节煤剂富氧燃烧与节能率的理论浅析

l 设定条件
A.　 热工设备为理想的绝热体（无任何热损失）；
B.　 燃料的热值100％释放；
C.　 燃烧过程为理想状态（即燃烧效率和热工设备热效率均为100％），空气过剩系数为1。
l 燃烧过程的能量守恒定律（量热式理论燃烧温度定律）
燃料的热值（热能）通过燃烧化学反应，其能量以燃烧空间的火焰（烟气）温度得以体现，即：
　　　 VY·CY·TY=QR·η　　　　　　 ―――――⑴
式中　 VY—烟气理论产量
　　　 CY—烟气比热
　　　 TY—烟气理论温度
　　　 QR—燃料热值
　　　 η－燃烧效率
l 富氧度与燃烧（烟气）温度提高系数
A.　 富氧度（K）
K=(V0－VK)∕VK　　　　　　　 ―――――⑵
V0—燃烧空气富氧浓度
VK—空气氧浓度
K---富氧度
由⑵知，助燃空气提高1％氧浓度，富氧度提高4.8%。
B. 富氧度与助燃风量的降低
正常燃烧所需氧量　 VK〃·VK　　　 VK〃---空气量
富氧燃烧所需氧量　 V0〃·V0　　　 V0〃---富氧量
于是有　　　　　 VK〃·VK=V0〃·V0
　　　　　　　　　 V0〃=VK〃·(VK/V0)　　　 ------⑶
将⑵式代入⑶式得： V0〃=VK〃· [1/(K+1)]　 -------⑷
因富氧燃烧工况下，K≥1,所以V0〃小于VK〃.
C. 温度提高系数
由设定条件可知，VY=VK〃（空气量与烟气量相等）,则正常燃烧和富氧燃烧工况下的理论温度分别为：
TK=QK·η/VY·CY=QK·η/VK〃·CY　 ----------⑸
T0=Q0·η/V0〃·CY　　　　　　　 ----------⑹
令温度提高系数为K〃,则
　　　 K〃= VK/V0=K+1　　　　　　　　　 ----------⑺
l 节能率⊿E与富氧度K的关系
由式⑷、⑸、⑹可知，在Q、η、CY一些的情况下，富氧燃烧必将提高燃烧温度，因为V0〃小于VK〃,所以T0大于TK。为保持供能量不变，必须降低供入热量Q,使T0=Tk,因此，得出：
QK·η/VK·CY = Q0·η/V0·CY　　　 -------⑻
Q0/QK = V0/VK 　　　　　　　　　　 -------⑼
因 V0〃= VK〃[1/(K+1)]
所以 Q0/QK = 1/(K+1) (燃料降低率)
因此节能率⊿E = (QK-Q0)/QK = (1-Q0/QK)= 1-1/(K+1)
　　　　　　　 = K/(K+1)
作节能率与富氧浓度关系如下（计算数据）：