣分析儀2021-11-25Principles of BoilerPage 19一、煙氣分析及其設備一、煙氣分析及其設備2. 煙氣分析儀（器）煙氣分析儀（器）結構結構 其結構如圖其結構如圖3-1所示。由量筒所示。由量筒10、平衡瓶、平衡瓶11、吸收瓶吸收瓶1、2、3等組成。等組成。常用的化學吸收劑有：常用的化學吸收劑有：氫氧化鉀溶液氫氧化鉀溶液焦性沒食子酸的堿性溶液焦性沒食子酸的堿性溶液氯化亞銅氨

17、溶液氯化亞銅氨溶液2021-11-25Principles of BoilerPage 20氫氧化鉀溶液：用來吸收氫氧化鉀溶液：用來吸收 ，其化學反應關系是：，其化學反應關系是： （333） （334）焦性沒食子酸堿性溶液：用來吸收焦性沒食子酸堿性溶液：用來吸收 ，其化學反應關系是：，其化學反應關系是： （335） （336）氯化亞銅氨溶液：用來吸收氯化亞銅氨溶液：用來吸收 ，其化學反應關系是：，其化學反應關系是： （337）OHCOKCOKOH23222OHSOKSOKOH23222OHOKHCKOHOHHC233633633OHOKHCHCOKOOKHC232626323362243223

18、22NHClCOCuCOClNHCu2RO2OCO2021-11-25Principles of BoilerPage 21奧氏煙氣分析儀奧氏煙氣分析儀 13吸收瓶；吸收瓶；4梳形管；梳形管；57旋塞；旋塞；8過濾器；過濾器；9三通旋塞；三通旋塞；10量筒；量筒；11平衡瓶；平衡瓶；12水套管；水套管；1315緩沖瓶；緩沖瓶；16橡皮球橡皮球2021-11-25Principles of BoilerPage 22一、煙氣分析及其設備一、煙氣分析及其設備2. 煙氣分析儀（器）煙氣分析儀（器）分析步驟分析步驟 利用平衡瓶向量筒中抽取利用平衡瓶向量筒中抽取100cm3煙氣；讓這一定量的煙氣；讓這一定量的煙氣依次進入吸收瓶煙氣依次進入吸收瓶1、2、3。煙氣多次反復通過吸收瓶。煙氣多次反復通過吸收瓶1后，煙氣中的被吸收盡，利用量筒可以測出煙氣減少的容積，后，煙氣中的被吸收盡，利用量筒可以測出煙氣減少的容積，該減少的容積即為干煙氣中三原子氣體容積含量的百分數。該減少的容積即為干煙氣中三原子氣體容積含量的百分數。按同樣的方法用吸收瓶按同樣的方法用吸收瓶2測出，用吸收瓶測出，用吸收瓶3測出，最后在量測出，最后在量筒中剩余的氣體即為。筒中剩余的氣體即為。*上述吸收程序不能顛倒。上述吸收程序不能顛倒