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锅炉燃煤所需理论空气量和烟气中水蒸气量的计算
盛益平
(杭州半山发电有限公司,浙江杭州 310015)
    摘要:介绍了锅炉燃煤所需理论空气量和烟气中水蒸气量的计算公式及推导过程,认为按总空气量的水分计算,烟气中的水蒸气更符合实际,精度高。
    关键词:燃煤锅炉;烟气;水蒸气量;理论空气量
Calculations of bustion Air Demand and Steam Vapour Amount in Flue-gas of Coal-fired Boiler
    Abstract:This paper introduces the calculating formulas and their derivation process for bustion air demand and steam vapour content in flue- author believes that the calculated steam vapour content in flue-gas based on moisture in total air amount is more realistic and in higher accuracy.
    Keywords:coal-fired boiler;flue-gas;steam vapour amount;bustion air demand
    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。
碳与氧的