完全燃烧方程和不完全燃烧方程

4.2.2　完全燃烧方程和不完全燃烧方程

锅炉实际运行中，往往有不完全燃烧产物（CO、H₂、C_mH_n等）存在于烟气中。H₂及C_mH_n通常含量极少，可不考虑，而CO含量则不能忽略。烟气量一般是借助于烟气分析仪来确定的，即通过烟气分析测定各种成分的容积份额，并据此计算出干烟气量，同时用计算的方法求出烟气中的实际水蒸气容积，然后计算出烟气的总容积。

用烟气分析仪测定的是干烟气中各种成分的容积份额：

两式相加并整理后得到

由碳的燃烧化学反应式可知，无论是生成二氧化碳还是一氧化碳、二氧化碳兼有，其总容积是相同的，即

代入式（4.41），得

由上式计算出的干烟气容积与水蒸气容积之和即为不完全燃烧时的烟气总容积。当不考虑烟气中含量极微的氢及碳氢化合物时，不完全燃烧时的烟气成分可表示为

其中，三原子气体与氧所占干烟气的份额可由烟气分析仪测定。

氮的来源有两个，即燃料中所含的氮与实际供给空气中所含的氮，分别用与表示。

烟气中的三原子气体、一氧化碳、水蒸气生成时所消耗的氧分别以表示，烟气中多余的氧及燃料中的氧以及表示。这样，供给空气中的氧容积即可表示成

三原子气体、一氧化碳和水蒸气生成时所消耗的氧，可根据它们的燃烧化学反应式予以确定，即

代入式（4.47）并整理后得

将上式代入式（4.46）得

由式（4.43）～（4.45）和式（4.49）得

则

式（4.50）称为不完全燃烧方程式，它表示当有不完全燃烧产物且只考虑一氧化碳时，烟气中各种成分的容积份额与燃料中元素组成成分之间应满足的关系。

进一步得到一氧化碳的含量

β的数值与燃料的可燃质有关，与燃料中的水分、灰分无关，燃料一定，β值便可算出，而且是一定值。所以，β值称为燃料特性系数。一般来说，对于木柴，β≈0.05；对于无烟煤，β≈0.1；对于烟煤，β≈0.2；对于褐煤，β≈0.06；对于重油，β≈0.36；对于天然气，β≈0.80；对于焦炉煤气，β≈1.2^［4］。

若忽略燃料中含量较少的硫和氮，则有

分子表示尚未与氧化合的“自由氢”，分母为碳含量。“自由氢”越多，系数β越大。若燃烧完全，即无一氧化碳产生，则

式（4.52）或式（4.53）称为完全燃烧方程式。当燃料的β值一定，无论过量空气量如何，干烟气成分测量值满足该式，说明燃烧是完全的。若不能满足该式，则说明烟气分析不准确或者烟气中有CO而碳未燃尽，即为不完全燃烧。

因此，当烟气中剩余氧为零（即α＝1）时，烟气中RO₂值达到最大，即

实际运行的锅炉中，由于烟气中或多或少总有过剩氧和一氧化碳存在，所以三原子气体不可能达到它的最大值。