适用于不可燃气体成分含量较高煤气的燃烧计算方法与流程

本发明属于煤气燃烧技术领域，具体涉及一种适用于不可燃气体成分含量较高煤气的燃烧计算方法。

背景技术：

在冶金、化工等领域，存在大量的副产煤气，包括高炉煤气、转炉煤气、焦炉煤气、发生炉煤气等。其中，高炉煤气、转炉煤气、发生炉煤气中的不可燃气体成分(n2和co2等)含量较高，尤其是高炉煤气，甚至可达80％。对于这类煤气，若按传统的只通过烟气含氧量来求解(即α＝21/(21-o2))的简化计算方法，则会带来较大误差；若按现行精确计算方法，则过量空气系数和烟气量的求解需采用迭代计算进行联合求解(具体可见江文豪、姚群撰写并发表于《冶金动力》2014年第12期的论文“煤气锅炉效率计算模型研究”，该论文针对煤气燃烧的过量空气系数和烟气量的计算进行了详细论述)，这对于计算机平台无大碍，但是对于人工手算则必然带来较大工作量，计算过程比较繁琐。若能找到一种便捷的适用于不可燃气体成分含量较高煤气的燃烧计算方法，无需经过循环迭代计算即可求得过量空气系数和烟气量，为不可燃气体成分含量较高煤气的燃烧计算提供一种新途径，将具有一定的实用意义。

技术实现要素：

本发明的针对现有技术中的不足，提供一种适用于不可燃气体成分含量较高煤气的燃烧计算方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种适用于不可燃气体成分含量较高煤气的燃烧计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：获取用于燃烧计算的原始数据，包括煤气成分和烟气成分；

步骤2：根据获得的原始数据，进行煤气燃烧计算，具体包括：

2.1计算单位体积煤气燃烧需要的理论干空气量；

2.2计算单位体积煤气燃烧产生的理论干烟气量；

2.3计算燃料特性因子；

2.4计算过量空气系数

2.5计算单位体积煤气燃烧产生的实际干烟气量。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

所述煤气成分包括煤气中co、co2、h2、cmhn、h2s、n2、o2的容积含量百分率，所述烟气成分包括干烟气中o2和co的容积含量百分率。

步骤2.1具体包括：

通过第一计算公式计算单位体积煤气燃烧需要的理论干空气量，所述第一计算公式为：

其中，为单位体积煤气燃烧所需的理论干空气量，m³/m³；φ(co)、φ(h2)、φ(cmhn)、φ(h2s)、φ(o2)分别为煤气中co、h2、cmhn、h2s、o2的容积含量百分率。

步骤2.2具体包括：

通过第二计算公式计算单位体积煤气燃烧产生的理论干烟气量，所述第二计算公式为：

其中，为单位体积煤气燃烧产生的理论干烟气量，m³/m³；φ(co)、φ(co2)、φ(cmhn)、φ(h2s)、φ(n2)分别为煤气中co、co2、cmhn、h2s、n2的容积含量百分率；为单位体积煤气燃烧所需的理论干空气量，m³/m³。

步骤2.3具体包括：

通过第三计算公式计算燃料特性因子χ，所述第三计算公式为：

其中，χ为燃料特性因子；为单位体积煤气燃烧产生的理论干烟气量，m³/m³；为单位体积煤气燃烧所需的理论干空气量，m³/m³。

步骤2.4具体包括：

通过第四计算公式计算过量空气系数，所述第四计算公式为：

其中，α为过量空气系数；φ′(o2)、φ′(co)分别为干烟气中o2、co的容积含量百分率，％。

步骤2.5具体包括：

通过第五计算公式计算单位体积煤气燃烧产生的实际干烟气量，所述第五计算公式为：

其中，vgy为单位体积煤气燃烧产生的实际干烟气量，m³/m³；为单位体积煤气燃烧产生的理论干烟气量，m³/m³；为单位体积煤气燃烧所需的理论干空气量，m³/m³；α为过量空气系数。

本发明的有益效果是：克服了现行方法中进行燃烧计算时，过量空气系数和烟气量的求解需采用迭代计算进行联合求解的弊端，提出了一种便捷的计算方法，通过创建燃料特性因子来求解过量空气系数，巧妙地避开了循环迭代，无需经过迭代计算即可求得过量空气系数和烟气量，为适用于不可燃气体成分含量较高煤气的燃烧计算提供了新途径。

具体实施方式

本发明提出的一种适用于不可燃气体成分含量较高煤气的燃烧计算方法，具体包括以下步骤：

1、获取用于燃烧计算的原始数据，包括煤气成分(包括煤气中co、co2、h2、cmhn、h2s、n2、o2的容积含量百分率)和烟气成分(包括干烟气中o2和co的容积含量百分率)。

2、根据步骤1获得的原始数据，进行煤气燃烧计算，具体包括：

2.1通过第一计算公式计算单位体积煤气燃烧需要的理论干空气量，第一计算公式为：

其中，为单位体积煤气燃烧所需的理论干空气量，m³/m³；φ(co)、φ(h2)、φ(cmhn)、φ(h2s)、φ(o2)分别为煤气中co、h2、cmhn、h2s、o2的容积含量百分率。

2.2通过第二计算公式计算单位体积煤气燃烧产生的理论干烟气量，第二计算公式为：

其中，为单位体积煤气燃烧产生的理论干烟气量，m³/m³；φ(co)、φ(co2)、φ(cmhn)、φ(h2s)、φ(n2)分别为煤气中co、co2、cmhn、h2s、n2的容积含量百分率；为单位体积煤气燃烧所需的理论干空气量，m³/m³。

2.3通过第三计算公式计算燃料特性因子χ，第三计算公式为：

其中，χ为燃料特性因子；为单位体积煤气燃烧产生的理论干烟气量，m³/m³；为单位体积煤气燃烧所需的理论干空气量，m³/m³。

2.4通过第四计算公式计算过量空气系数，第四计算公式为：

其中，α为过量空气系数；φ′(o2)、φ′(co)分别为干烟气中o2、co的容积含量百分率，％。

2.5通过第五计算公式计算单位体积煤气燃烧产生的实际干烟气量，第五计算公式为：

其中，vgy为单位体积煤气燃烧产生的实际干烟气量，m³/m³；为单位体积煤气燃烧产生的理论干烟气量，m³/m³；为单位体积煤气燃烧所需的理论干空气量，m³/m³；α为过量空气系数。

由此可知，本发明克服了现行方法中进行燃烧计算时，过量空气系数和烟气量的求解需采用迭代计算进行联合求解的弊端，提出了一种便捷的计算方法，通过创建燃料特性因子来求解过量空气系数，巧妙地避开了循环迭代，无需经过迭代计算即可求得过量空气系数和烟气量，为适用于不可燃气体成分含量较高煤气的燃烧计算提供了新途径。该方法计算结果与现行方法一致，但是过程却大为简化。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。