全预混燃烧方式与大气式燃烧方式的特点比较及对冷凝换热器的影响

邵信宏

全预混燃烧方式与大气式燃烧方式的特点比较及对冷凝换热器的影响

1  空气过剩系数α

        当供给燃气完全燃烧所需的空气量仅为化学比例量时的空气过剩系数α=1
CH4+2(O2+3.76N2)=CO2+2H2O+7.52N2
    CH4天然气----1份燃气
    2(O2+3.76N2)----------------------------2+2*3.76=9.52份空气
        实际应用中，全预混燃烧方式空气过剩系数接近1，即α=1。一份燃烧气，10份空气。大气式燃烧方式空气过剩系数接近2。即α大气=2,一份燃气20份空气。
        过多的空气进入炉腔，不参加燃烧，加大了排烟热损耗，增加了燃料使用量，这就是发展全预混燃烧技术的理由。
2  全预混燃烧方式与大气式燃烧方式对冷凝换热的影响比较
        燃气燃烧后，烟气中产生的高温水蒸气接触到低于水蒸气露点的换热器，在其表面，烟气中气态的水蒸气变成液态的冷凝水，产生相变，放出大量的气化潜热被换热器吸收（一公斤水从0℃升到100℃需要吸收100千卡热量，而一公斤100℃的水变成100℃水蒸气，需要吸收599千卡热量）。
        由此可见，相变吸热即冷凝吸热能得到大量的气化潜热。
3  那么两种燃烧方式对冷凝吸热的影响有何不同？——烟气中的水蒸气分压
a  P全预混式燃烧方式
CH4+2(O2+3.76N2)=CO2+2H2O+7.52N2
P全预混=2/(1+2+7.52)=0.19bar
b  大气燃烧方式
CH4+4(O2+3.76N2)=CO2+2H2O+2(O2+7.52N2)
P大气=2/(1+2+2+15.04)=0.0998bar
        查表所得当   P=0.19bar时露点温度为58℃。 P=0.0998bar时露点温度为44℃
        由此可见，全预混燃烧烟气中水蒸气的露点比大气式燃烧烟气中水蒸气的露点高14℃。也就是说全预混燃烧方式更易于冷凝，冷凝率更大-----要想做好冷凝换热必须先做全预混燃烧。