HGT20682-1990化学工业炉燃料燃烧设计计算规定.pdf 15页

'中华人民共和国行业标准化学工业炉燃料燃烧设计计算规定HG/T20682-1990主编单位化工部工业炉设计技术中心站吉化公司设计院批准单位中华人民共和国化学工业部实施日期一九九一年五月一日 根据化工部基建司的安排，由化工部工业炉设计技术中心站组织编制《化学工业护燃料}4k烧设计计算规定》，作为指导工业炉设计的部颇指令性技术文件.本规定对适用范围、燃料和燃烧计算等作了具体规定.本规定由吉化公司设计院负责编制.主编人为高学孟同志，校审人为王本邦、刘.方同志。多加中!b站校审定稿工作的为刘志学、曹长淦同志.各单位在执行本规定过程中，如发现需要修改或补充之处，请将意见和有关资料提供化工部工业炉中心站，以便今后修订时参考‘化工部S业炉设计技术中心站一九九0年十二月 适用范围1.1本规定适用于以加热为目的的化学工业炉固体嫩料、液体嫩料和气体燃料完全然烧的燃烧计算〔注1J.1.2本规定不适用于不完全嫩烧(如部分氧化等)的计算.2燃料2.1固体燃料2.1.1煤的分类采用工业锅炉行业煤的分类法，共分11类，详见表1，设计用代表性煤种详见表2,2.1.2煤的成分以应用基、分析基、千燥基和可燃基作为分析基础和计算基数，燃烧计算采用应用基，四种基之间的换算见表3.2,1.3煤的工业分析方法按GB212一”，测定内容有煤的水分、灰分、挥发分和固定碳的百分含量.2.1.4煤的元素分析方法按GB476-79,测定内容有元素组成(即C,H,O,N、S)、水分和灰分的百分含量.2.2液体燃料2.2.1重油的质歪指标按SY1091一”中的规定.2.2.2重柴油的质量指标按GB445一87中的规定。2.2.3轻柴油的质量指标按GB252一87中的规定.2.3气体燃料2.3.1气体燃料的组成，可用干成分和湿成分两种表示方法。燃烧计算通常采用湿成分.2.3.2气体燃料千、涅成分的换算y。二Ya一一一-100一一-%(2一1)1+0.124Gi{zo式中:Yi—气休姗料的湿成分百分含量，〔注幻:本规定计葬中出现的气体招料、空气和耸烧产物的体权盘，均以沮度为00C,压力为0.101325MPa《标准大气玉)抉态下的体积(口.)表示. yl一qf*”料的T&3}x"4}",GeH2。一计XMIT1m:干""wa-islaftlyj7kxAll,B/mzo八，乙J…3不同温度下干气体中饱和水蒸汽含量见表4,六J乙咔发热量八月乙，1固体和液体爆料按元素分析成分的发热盆计算Qd=339CY+1030HY一tog(O，一SY)一25W"kg(2一2)式中:Q二一固体或液体A料应用墓低发热量kJ/kg,CY,HY,OY,SY,WY—固体燃料应用基或液体燃料中C,H,O,S和H}O的百分含量.2.4.2煤的各种墓的高、低发热量之间的换算按表5,2.4.3气体燃料的低发热量的计算Qd二126.4000+108.02Hz+358.77CH,+234,46H2S+637,69CzHe+596,79C,H,+912.43CzH,+877,22C.H=kJ/m"(2一3)式中:COHz,CH4,H,S,CzHe,C2H-CsHs,C3He—气体燃料中一氧化碳氢、甲烷、硫化氢、乙烷、乙烯、丙烷、丙炜的体积百分含里.衰1工业锅护行业那的分类法可盆笼挥发分V"1EmA1542mAQ二(%)1巨kJ/kg石煤和曰钊}G5443卜哭}{5由n阳民灯‘-侧>40一﹄类.卜5^10>14654-20034类无烟焦随GS>二的洲115-10>2的期月>10-20》j目润工一日巨>20>1月翻~肠勿1巨>20>75d91-1如阳>20一>j肠怕， 裹2设计用代裹性然种SY}*，类别名称yY.rc=y%1%wyrkJ/gQa石煤I类湖南株洲煤歼石45.0314.801.19S.300.29立类安徽淮北煤开石14.7419.491.428.340.37煤开石皿类浙江安仁石煤8.0528.040.622.73Z.87黑龙江褐煤43.7534.652.340.480.57扎赛诺尔I类京西安家滩6.18{，‘.，。0.782.230.28无烟谋亚类.福建天湖山2.8474.151.190.590.14皿类一山西阳泉三矿7.8565.652.643.190.99贫谋四川芙蓉13.2555.19一2.381.510.74I类吉林通化21.9138.肠2.164.650.52皿类山东良庄38.5046.553.066.110.肠皿类安徽淮南38.4857.423.81，。场0.93表3焦的四种签的换算已知欲求成分角标成分应用基分析墓干澡基可枯基100-W1100100应用羞Y1100-WY100-WY100-AY一WY100-WY100:100分析基f10-0丽t-1100-Wt100-At-W1口100-W7100-Wf100干澡荃81001001100-As100-AY-WY100-AI一Wt100-Ae可活基rSQL:iii,1001 襄4不同盆度下千气体中饱和水蒸汽含亚盔度水蒸汽分压加.干气中含水盘}‘度、水燕汽分压im3}F气中含*B-cPa9/m.pag/.,-3037.30.20}令4759.639.6-2562.70.50}345319.5过4.5-20102.70.815946.250.1-15165.31.36626.156.3401.33.2一346807372.763.1610.64.88199.370.805866.67.04249105.979.3}立01226.69.810092.5121399.911.3一王IIi59.199.5]141599.912.912332.3}111.41石1813.214.713612.2125018I12066.516.7{I-502414998.7140.0-一.202333.118.916505.3156.0l2土2493.118145.1175.0一Z22639.821.5}一」一23幼13.122.，一丁2生么38.1;221.0242986.424.423904.6}243.0r‘.--一253173.12626144.428口.0吐}66263359.727.6{6828557.6}315.0273559.729.37031157.41357.0-~.，.，.~.283773.031.1已，47342.6{337，99.月0向..~.~.一一293999，33.070100.7563.0!304239.635.1一1900101324.7{816.0 班5件的高低热值的换算高、低热值换算公式热值荃准一I-I-‘一~一一一一叫一一-一一-一，一-，一无Q二二Q",-54H"水I—!一~~-~-----~~一~~-分切o-人‘Q泛=Q要-54HrQ渡·Q二·100Qd二Q‘一‘(9Hr+Wf)100-WfQ二二Q要100QI二Qa-6(9HY+WY)1〔Q轰(100-WY)-630iWY一w1)〕Q二二100-Wt10o-wyQd=-6WY1001eo-wy一AYQd二Q一‘wY1003燃烧计算理论空气量的计算1固体和液体燃料i烧时理论空气量itY4计算V。二0.0889(CY+0.375SY)+0.237H，一。.03330Ym"/kg(3一uV。二0.115(CY+0.375SY)+0.345HY一0.04>IOYkg/kg(几一2)式中:Vo-lkg樵料燃烧对所需的理沦空气呈，M3/-l:g成k-/.531.2VtM料翅论中气量的计算Vo=0.0476C0.5二:+0.5CO+S(二+n4)CmHn+i.5daS一Oz)m’/二’(3一3)式中:.CO.CmHn.H2s.02--气沐燃料中氢、一氧化碳、碳氢化合物、硫化氢、氧的休积百分含量.n-碳氢化合物中碳、氢原子数目。3.2实际空气it的计算Ve=aV,m8/kg(m"/0"")(3一4、式中:a-过剩空气系数，常用值参见表6. 表6各种浴料通常采用的过刹空气系数一。料种类}1_}空气与，。{空气与。。}}人工加煤}机械化加煤!]}叹射式烧叨—{一一{—191MBf997IAMAT~3}.}}~-i}es1.2^-1.5一止立一一—一—{—-煲二一一{_I_I_I1.y-1.25}—液体燃料1.21.251.151.2i1.05-1气体燃料3.3烟气量的计算3.石.1固体和液体燃料烟气生成盘的计算V=二Yco2十vsot+VH,o+Voz+VNZm8/kg(3一5)式中:V,-ikg固体或液体燃料燃烧后的烟气生成量，m9/kgtVco,,V50,,VH20,V02,VNZ—分别为憋烧Ikg固体或液体憋料时，COZ,SO2,H20,02.N2的生成量:Vco,=0.01866CYin"/kg(3一6)Vsoz=0.007SYm3/kg(3一7)VHZO=。·112HY+0.0124W，十0.00124G二20Vn+1.24GHZonil/kg(3一“)式中GH20-液体W.料雾化用蒸汽耗f.kg蒸汽/kgVo2=0.21(。一1)Vom3/kg(3一9)VN:二。.008Ns+0.79Vnm3/kg(3一，。)3.3.3气体燃料烟气生成量的计算V,.=Vco,+Vsoz+VH20+Vo2+VNZm3/m3(3一11)式中:V,-lms气体憋料燃烧后的烟气生成量，m3/m3,Vc0,,Vso=,VH=o,Vol、VN:分别为憋烧lm.气体擞料时COz.S02、H,O,Os、N,的生成盈.Vco==0.01(COl+CO+2MC.Hn)ms/ma(3一12)Vso,=0.01H.Smama(3一13)V二:o=0.01(Hs+H2S+H=O+1令CMHn)+0.00124G-2-Vnm盆/m.(3一14) 式中:1410—气体燃料中HZO的作积百分含量Vo==0.21(a一1)Vom"/m7(3一15)VHZ=o.olNx+0,79Vnm"/m0(3一16)3.4烟气重度魏计算Y，=(，.954V二。，+0.804V"Hp.+2.857V",十’.250V"s+1.429Voz(3一17)X0.01kg/ms式中丫，—烟气的重度，kg/m3，—烟气中CO,,Hz0,SO-N.,Oz的体;。，、V"Hzo、V,so2、积百分含量。3.4.1烟气中CO:体积百分含量的计算Vcoz(3一18)v二。2xloo=Vy烟气中HZO体积百分含量的计算VHZo(3一19)V"Hi0=-Vy一一x1VV烟气中SO:体积百分含量的计算VH坦一.V(3一20)yx100烟气中Nz体积百分含量的计算VHZx100V了3.4.5烟气中0:体积百分含羞的计算Vo,(3一22)v二~，二二一一一xiuu02v,.3.5烟气热始的计算和温始图3.5.1固体或液体燃料憋烧所生成烟气的热炫I。二ICO=+ISO=+IH,O+Io,+IN=k1/kg(3一23)式中:It—在温度为VC时燃烧lkg固体或液体憋料烟气的热始，kJ/kglIco,,ISOt,Iato,I0,,IN,-招烧lkg固体或液体艘料烟气中Col.Sol.Ht0,0,,N:在温度为t0C时的热始,kl/kg,Ico,=Vc0ZXCco2xkI/kg(3一24)Iso,=V50=x("902xkl/kg(3一25)Into=VH10XCH20Xkl/kg(3一26) 102=V0,xCo,xtkJ/kg(3一27)1N7=VNpxCN=xtkJ/kg(3一78)式中:Vcot、Vso,、Vszo,Vo2,VN2—烟气中CO2,SOx,HzO,Oz,N2的体积，n1"/kg，其意义同式(3一5)，Cco2、Cso2,Ctt2o,Cot,CN2-烟气中CO2SO2,H20,Oz,N:组份的平均体积热容歪,kJ/n13.0C。其值见表7,表7烟气组分及空气从0(0C)-t(0C)的平均体积比热(kI/m2"0C)CO2止竺一一-兰匕-一-全-口工.S998-一1,7333{1日r1.7003翔一1.78731,88821.,4590242532一1,2945968一21,.3013575962一1.239070041301.86271_54241.30671.35611.3172一诩1.92975no1.9887二2,016830{二I1,586947一二1,.3216763}1,.3797850一二1.32482972_04112,11431.61481.34021.41681.356567002.0884215201.64121.35361.37068002,1311{138421.66801.36701.43449499002.16922_21481.69571.37961.46451.397610002.2035223581.72291.39171.47751.4097工1001200130014002.,2336814393986I2.,2610796-Ii1,.785702062819801,.43012345443281.,452801902561.423451232472815001600二2,335545一二二二{二1.8572671一二1.,4414208一1.5239748，1.467200817800二2,3794135一二二二一二1.,89929163一二1.461827二}11.54564211.47886671900-一2.4074一k—一1.9423一}一1.4758卜1.5617-1.493920002.4221}{1.9628!1.4825}1.56921.5ulu 3.5.2气休燃料燃烧所生成烟气的热始It=Icoz+ISO,+Ixzo+Ioz+IxzkJ/m3(3一29)式中:It-嫩烧Im，气体燃料烟气在温度为t0C时的热始，kJ/ml嫩料，Icoz,Isoz,IHZO,Ioz、1、:—燃烧Im.气体燃料CO,,SOz,H,O,Ot、Nz在温度为t0C时的热姑，kI/mz,Icoz=VcozxCcozxtkJ/m3(3一30)Isoz=VSOZXCsozxtkJ/m3(3一31)Ixzo=VH"zo、CH,oxtkJ/m3(3一32)Ioz=VozxCo,xtkI/mz(3一33)Ixz=VxzXCN,xtkI/mz(3一34)式中:Vcoz,Vsoz,Vxzo,Voz,Vxz—烟气中CO2.SO.,H20,Oz,Nz的体积,mz/m"，其意义同式(3一11)，Ccoz、Csoz、CHZO,Coz,CN2—各组份的平均体积热容，k7/二“·"C，见表下。3.5.3烟气温丈8图为计算方便，一般应陵出温炫图，以直角座标系的横座标表示烟气的温度WC).以纵座标表示烟气的LEI(对固体和液体燃料为kJ/kg，对气体燃料为kJ/m").做出各种过剩空气系数。下的温始对应曲线，即烟气温始图。3.6燃烧温度3.6.1理论嫩烧温度的计算Q二+Crtr+CataVn(3一35)tm二Cyvy式中t.—一理论燃烧温度，0C,Q百一燃撇低发热量，kJ/kg或kJ/m3;tr,ta-懈料及空气的温度，}C,CY,Cr.Ca-烟气、燃料及空气的热容量，kJ/kg-0Caki/m""0C,Vn-实际空气量m-/kg或m3/ma.3.6.2实际姗烧a度的计算ty=Tltm