工業(yè)爐窯煙氣濕度計(jì)算方法.doc

工業(yè)爐窯煙氣濕度計(jì)算方法 摘要本文指出國標(biāo)工業(yè)爐窯煙塵測試方法(cb以y79一88)煙氣濕度及流理計(jì)算方法的局限性，認(rèn)為該方法僅適用于飽和或非飽和煙氣，對于煙氣中的水是汽液兩相共存的情況，利用該方法計(jì)算得的煙氣濕度大于實(shí)際值，并提出了解決方法。1前言為得到管道中流動煙氣的濕度和流量，國標(biāo)工業(yè)爐窯煙塵測試方法)(gd9(為7一88)規(guī)定了測試和計(jì)算方法，提出了相應(yīng)的計(jì)算方法。通過分析，本文認(rèn)為該方法在解決實(shí)際問題時(shí)存在局限性。2國標(biāo)中相應(yīng)的計(jì)算公式在國標(biāo)工業(yè)爐窯煙塵測試方法中給出了煙氣濕度、體積百分?jǐn)?shù)、流量等計(jì)算公式，即煙氣濕度計(jì)算公式式中際一為煙氣的含濕量，歲純干空氣;m一為單位時(shí)間冷凝水量，歲而n;卿一為測量狀態(tài)下流量計(jì)讀數(shù)，時(shí)/而n;tc一為流量計(jì)前煙氣的絕對溫度，k;尸r為流量計(jì)前壓力計(jì)的讀數(shù)，姍任19;b。一為大氣壓力，n切任19;腸一為冷凝器后煙氣的含濕量，歲kg干空氣。g柑按式(2)計(jì)算:式中p，一為冷凝器出口煙氣溫度t()相應(yīng)的飽和水蒸氣分壓為，潮婦g。煙氣中水蒸氣含量的體積百分?jǐn)?shù)瑞計(jì)算公式在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，干煙氣密度端計(jì)算公式式中味的單位為甲n時(shí)干煙氣;c仇，仇，姚，co分別為各種煙氣成分的體積百分?jǐn)?shù)，%。在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，濕煙氣密度認(rèn)計(jì)算公式式中而的單位為甲n時(shí)的濕煙氣。煙氣流速計(jì)算公式式中v。為測定斷面上的平均流速，m/s; icp一為皮托管修正系統(tǒng);卜為管道內(nèi)濕煙氣的密度，kg/m3濕煙氣;h一j為測定斷面的煙氣平均動壓，20i g為重力加速度9.81 m/護(hù)。在測定工況下的煙氣流量計(jì)算公式式中q一為測定工況下的煙氣流量，襯濕煙氣/h;f為測定斷面面積。3公式中存在的問題3.1煙氣含濕量計(jì)算公式為說明存在的問題，下面簡要推導(dǎo)一下公式(1)、(2)。公式(l)左這第一項(xiàng)為冷凝下來的水經(jīng)過轉(zhuǎn)化后，煙氣所具有的含濕量，左邊第二項(xiàng)為在冷凝狀態(tài)下，飽和狀態(tài)煙氣的含濕量。管道中煙氣的總含濕量為兩項(xiàng)之和。對于左邊第一項(xiàng)，其推導(dǎo)過程為在非標(biāo)定工況下，當(dāng)通過流量計(jì)的流量為繆時(shí)，通過的實(shí)際流量為根據(jù)氣體狀態(tài)方程將式(8)代人式(9)，得質(zhì)量流量則與其對應(yīng)的相對溫度為取re = 287j/( kg k )(干空氣氣體常數(shù))，即ba , p. m, q的單位分別為湘1舊g、訓(xùn)nfg、擴(kuò)而n、襯/min，則式(n)為可以看出，以上推導(dǎo)基于下列假設(shè):(1)煙氣的氣體常數(shù)接近于空氣的氣體常數(shù);(2)管道內(nèi)煙氣狀態(tài)為飽和態(tài)和非飽和態(tài)，即煙氣中的水不存在液相，而只是汽相。如果說假設(shè)(1)引起的誤差較小的話，那么假設(shè)(2)在實(shí)際中可能會引起較大的誤差，即如果管道中的水是汽液兩相共存，由式(12)求得的含濕量就偏大，因?yàn)檫@里的含濕量是指煙氣中含氣態(tài)水的多少，而不應(yīng)包含液態(tài)的水。同質(zhì)量的氣態(tài)水的體積是液態(tài)水的1l)倍，因此，一是不應(yīng)將此部分液態(tài)水換算為氣態(tài)水，因而影響煙氣的流速和流量，二是在計(jì)算流速和流量時(shí)，可忽略此部分液態(tài)水。最終，由式(2)求得的煙氣中水蒸汽含量體積百分?jǐn)?shù)就大于實(shí)際值，由式(3)求得的濕煙氣密度就小于實(shí)際值，由式(6)、(7)求得的煙氣流速、流量就大于實(shí)際值。另外，當(dāng)濾筒為吸濕性材料時(shí)，應(yīng)考慮部分水的質(zhì)量對煙氣濕度的影響。3.2干煙氣密度計(jì)算公式公式(4)的推導(dǎo)過程如下式中g(shù)i、vi、民分別為某一氣體組元的質(zhì)量、體積和氣體常數(shù)，p、t、v分別為氣體的壓力、溫度和總體積。上式為計(jì)算任何混合氣體密度的通用公式。在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，p二101325pa、t=273k，分別取c仇、場、n2、co、玩的氣體常數(shù)為259、2印、溯、聊、4124)/(純k)，代人上式得比較式(4)和式(14)得，c仇的系數(shù)應(yīng)為0.01%。4解決問題的方法4.1干煙氣的混合氣體常數(shù)計(jì)算根據(jù)干煙氣中的各氣體質(zhì)量百分?jǐn)?shù)m;，可得混凝合氣體(干煙氣)的混合氣體常數(shù)式中mi、v、y、為任一組元的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)、體積百分?jǐn)?shù)和摩爾百分?jǐn)?shù)，ri、mi為其對應(yīng)的氣體常數(shù)和分子量，踢為通用氣體常數(shù)，8.314kj/(kmol.k)。將式(15)代人式(11)可得煙氣的部分含濕量。4.2煙氣中水蒸汽體積百分?jǐn)?shù)的計(jì)算由公式(11)計(jì)算癡，得結(jié)果一(贏)。測量出管道中的煙氣靜壓pv和溫度tv，利用濕空氣焙濕圖，可查得在飽和狀態(tài)下濕空氣的含濕量，得結(jié)果二(贏)。當(dāng)癡+gvw贏時(shí)，煙氣中的水為汽液兩相共存狀態(tài)，含濕量的計(jì)算公式為此時(shí)，不需考慮冷凝器后煙氣的含濕量。5結(jié)論(l)當(dāng)煙氣中