SILIcON【科技創(chuàng)新論壇】語■ALL空氣過剩系數(shù)與節(jié)能劉學明(河北省遵化市手工業(yè)聯(lián)合社河北遵化064200摘要:通過對空氣過剩系數(shù)的概念、計算方法及與節(jié)能的關(guān)系,從理論與實踐的結(jié)合上加以概述,從而加深對空氣過剩系數(shù)的認識,更好地節(jié)約燃料關(guān)鍵詞:空氣《過剩系數(shù):計算方法:節(jié)能中圖分類號:IK-9文獻棟識碼:A文章編號:1671-7597(2010)0620169-02能源是經(jīng)濟和社會發(fā)展的基礎(chǔ),如何解決經(jīng)濟發(fā)展與能源供給,是關(guān)不夠,或引風機能力不足,爐內(nèi)氣體不順行,燃燒的不好,惡化了爐內(nèi)的系一個國家、一個民族能否和諧、持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。改革開放以來,我國熱交換,同樣浪費燃料經(jīng)濟快速發(fā)展,能源需求不斷增加,特別是近幾年,能源需求更是快速增22對燃燒產(chǎn)物成份的影響長,已成為能源消費大國,對國家能源安全構(gòu)成了嚴重威脅,形勢十分嚴當空氣過剩系數(shù)增大時,一般情況下是可以使燃料得到更大程度的峻,制約了經(jīng)濟發(fā)展。因此,在努力加快能源開發(fā)的同時,大力節(jié)約能完全燃燒,即燃燒產(chǎn)物中除去N、Q2外只有RO2、HO,但另一方面,由于源,以較少的能源消耗,創(chuàng)造更多的經(jīng)濟效益,已成為我國解決能源供需a的增大,№、O2的絕對數(shù)量增加,而使產(chǎn)物中的RO2和H0的含量相對地緊張一項有效的,現(xiàn)實的途徑。目前燃料是我國能源構(gòu)成的攴柱,燃料只減少,從傳熱的觀點來看是很不利的,因為高溫爐勝中的熱交換主要靠輻有經(jīng)過完全燃燒,將化學能轉(zhuǎn)為熱能,才能被人們加以利用。而燃燒過程射傳熱,而氣體的輻射又靠三原子氣體(如CO0、RO2、H0)和多原子氣體中,空氣過剩系數(shù)的大小對燃料的完全燃燒程度起著十分關(guān)鍵的作用。這(CH4),具有較強的輻射能力和吸收能力[1],當產(chǎn)物中的RO、H20含量個問題目前在一些中小企業(yè)還沒有引起足夠的重視,甚至根本沒有認識,減少,使氣體的黑度降低,從而使輻射能力減弱,使爐子的熱效率降低費了大量的燃料,本文通過對空氣過剩系數(shù)的概念、計算力法及與節(jié)能又由于產(chǎn)物中0含量的增加,使爐內(nèi)的氧化氣氛增強,必然增加金屬的燒的關(guān)系,從理論與實踐的結(jié)合上加以概述,從而加深對空氣過剩系數(shù)的認損,又不利于經(jīng)濟效益的提高識,更好地節(jié)約燃料。2.3對燃料理論燃燒溫度的影響1空氣過剩系微的概念當燃料定時,即Q低定,由于a增大,實際燃燒產(chǎn)物生成量也隨我們知道,為了保證燃料能在燃燒室或爐膛中達到最大程度的完全燃之成比例地增加,則理論燃燒溫度必然降低,爐內(nèi)氣體的輻射傳熱量與氣燒,即燃料中的可燃物完全與氧氣作用,燃燒產(chǎn)物中只有CO2、H0、N2體的輻射溫度的四次方成正比,由于理論燃燒溫度的降低,輻射傳熱量將SOz、O時,實際供給燃燒用的空氣量必須比按化學方程式計算出來的理論大大的下降,使加熱同樣物料所消耗的燃料量大大增加,甚至由于a的增空氣需要量大一些。此外,由于燃燒室或爐腔的砌體是不夠嚴密的,又存大,使某些低熱值燃料無法滿足加熱L藝的要求在必要的爐門和孔洞,在爐膛有負壓存在的情況下,又常吸入部分空各種工業(yè)爐窯由于加熱工藝的要求,往往對燃料的發(fā)熱量也有一個最氣,增加了實際空氣量。我們把燃燒室或爐膛中實際空氣囊與理論空氣的低要求,如加熱爐的Q低一般為1500-1800千卡/公斤,當爐子溫度上不來比值,叫做空氣過剩系數(shù)。(用符號a表示),空氣過剩系數(shù)的大小以取時,總是提出增加所用燃料的發(fā)熱量,但必須注意,空氣過剩系數(shù)a影響決于下列三種因素:的嚴重程度比燃料發(fā)熱量的作用更大些。1)燃料的種類:燃料分固、液、氣體三種,燃料的種類、成份、發(fā)2.4對燃料利用系數(shù)的影響熱值大小都直接影響a,一般來說,固體燃料燃燒時a大,氣體燃料a最所謂燃料利用系數(shù),系指在工業(yè)爐容內(nèi)由于燃料燃燒傳入爐膛內(nèi)的熱小,液體燃料介于兩者中間量和供入燃料所含的熱量之比,它是用來衡量爐內(nèi)燃燒進行好壞的一個指2)燃燒設(shè)備的種類:燃料化學能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮苁峭ㄟ^合理的燃燒設(shè)備來完成的,對固體燃料而言,爐排的型式和結(jié)構(gòu),對液體、氣體燃料而言當α大于1時,隨著α的增加,理論燃燒溫度和氣體黑度降低,則使燒嘴的型式和結(jié)構(gòu)都直接影響a值傳遞的有效熱降低,燃料利用系數(shù)下降,與此同時實際燃燒產(chǎn)物生成量3)燃料的燃燒方法:對固體燃料是手燒爐,還是機燒層燃爐和煤粉也增加,排煙帶走的熱失增加,同樣使燃料利用系數(shù)降低,當a小于1爐,是上燃法還是下燃法;對液體、氣體燃料是內(nèi)混還是外混式,是低壓時,a燃料利用系數(shù)下降越小,燃料越不能完全燃燒,則排煙帶走的熱損還是高壓,是有焰蟋燒還是無焰燃燒或者介于二者中間,a值都是不一樣失增加,燃料利用系數(shù)下降的2.5對排煙中熱量損失的影響由此可見,在燃料的燃燒過程中,影響a值的因素是很復(fù)雜的燃燒產(chǎn)物在離開爐膛時,其所含的熱量就是排煙熱損失,其中包括兩2空氣過剩系微與節(jié)約燃料的關(guān)系個部分:一部分是物理熱即為顯熱,一部分是因為不完全燃燒所含的化學理論與實踐的大量事實都說明空氣過剩系數(shù)a與燃料的節(jié)約和浪費關(guān)系極大3空氣過剩系的計算2.1對空氣消耗量和燃燒產(chǎn)物量的影響空氣過剩系數(shù)對爐子的熱工過程和節(jié)能有很大的影響,因此,正確的在燃燒燃燒過程中,實際空氣量和燃燒產(chǎn)物量都隨a的增熱工操作,合理的組織燃燒過程,必須把a控制在合理的范圍內(nèi),為了控大而成比例地增大。a對以燃料為能源的各種工業(yè)爐窯有很大的影響,在制a首先必須及時的掌握爐子中a值的大小。然而在實際操作中,計算a設(shè)計時選用較大的a值,則實際空氣量增加,此時,就要選用較人能力的是很困難的,這是因為在實際操作中常常遇到下列情況:鼓風機和史大直徑的空氣管道,同時由于a的增大,也必然引起廢氣生成的憾料理診空氣需典督品一個常數(shù),但燃料成份總在變景的增加,加大煙道尺寸或選用較大的引風機,則必然增加電能和金屬材化中國煤化工料和氣體燃料,時時都在變料及砌筑材料的消耗,增加工程投資。對于實際工作的爐子,往往由于a化的增大,帶來一系列的后果,由于空氣量的增大,空氣系統(tǒng)的阻力增大,CNMHG解,特別是在燃燒室中正在壓力損失增加,對于低壓重油燒嘴往往造成重油霧化不良,燃燒不完全燃燒的固體燃料的數(shù)量吏不可能及時知道,所以也就無法知道當時所需的煙囪冒黑煙,浪費大量燃料,同時也使排煙系統(tǒng)阻力增大,造成煙囪抽力空氣量VLEY■■【科技刨新論壇】3)靠自然通風的燃燒,靠爐內(nèi)負壓吸入或靠噴嘴噴射作用吸入的空對于含品量少的燃料如無煙煤和焦炭等:a=21氣量無法準確的測定4)由于爐子磚體不嚴密或孔洞吸入的空氣量也無法測定4燒產(chǎn)物成分的分析為了及時控制止在進行生產(chǎn)的爐子,a值的計算應(yīng)該符合當時爐內(nèi)燃從上面計算分析可見,a值的正確與否直接取決于燃燒產(chǎn)物成分分析燒的真實情況,目前根據(jù)廢氣的成分分析來計算a值,是應(yīng)用比較普通的的準確程度方法,也是目前比較恰當?shù)姆椒?.1燃燒產(chǎn)物成分推導(dǎo)根據(jù)廢氣成分計算a的公式有兩種方法:燃料燃燒是否完全,直接影響燃燒產(chǎn)物的成分,在完全燃燒的情況1)氧平衡法:(對于燃料在空氣、富氣空氣或純氧中燃燒時均適下,燃燒產(chǎn)物中含有1)燃料中的碳、氫及揮發(fā)硫,經(jīng)過完全燃燒后產(chǎn)物為C0、HO及氣中含氧量由兩部分組成:一部分是真正的過?？諝鈳氲?2過,另一部分是由于燃料可燃成分未完全燃燒而省下來的0’未,則02)燃料中含有的№2=0’過+Q′未,經(jīng)過推導(dǎo)后得出3)與空氣中的氧同時進入爐子的№0,+KRO當為完全燃燒時:a4)燃燒未被利用的空氣中的氧KRO5)從燃料中蒸發(fā)的水分和空氣中帶入爐中水分所形成的水蒸氣,在當為不完全燃燒時:a9205C0405H2+2CH,)+K(RO2CO+CH不完全燃燒時,燃燒產(chǎn)物中還有C、B及H等可燃氣體K用奧氏氣體分析器分析煙氣成分時,產(chǎn)物成分中的水蒸氣凝結(jié)成水式中:R(即c’+s0)、cb2’、出’、c’為煙氣各成分的體因此分析出來的氣體只是干燃燒產(chǎn)物的相對容積即燃燒產(chǎn)物可分為干氣體積百分含量和水蒸氣兩部分K一為單位燃料燃燒時的理論需氧量與該燃料燃燒產(chǎn)物的R0體積含量4.2燃燒產(chǎn)物的分析的比值。常用燃料的K值可查表煙氣成分的分析,一般都是采用分析儀器,如奧氏分析器,氣相色譜2)氮氣平衡法:(只適用于燃料在空氣中燃燒分析儀等,目前應(yīng)用比較廣泛的是奧氏分析器,它是利用化學吸收法按容因為燃燒產(chǎn)物中的№量=實際空氣用量帶入的N量+燃料中的№量,根積測定煙氣的成分,其吸收溶液的配制為據(jù)定義,經(jīng)過推導(dǎo)計算,對于氣體燃料;a=實際空氣用量1)吸收ROa的氫氧化鉀溶液:將100克氫氧化鉀(化學試劑)溶于200毫升的蒸餾水內(nèi)由于空氣中的氮不參與燃燒反應(yīng),故2)吸收0的焦性沒食子酸的堿溶液:在130毫升蒸餾水中加入190克實際空氣用量實際空氣用量中的全單氨氫氧化鉀,另取20克焦性沒食子酸溶于60毫升蒸餾水中,將這兩種溶液混合立即將容器封閉,存于避光之處煙氣中全部氮一燃料中的氮煙氣中全部氮-過?？諝庵械牡?燃料中的氮3)吸收00的氯化亞銅氨溶液:將35克氯化氨及28克氯化亞銅溶于100毫升蒸餾水中,再加40毫升氨水(比重為0.91),過濾后立即倒入插有銅絲的吸收瓶內(nèi)。22100500H2C,)煙氣成分正確分析的首要條件是分析煙氣的取樣必須有代表性。因此取樣點一般應(yīng)選在燃燒過程已經(jīng)結(jié)束,煙氣不應(yīng)該有問流、渦流和呆滯地1-376005005H2-2CH,帶,應(yīng)遠離有各種局部阻力的地方,由廠煙道處于負壓,特別要防止空氣漏入而蟛響測量的準確性,大斷面的炯道,截面上各處煙氣的成分是不相同的,吏要沌意取樣的代表性,正式取樣前,取氣系統(tǒng)必須將空氣排除干1-3.76XO205c0-05H2CH凈。根據(jù)煙氣成分的分析結(jié)果,即可計算空氣過剩系數(shù),在實際工作中對000-(RO2+CO+H2CH,O2)-N (RO, +CO+CH,于計算a值的公式必須牢記每個公式的具體使用條件,才能使計算得出正CO, +CO+ CH, +2C, H, +HS確的結(jié)果,否則,甚至出現(xiàn)錯誤式中:N一燃料中№含最的百分數(shù)綜上所述,空氣過剩系數(shù)對各種以燃料為能源的工業(yè)爐窯的影響是很cO2、C0、CHA、HS一燃料中各濕成分的百分含量,對于含№量比較小的,與節(jié)約燃料的關(guān)系十分密切,對某種爐子,使用某種燃料a都有一的,主要是固、液體燃料,即Na≌0個合適的值,過大過小都不好,一般的原則是:在保證燃料最大程度完全00.c0-05H,"-2CH燃料的前提下,a值越小越好,所謂控制合適的a值,就是根據(jù)供給爐子00-(RO2+CO2+H2+CH4+O2)的燃料量及時地調(diào)整供給合適的空氣量對于固、液體燃料完全燃燒而言,上式又變?yōu)?a=參考文獻1]減爾壽主編,熱處理爐,冶金工業(yè)出版社,1983.10.上接第146頁)濕度進行多次測量,使用紅外測溫儀對管道、支架的表面溫度進行多次測20mX1,PIT系統(tǒng)支架施工內(nèi)容為:20μm×1+20μm×2:PIA系統(tǒng)支架量,為確保環(huán)境的適合,應(yīng)在一天的不同階段(早、中、晚)分別進行測施工內(nèi)容為:40μmX2+50μmX2,PIA系統(tǒng)管道施工內(nèi)容為:40以m×2量并按附表的要求做好記錄,待溝內(nèi)環(huán)境溫度達到了5~35℃,環(huán)境海度小50μmX1。5)拉開法附著力應(yīng)大于2.0MPa于75%,基材表面溫度高于露點溫度3℃以上,基材表面無任何結(jié)露時方可層表面清潔→干燥至少24h→除起泡、返修底漆→除進行表面處理及涂層修補。對不需返修的部分應(yīng)進行有效的遮蓋和保護銹→表中國煤化工化2一第二道底漆涂刷→干避免損害和污染返修的具體操作措施由施工2)技術(shù)參數(shù),①基材表面應(yīng)干燥清潔,表面溫度高于露點溫度3℃單位拋CNMHG以上。②表面處理和涂料施工的溫度為5~35℃,相對濕度<75%③手綜上分析和采取的措施,已得到業(yè)主和設(shè)計的認可,目前涂層的修補工或機械除銹等級應(yīng)達到t3級,④PI系統(tǒng)管道施工內(nèi)容為:20μaX1+正在進行,這一問題得以解決