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正常的空氣成分按體積分?jǐn)?shù)計(jì)算是：氮(N2)占78．08％，氧(O2)占20．95％，氬(Ar)占0．93％，二氧化碳(C02)占0．03％，還有微量的惰性氣體，如氦(He)、氖(Ne)、氪(Kr)、氙(Xe)等。臭氧(O3)、一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)
1 定 義
空氣過剩系數(shù)α為進(jìn)入爐內(nèi)實(shí)際的空氣量Vk 與所需的理論燃燒空氣量V 0 之比:
α=Vk / V 0 (1)?
隨著理論燃燒空氣量定義的差別,相應(yīng)的α也不相同。
定義Ⅰ:完全燃燒1 kg 入爐燃料所需的化學(xué)當(dāng)量空氣量稱為理論燃燒空氣量,按下式計(jì)算:
V 01= 0.0889(Car+0.375Sar)+0.265Har-0.0333Oar m3/kg (2)?
式中Car、Sar、Har、Oar —分別為燃料收到基元素分析碳、硫、氫和氧, %。
定義Ⅱ:完全燃燒1kg燃料(從入爐燃料中扣除未完全燃燒損失燃料后)所需的化學(xué)當(dāng)量空氣量稱為理論燃燒空氣量,按
下式計(jì)算:
V 02=[0.0889(Car+0.375Sar)+0.265Har-0.0333Oar](100-q4)/100 m3/kg (3)?
式中q4—固體不完全燃燒熱損失, %。
由此可得兩種不同的空氣過剩系數(shù):α1 = Vk /V 01?
(4)α2 = Vk / V 02 (5)?
根據(jù)定義Ⅰ,由于未燃盡碳的存在而少消耗掉的O2 殘存于煙氣中,仍歸屬于理論空氣量部分,而不計(jì)入過剩空氣的氧量之內(nèi)。但對于燃料燃燒來講,本質(zhì)上是屬過剩氧量,因而不妨可把按此定義的空氣過剩系數(shù)α1 稱之為理論空氣過剩系數(shù),而按定義Ⅱ所得的空氣過剩系數(shù)α2 稱之為(實(shí)際) 空氣過剩系數(shù)。把前者稱為物質(zhì)平衡空氣過剩系數(shù)αмат,后者稱為空氣過剩系數(shù),并有如下關(guān)系式:?
α1 =α2(100 - q4)/100 (6)?
若把未燃碳看作和灰分一樣,對這樣一種假想燃料就可把入爐燃料當(dāng)作完全燃燒, q4 = 0 。此時(shí),α1 =α2 ,即理論
空氣過剩系數(shù)就是(實(shí)際) 空氣過剩系數(shù)。也就是q4 越小時(shí),兩者差別越小。?
2 測算方法
由于用直接測量法按式(1) 求得空氣過剩系數(shù)是十分困難的,通常均以煙氣分析法確定空氣過剩系數(shù)。隨著所用煙氣
分析儀器的不同,其工作原理和分析方法各不相同。
按“氧”公式計(jì)算。
燃料完全燃燒時(shí):?
α2 =21/(21 - O2) (11)?
在有氣體不完全燃燒時(shí):?
α2 =21/(21 -(O2 -2CH4 - 0.5CO - 0.5H2)) (12)?
3 應(yīng) 用
空氣過剩系數(shù)的大小與燃料種類和成分、爐型和燃燒方式、爐內(nèi)燃燒工況的完善程度等有關(guān),是表征爐內(nèi)燃料燃燒過程中風(fēng)量大小的指標(biāo)之一。?
(1) 燃燒設(shè)備的設(shè)計(jì)計(jì)算,如爐膛、燃燒器的設(shè)計(jì),以及制粉系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算等,通常均以理論空氣過剩系數(shù)α1 進(jìn)行計(jì)算,其數(shù)值的選取以同類燃燒設(shè)備的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)。同時(shí)采用計(jì)算燃料量Bp 值,以修正固體未完全燃燒損失的影響。?
(2) 作為鍋爐運(yùn)行時(shí)燃料燃燒配風(fēng)工況調(diào)整的參考依據(jù),同時(shí)可以根據(jù)各部煙道區(qū)段空氣過剩系數(shù)的測量,確定各該區(qū)段煙道的漏風(fēng)系數(shù),這時(shí)宜用煙氣分析數(shù)據(jù)測算實(shí)際空氣過剩系數(shù)。特別是對q4 損失比較大的鍋爐進(jìn)行配風(fēng)工況調(diào)整時(shí),若以理論空氣過剩系數(shù)(即進(jìn)行q4 修正的) 為依據(jù),易造成爐內(nèi)缺風(fēng)的假象。實(shí)際上,在理論空氣量中由于q4 而留存下來的那部分O2 的實(shí)質(zhì)仍是過剩O2 ,所以用理論空氣過剩系數(shù)作為燃燒調(diào)整依據(jù)是不適宜的,這已被低揮發(fā)分煤鍋爐燃燒調(diào)整的實(shí)踐所證明。
