1、燃燒學(xué) 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書2劉湘云廣東工業(yè)大學(xué) 材料與能源學(xué)院二六年七月印刷一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^測定鍋爐熱效率與煙氣中有害物含量，了解氣體燃燒的熱工特性，同時(shí)學(xué)習(xí)如何調(diào)整燃料與空氣的配比，使燃燒保持最佳狀態(tài)。另外通過鍋爐熱平衡計(jì)算，可以確定最佳工況，從而保證鍋爐在熱效率最高、有害物排出量最小的條件下工作。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備實(shí)驗(yàn)臺由小型燃?xì)忮仩t；進(jìn)口板式換熱器；進(jìn)口循環(huán)水泵；熱電阻及熱電偶測溫；額定流量4m 3/h干式氣煤氣表；U 型壓力計(jì)； 0.4級標(biāo)準(zhǔn)壓力表；轉(zhuǎn)子流量計(jì)；萬能輸入8點(diǎn)巡檢儀等組成（不包括熱值儀、煙氣分析等分析儀）。 圖一、小型燃?xì)忮仩t熱工性能測試實(shí)驗(yàn)臺結(jié)構(gòu)簡三、實(shí)驗(yàn)原理 （一）、系統(tǒng)流程1、

2、燃?xì)庀到y(tǒng)燃?xì)馔ㄟ^流量、壓力、溫度的測量后，由燃燒機(jī)（燃燒器）與空氣混合并點(diǎn)燃，產(chǎn)生的熱量與鍋爐中的水進(jìn)行交換，降溫后的煙氣通過煙氣成分分析后排出鍋爐。 2、鍋爐水循環(huán)系統(tǒng)鍋爐中的水吸收燃?xì)馊紵懦龅臒崃繙囟仍龈?，在出口測量供水溫度，通過管道進(jìn)入板式換熱器，與板式換熱器的自來水換熱（模擬采暖用戶）而降溫，然后經(jīng)過浮子流量計(jì)計(jì)量循環(huán)流量，測量回水溫度后，由循環(huán)水泵泵入鍋爐進(jìn)行循環(huán)。 3、生活用熱水系統(tǒng)生活熱水是靠自來水本身的壓力（標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的壓力0.1Ma ），測量溫度后，進(jìn)入鍋爐本身的水水換熱器與鍋爐中的熱水進(jìn)行換熱，在出口測量熱水溫度，然后經(jīng)過浮子流量計(jì)計(jì)量流量排進(jìn)水盆。 4、測量系統(tǒng)燃?xì)饬髁坑?/p>

3、煤氣表計(jì)量，壓力用U 型壓力計(jì)測量。循環(huán)水流量、生活用水流量用浮子流量計(jì)計(jì)量（流量計(jì)可由用戶用重量法進(jìn)行標(biāo)定），生活用水入爐壓力用壓力表測量。溫度使用熱電阻傳感器測量，由巡檢儀顯示。燃?xì)忮仩t的熱流量、熱平衡、熱效率及衛(wèi)生指標(biāo)的測試 （二）、測定鍋爐的熱流量（熱負(fù)荷）單位時(shí)間內(nèi)，進(jìn)入燃燒設(shè)備的燃?xì)馊紵懦龅臒崃糠Q為熱流量（熱負(fù)荷）。熱流量等于燃?xì)庀牧颗c燃?xì)獾臀粺嶂档某朔e。 = qv QC （1） 燃?xì)馊紵懦龅臒崃縱q 試驗(yàn)時(shí)試驗(yàn)氣的消耗量， m3/h（由煤氣表讀出）；Q C 測試時(shí)采用的基準(zhǔn)干燃?xì)獾牡臀粺嶂礛J/Nm3。（三）、鍋爐熱效率1、鍋爐熱平衡方程式為了計(jì)算方便，對于燃?xì)忮仩t的熱

4、平衡，應(yīng)以每標(biāo)3m 燃?xì)鉃榛A(chǔ)進(jìn)行計(jì)算。一般鍋爐的熱平衡方程式如下：12345Q Q Q Q Q Q =+（2）式中 Q 相當(dāng)每標(biāo)3m 燃?xì)獾妮斎霟崃浚╧J/標(biāo)3m ）； 1Q 相當(dāng)每標(biāo)3m 燃?xì)獾挠行л敵鰺崃浚╧J/標(biāo)3m ） 2Q 相當(dāng)每標(biāo)3m 燃?xì)獾呐艧煋p失熱量（kJ/標(biāo)3m ）3Q 相當(dāng)每標(biāo)3m 燃?xì)獾幕瘜W(xué)未完全燃燒損失熱量（kJ/標(biāo)3m ） 4Q 相當(dāng)每標(biāo)3m 燃?xì)獾臋C(jī)械未完全燃燒損失熱量（kJ/標(biāo)3m ） 5Q 相當(dāng)每標(biāo)3m 燃?xì)獾腻仩t本體的散熱損失熱量（kJ/標(biāo)3m ） 用Q 值除式(11-3,可得以百分?jǐn)?shù)的熱平衡方程式如下:12345100%q q q q q += （3）11

5、2233445Q q QQ q Q Q q Q Q q Q =（4）式中 1q 鍋爐的效輸出熱量百分?jǐn)?shù)(%; 2q 排煙熱損失百分?jǐn)?shù)(%;3q 化學(xué)未完燃燒損失百分?jǐn)?shù)(%;4q 機(jī)械未完全燃燒損失百分?jǐn)?shù)(%;5q 鍋爐本體散熱損失百分?jǐn)?shù)(%;在正常工作條件下, 燃?xì)忮仩t沒有機(jī)械損失, 所以, 400Q =4及q2、鍋爐熱效率鍋爐熱效率是指鍋爐輸出的有效熱量占消耗燃?xì)馑哂械臒崃康陌俜謹(jǐn)?shù)。測定鍋爐熱效率有兩種方法:一為正平衡法; 一為反平衡法。正平衡測定法亦稱為直測測定法. 它要求直接測出鍋爐輸出有效熱量1Q 值與輸入燃?xì)馑馨l(fā)生的熱量Q 值。這樣鍋爐熱效率就等于鍋爐有效輸出熱量百分?jǐn)?shù), 即11

6、100Q q Q = （5）式中鍋爐熱效率(%正平衡法測熱效率直接明了, 計(jì)算也較簡單, 但是, 在實(shí)際測試工作中, 不具備測量燃?xì)饬髁康臈l件, 尤其對于大型鍋爐, 直接測量得到的Q 與Q 1值誤差較大。所以, 正平衡法多用于小型鍋爐及熱效率比較低的(80% <的工業(yè)鍋爐（四）、熱水產(chǎn)率熱水產(chǎn)率是指單位時(shí)間內(nèi)的熱水產(chǎn)量。小型兩用燃?xì)忮仩t的額定產(chǎn)率是燃?xì)庠陬~定壓力下燃燒，壓力98Kpa 的冷水流過小型燃?xì)忮仩t水-水換熱器，溫度升高25時(shí)，每分鐘的熱水量（同燃?xì)鉄崴鞫x）。用下式表示：60Mg =(6式中： g 熱水產(chǎn)率（L/min）；M 測試時(shí)間內(nèi)的熱水量（L ）； 測試時(shí)間（s ）。（

7、五）、煙氣中有害物含量煙氣中有害物含量一般用煙氣中一氧化碳含量來表示。用相應(yīng)的取樣器抽取煙氣，利用氣體分析儀測定煙氣中一氧化碳含量。由于抽取煙氣時(shí)，會有空氣混入煙氣中，因而造成所測得的一氧化碳值低于實(shí)際煙氣中一氧化碳值。為了排除這一影響，需要將測得的一氧化碳值換算為過剩空氣系數(shù)=1時(shí)，煙氣中一氧化碳含量。因此，在測定煙氣樣中的一氧化碳含量的同時(shí)，還應(yīng)測定其氧含量（在抽取的煙氣樣中，氧含量不得超過14%）。測定煙氣樣中一氧化碳含量和氧含量后，按下式計(jì)算過?？諝庀禂?shù)=1時(shí)，煙氣中一氧化碳含量：212' "(20.9120.9O C O C O C O O =-=-(14式中：CO

8、 =1過?？諝庀禂?shù)=1時(shí)，干煙氣樣中一氧化碳含量，%； CO 干煙氣樣中一氧化碳含量，%； CO 室內(nèi)空氣中一氧化碳含量，%； O 2 干煙氣中氧含量，%。 （五）、實(shí)驗(yàn)步驟1、檢查燃?xì)庀到y(tǒng)的氣密性：打開燃?xì)獗砬伴y門，待U 型壓力計(jì)上升后，立即關(guān)閉改閥門。觀察U 型壓力計(jì)中液面是否變化，若下降，表明漏氣，用肥皂液檢查漏氣點(diǎn)并修理，在檢查，直至不漏氣為止。2、向鍋爐系統(tǒng)充滿水。管路不得漏水、滲水，否則應(yīng)進(jìn)行檢修至滿足要求為止。 3、打開電源開關(guān)，檢查溫度顯示是否正常。4、插上鍋爐電源插頭，觀察供電是否正常。在正常的情況下，關(guān)閉燃?xì)獗砬伴y門，啟動鍋爐進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)。這時(shí)水泵、風(fēng)機(jī)、運(yùn)行，燃燒機(jī)有啪 啪

9、 啪······的點(diǎn)火放電聲，然后會自動停機(jī)。5、打開模擬用戶換熱器的出水閥門，使有少量水流出。6、打開燃?xì)獗砬伴y門，啟動燃?xì)忮仩t，鍋爐會正常運(yùn)行，這時(shí)巡檢儀上指示的采暖回水、供水水溫將逐漸增高。調(diào)整模擬用戶換熱器的水量調(diào)節(jié)閥門及鍋爐回水閥門，使回水溫度50左右，供水溫度90左右。燃燒穩(wěn)定、溫度穩(wěn)定后，即可以進(jìn)行測試：首先記錄煤氣表的初始讀值V 1，然后記錄供回水溫度（應(yīng)每隔1分鐘或一定的時(shí)間間隔讀一次值，最后取平均值），循環(huán)水流量及室內(nèi)環(huán)境等參數(shù)與表格內(nèi)。7、生活用水的測試關(guān)閉模擬用戶換熱器的出水閥門，打開生活用水出水閥門，對應(yīng)調(diào)節(jié)供水閥門，使壓力保持在0.1Mpa 。記錄水溫、流量參數(shù)。（六） 、數(shù)據(jù)記錄及計(jì)算 記錄計(jì)算表 姓名： 燃?xì)夥N類 燃?xì)鈮毫?室內(nèi)氣壓 項(xiàng)目 熱 負(fù) 荷 測 定 熱 效 率 測 定 一 氧 化 碳 測試所用時(shí)間（s） 流量計(jì)初讀值 V1 流量計(jì)終讀值 V2 熱負(fù)荷 Kw 水的示值流量（L/h） 水質(zhì)量流量(Kg/h 水初溫