根據(jù)燃氣燃燒過程的氮平衡,煙氣中的氮只能有三個來源,即燃氣帶入、理論空氣帶入、過??諝鈳?。
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式中 以上標符號“△”表示過剩量。
而干煙氣中氮含量
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將式中干煙氣總量用煙氣成分表示
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則上述燃氣不完全燃燒的干煙氣的組成(體積%)可改寫為:
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各項乘以0.21,整理后得:
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這就是不完全燃燒成分只考慮CO時的燃氣燃燒方程式。
如果燃氣完全燃燒,ψ(CO')=0,就得到完全燃燒方程式:
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用燃燒方程,可判別燃燒過程的好壞,還可求未知組分,如,
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適用于多種不完全燃燒組分的燃氣燃燒方程式,可以按類似方法推導。
(二)燃料特性系數(shù)
上述燃燒方程式中的β,為無因次系數(shù)。嚴格地說,它除與燃料組成有關外,還與
發(fā)生不完全燃燒時的煙氣成分有關。但對于完全燃燒情況,β公式第一項分母僅有V(R02);對于不完全燃燒,也因V(CO)、V(H2)及V(CH4)一般很小,可忽略不計。因此,β的表達式也可統(tǒng)一為:
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并且認為它只取決于燃料的組成。故稱之為燃料特性系數(shù)。
燃氣的β數(shù)值變化較大,有正有負,見表3—1—2。
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燃氣 | 氫 | 一氧化碳 | 甲烷 | 天然氣 | 焦爐煤氣 | 高爐煤氣 | 發(fā)生爐煤氣 |
β | ? | -0.395 | 0.79 | 0.75~0.80 | 0.90 | -0.16 | 0.04~0.06 |
(三)三原子氣體含量ψ(RO'2)和它的極大值ψ(R0'2)max。
由燃氣完全燃燒方程式得:
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當燃氣完全燃燒時,煙氣分析結果必然滿足上述關系。
上式也表明,煙氣中ψ(RO'2)與過剩氧ψ(O'2)含量有關,即與α有關。對于某種燃氣,β值一定,燃燒煙氣的ψ(RO'2)含量隨α增大而降低。在燃燒設備運行時,如檢測發(fā)現(xiàn)三原于氣體量ψ(BO'2)過小,這就意味著供應的空氣量過多或者漏風增加。
如果完全燃燒時煙氣中無過剩氧量,即ψ(0'2)=0,則此的相當α=1的完全燃燒情況,因而α(R0'2)達到一個最大值,式(1—15)可寫成
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可以看出,ψ(RO'2)一值只取決于燃料特定系數(shù)β。對于給定的燃氣,β值一定,因而ψ(R0'2)max也一定。所以燃燒裝置在實際運行中,煙氣的ψ(R0'2)值均小于ψ(RO'2)max。