專利名稱：O<sub>2</sub>/CO<sub>2</sub>氣氛燃燒下燃料燃燒推算和熱平衡推算方法
技術領域：
本發(fā)明涉及熱能工程的鍋爐領域，特別涉及02/C02氣氛燃燒下燃料燃燒推算和熱平衡推算方法。
背景技術：
碳隔離處理被認為是減少溫室氣體在大氣中聚積的最好辦法之一。而獲得高濃度的C02是當前實現(xiàn)碳隔離、減排C02的前提。常規(guī)空氣燃燒方式產生的煙氣中C02的濃度只有15%左右，回收C02要付出高昂的經濟代價。為了以較低費用得到無需分離的高濃度 C02，從燃燒的角度發(fā)展了一種新型燃燒方式，即02/C02燃燒技術。該技術在燃燒系統(tǒng)中使用02/C02混和氣體，使得煙氣中的C02濃度提升到95%。采用這種燃燒方式還能大幅度地減少S02和NOx排放，從而實現(xiàn)污染物的一體化的協(xié)同脫除。02/C02燃燒技術作為一種清潔、高效的燃煤發(fā)電技術，已成為世界范圍的研究熱點。目前，國內外標準的熱力計算分析方法都是針對常規(guī)的燃煤鍋爐制定的，包括前蘇聯(lián)的標準和美國的ASME標準等，這些熱力分析方法是根據大型電站在空氣下的燃燒特性得出。而02/C02燃燒技術在燃燒系統(tǒng)中以02和C02代替空氣，與常規(guī)燃燒相比，煙氣成分有很大差別，換熱特性也將發(fā)生改變，并且為提高02/C02氣氛下燃燒時火焰溫度和穩(wěn)定性，混合燃燒氣氛中的氧氣濃度一般需提高到30%左右。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術的缺點和不足，提供02/C02氣氛燃燒下的燃料燃燒推算和熱平衡推算方法，解決對傳統(tǒng)熱力計算方法相關參數(shù)、關聯(lián)式進行改變，使其適用于不同氧氣濃度下的02/C02燃燒方式燃燒方式。本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是02/C02氣氛燃燒下燃料燃燒推算和熱平衡推算方法，包括下述步驟(一 )燃料燃燒計算步驟燃料燃燒計算以單位體積的燃量為基礎，包括燃燒計算、煙氣特性計算和煙氣焓計算，其步驟(1) O2ZCO2氣氛量的計算
Γ τ,0 1.866, Car …rSar、 5.5980.700 OarV0 =-(1 + 0.375^^) +--^---^
x 100100 χ 100 χ 100式中，Car, Har, Sar, Oar分別為燃料中碳、氫、硫、氧的收到基量；χ為02/C02氣氛中的氧氣濃度，％ ；(2)R02容積的計算F" =1.866(-^ +0.375^)+ (1-x) n
R°2100100V0(3) N2容積的計算
式中，Na,為燃料中氮的收到基量；(4)水容積的計算標準狀況下，干02/C02氣氛的密度為則02/C02氣氛帶來的水蒸氣量為式中，d為Ikg的02/C02氣氛中所含的水蒸汽的質量，kg/kg ；故水蒸氣容積為式中，為燃料中水分含量；(5)濕煙氣量的計算(6)實際濕煙氣量的計算式中，α為受熱面出口平均過量富氧氣系數(shù)；(7)容積飛灰濃度μ = IOAar α th/Vy式中，為燃料的灰分含量；α th為飛灰份額；(8)煙氣質量式中，P s為濕02/C02氣氛的密度；p=p+ 2.24d χ-
s 822.4(9)濕02/C02氣氛的焓(c5)0=(l-x)(c5)C2O+x(c5)O2 + dx ^54 x^gMkoh0 =F0Cc^)0式中，(c5)C20、(C5)02、(c5)ff20分別是煙氣中l(wèi)m3 二氧化碳、氧氣、水蒸氣在
溫度θ ！時的焓值；(10)煙氣的焓=F002 Cc^02 +VnU3)Ni +C2(C^)ff20式中，(Cl^)ii02、(C5)ff20分別是煙氣中在溫度θ。C時的焓值；由于Usch且兩者比熱容接近，故取(C·9)購=(M)c02.
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(11)實際煙氣焓 hy=h0y+(α-1)h0+h1h
其中，hfh為飛灰焓，計算如下
權利要求
1. 02/C02氣氛燃燒下燃料燃燒推算和熱平衡推算方法，其特征在于包括下述步驟 (一)燃料燃燒計算步驟燃料燃燒計算以單位體積的燃量為基礎，包括燃燒計算、煙氣特性計算和煙氣焓計算，其步驟(1)a/co2氣氛量的計算
全文摘要
本發(fā)明提公開了O2/CO2氣氛燃燒下的燃料燃燒推算和熱平衡推算方法，包括(一)燃料燃燒計算步驟；(二)鍋爐熱平衡計算；本發(fā)明對傳統(tǒng)熱力計算方法相關參數(shù)、關聯(lián)式進行改變，主要研究燃料燃燒計算中的燃燒計算、煙氣特性計算和煙氣焓的計算，外加熱平衡計算，使計算公式適用于不同氧氣濃度下O2/CO2燃燒方式。該方法的求解結果能作為詳細研究O2/CO2燃燒過程及采用該燃燒技術鍋爐設計的參照。
文檔編號G06F19/00GK102567637SQ201110448599
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月27日 優(yōu)先權日2011年12月27日
發(fā)明者唐玉婷, 謝澤瓊, 馬曉茜 申請人:華南理工大學