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過剩空氣係數
鎖定
- 中文名
- 過剩空氣係數
- 外文名
- excess air number
- 計 算
- 實際空氣用量/理論空氣用量
- 影響因素
- 燃料性質、燃燒器性能等
- 意 義
- 加熱爐的一個重要操作指標
- 大致範圍
- 1.05-1.35
過剩空氣係數計算
燃燒所用實際空氣量與理論空氣量之比叫做過剩空氣係數α。
式中α——過剩空氣係數;
V——實際空氣量,Nm3/kg燃料;
Vo——理論空氣量,Nm3/kg燃料。
應根據爐型、所用燃料、燃燒方式、燃燒器性能以及工藝上對爐子的特殊要求來選定理α值。一般煉油管式加熱爐的過剩空氣係數在燒燃料氣時,α為1.05~1.15;燒燃料油時,α為1.15~1.3。
α值過小,會造成燃料燃燒不完全而降低熱效率;α值過大,會降低火焰最高温度,減少三原子氣體濃度,減低輻射傳熱能力,增大排煙的熱損失,降低爐子熱效率,並加劇爐管金屬表面氧化腐蝕。
在進行加熱爐標定、核算或控制加熱爐燃燒過程中,可由煙氣組成分析按下式求出過剩空氣係數:
燃料完全燃燒時:
式中 O2,N2——幹煙氣中各組分的體積分數;
過剩空氣係數影響因素
影響過剩空氣係數的主要因素有以下幾個方面:
①燃料性質
液體燃料的粘度、密度比氣體燃料大得多,因此氣體燃料易與空氣混合均勻,α較小;液體燃料不易與空氣混合均勻,α較高。
②燃燒器的性能
燃燒器的形式、性能不同,對空氣與燃料混合的程度不同,因而過剩空氣係數也不同。所以,大力改進燃燒器的性能,研製和使用各種高效燃燒器,是降低過剩空氣係數的關鍵。
③爐體密封性
大多數加熱爐都是在微負壓條件下工作的,如果爐體密封不好,空氣就被大量吸入,會使過剩空氣係數激增,操作難以控制,因此,必須重視爐體的堵漏工作。近代微正壓操作的加熱爐則不存存漏風問顆。
④加熱爐操作水平
入爐空氣量是加熱爐操作中可調節的參數之一,其調節直接影響α的大小。因此,生產操作中,發揮人的主觀因素,管好三門一板(風門、油門、氣門和煙道擋板)的調節,是保證燃料完全燃燒,降低α的有效方法。若採用電子計算機控制及配置煙氣含氧分析儀、爐腔負壓檢測儀等完善的測控系統,就更能有效調節α,使燃燒過程最佳化,同時又可大大降低司爐操作員的勞動強度。
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過剩空氣係數意義
過剩空氣係數是加熱爐的一個重要操作指標。在確保完全燃燒的條件下,過剩空氣係數α越小越好。在相同條件下,過剩空氣係數小的爐子,爐腔温度較高,若維持爐温不變,則可減少燃料消耗。入爐空氣量小,煙氣量也小,煙氣排人大氣所帶走的熱量就可降低,從而減少爐子的熱損失,有利於提高爐子的熱利用率和節約燃料。
減小過剩空氣係數雖然有許多好處,但前提是:必須保證燃料完全燃燒,否則會加大化學不完全燃燒和機械不完全燃燒的損失,在表面上看來減少了α,提高了熱效率,實際上加大了不完全燃燒熱損失,爐子最終熱效率並未得到提高,很可能燃料燒得更多了。
過剩空氣係數過大除了降低熱效率外,還有其他危害:①使燃燒温度下降;②使露點温度升高;③加劇爐管和爐內構件的氧化;④促使氮化物NO,增加,從而產生極不利的影響。
加熱爐的過剩空氣係數,燒燃料氣時一般控制在1.1%~1.25%之間,燒油時過剩空氣係數控制在1.2%~1.5%之間。過剩空氣係數太小,燃燒不完全,浪費燃料,過剩空氣係數太大,入爐空氣太多,爐膛温度下降,傳熱不好,煙氣帶走熱量多,爐管易氧化剝皮。過剩空氣係數過大,可適當關小煙道擋板和風門。
過剩空氣係數測定
測定煙氣中的含氧量通常有兩種方法。一種是將煙氣抽出,用奧氏氣體分析器進行分析;另一種是利用氧化鋯直接插入煙氣中進行在線分析。
將煙氣抽出分析時,因煙氣中所含水分冷凝,基本為幹煙氣;而利用氧化鋯在線分析時,因煙氣中含有水蒸氣,故氧在煙氣中所佔份額會不相同。因此在按煙氣含氧量確定過剩空氣係數時,應根據煙氣分析方法的不同,分別按幹煙氣和濕煙氣進行確定。