组件 41：管道燃烧器（用于余热锅炉）

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组件 41：管道燃烧器（用于余热锅炉）

规格

管道连接
1	烟气或空气进口
2	热烟气出口
3	次要（冷）空气进口
4	燃料进口
5	灰分提取（如果有的话）
6	额外的燃料进口（如果有的话）

通用用户输入值应用物理公式显示显示

通用

风道燃烧器旨在模拟燃气轮机之后、余热锅炉第一个过热器管束之前的附加燃烧。该组件根据给定的燃料和主要空气质量流量（燃气轮机的废气流量）来计算绝热燃烧温度和空气比。次要空气质量流不参与燃烧，但它与主要燃烧气体构成混合物。该组件绝热工作。

建议控制来自风道燃烧器的废气中的 O2 浓度。这个值不能低于 3%。另外，必须控制空气比例，因为它是计算出来的。这个值不能低于 1.1。

出口处的氮氧化物浓度可以通过一个内核表达式来指定。这可以通过标志 FNOCON 来控制.

在数值为 0 的情况下，使用规格值 NOCON，
在数值为 1 的情况下，使用内核表达式 ENOCON 进行计算。

标志 FCON 控制浓度（NOx）是以摩尔份数还是以标准化的质量份数（mg / Nm³）给定。

注意：

从第 9.00 版开始，有一个新的标志 FETAB。它用于指定热损失是与总热量有关还是只与燃料热量有关。

（以前，在燃料质量流量小于 10^-4 kg/s 的情况下，损失与燃料热量有关，如果流量更大，损失与总热量有关）。

对于这个组件，M3N 和 M4N 被添加为标称值，以允许在脚本或表达式中访问。Ebsilon 计算内核不使用这些值。

在这个组件中，新的燃烧算法被应用, 它不仅包含在燃料进口（4）的可燃物质，而且还包含在空气和烟气供应（1）中的可燃物质。这使得流入的废气中所包含的 CO 能够被二次燃烧。

该组件总是进行完全燃烧。

模型

该模型基于在下面管道之间完全燃烧的假设：

燃料（管道 4）和
主空气（管道 1）

以及随后与次要空气质量流（管道3）的混合。

输出管道的质量平衡和成分计算如下

M2 = M1 + M3 + M4 - M5
M5 来自灰分平衡

燃烧计算中的烟气成分是基于输入气体的成分（这通常是燃气轮机的废气）、燃料成分和考虑灰分平衡下的附加空气。

热气的出口焓值来自于基于第一基本原则的平衡，它考虑到

抽灰温度，
燃烧效率，以及
绝热条件。

出口压力 P2 来自进口压力和压力损失

P1 = P4 = P5 = P2 + DP12

压力 P3 （冷却空气）必须始终高于或等于 P1。

燃烧效率 ETAB 可以选择与总热量或只与燃料能量相关。

化学平衡

基于在吉布斯反应器（组件 134）中使用的美国宇航局代码的化学平衡计算可以代替燃烧计算。新的标志 FOP 被用来切换：

FOP=0: 常规燃烧计算
FOP=1: 化学平衡

在这里，平衡计算可以与组件 21 的规格选项相结合（但是，只有在新的计算模式 FCALC = 3 下）：

如果指定了燃烧效率 ETABN < 1，那么相应比例的燃料（FUB = 1 的 C 比例，FUB = 0 的（C,H,O,N,S,Cl））在计算平衡之前已经被转移，所以不再包括在平衡的计算中。然而，由于不是所有的东西都在平衡状态下燃烧，总体燃烧效率可能低于目标值。
在计算平衡后，一氧化碳和氮氧化物的浓度被设定为指定的值（这也适用于指定值为 0 的情况！）。但是，如果要保留平衡中计算出的一氧化碳和氮氧化物值，必须将标志 FCOCON 和 FNOCON 分别设置为 -1。
但是，直接脱硫的反应速率的规定不能与平衡的计算结合起来。
灰分和未燃烧物质的分布是根据 RFLAS 和 UBASH 进行的。

平衡是在废气的温度和压力下计算的。然而，可以通过规格值 DTREACT（DTREACT > 0）来提高反应温度或降低反应温度（DTREACT < 0）。如果因为反应器中的停留时间太短而无法达到平衡，那么降低温度是有意义的。然而，这个功能只有在指定了废气温度（作为默认值或来自外部）的情况下才可用，而不是在使用绝热燃烧温度的情况下（见"绝热出口温度"部分）。

组件 41 中不考虑电离。

隐藏出渣口

由于在有气体的运行中通常不会有熔渣积聚，熔渣出口（引脚 5）现在被默认隐藏。如果需要，可以在组件属性的"端口"选项卡中重新显示。

第二燃料引脚

与之前的组件 21 和 90 一样，现在组件 22 和 41 中也有一个第二燃料引脚，用于表示油的燃烧情况。然而，在默认情况下，它是隐藏的。如果需要，可以在组件属性的"端口"选项卡中重新显示。

燃烧的冷却空气

以前，冷却空气（引脚3）只在燃烧的下游加入废气，以降低其温度。通常情况下，它不参与燃烧。当无法通过引脚 1 为燃烧提供足够的氧气时，就会输出一个错误信息。

在第 15 版中，有可能让冷却空气也参与燃烧。为了这个目的，有一个标志 FCOOLAIR。

FCOOLAIR = 0 时，组件的行为与之前一样，即冷却空气不参与燃烧。这是默认设置。
FCOOLAIR = 1 时，冷却空气参与燃烧。

在这两种情况下，冷却水的质量流量必须在外部指定。

类似的组件：

组件 21（燃烧室 / 流化床）：

对于给定的总空气质量流量（或燃料数量）、给定的空气比例和给定的热气最终温度，该组件计算出必要的燃料质量流量（或总空气质量流量）和总空气质量流量中主要空气质量流量的比例。该组件不以绝热方式工作。释放的热量被送入一个管道连接。

组件 22（燃气轮机的燃烧室）：

对于给定的燃料质量流量（或主要空气质量流量）和给定的空气比例，该组件计算出必要的主要空气质量流量（或燃料质量流量）和热气的最终温度。这是由已经达到绝热燃烧温度的主要空气和次要空气组成的混合物，次要空气只为冷却服务而不参与燃烧。该组件以绝热方式工作。

在这个组件中总是发生完全燃烧。然而，通过设置规格值 ETAB（燃烧效率），可使产生的热量不被完全利用（即发生热损失）。如果要考虑到炉渣或烟气中未燃烧的部分，则应使用组件 21（燃烧）或 90（锅炉燃烧室）。

用户输入值

DP12N	压力损失（标称）
FOP	运行模式如父工况（子工况为可选项）表达式 =0: 燃烧 =1: 化学平衡（吉布斯）
DTREACT	反应温度和废气温度之间的温差（FOP = 1）
DES	脱硫（已弃用）
FETAB	定义 ETAB 基础的标志如父工况（子工况为可选项）表达式 =0: 基于总热量的热损失 =1: 仅基于燃料热量的热损失
ETAB	燃烧效率（这里仅指热损失，没有未燃烧的燃料）
RFLAS	飞灰与总灰的比率
TASHE	提取灰份的温度
FMODE	计算模式的标志如父工况（子工况为可选项）表达式 =0: 全局 =1: 局部非设计 =-1: 局部设计
FCON	用于解释 NOCON 的标志如父工况（子工况为可选项）表达式 =1: 摩尔比（与参考 O2 浓度相关） =2: 标准化的重量部分（在参考 O2 浓度下） FCON = 1 和 FCON = 2 的区别在于，对于 FCON = 2，必须为污染物份额指定某种"密度"，即每体积烟气中污染物的质量（因此单位是 mg/Nm³）。用这个密度除以纯污染物的密度，得到相应的体积份数。在实际应用时，情况 FCON = 2 的情况追溯到 FCON = 1，对 CO 使用 1.2494 kg/m³ 的恒定密度，对 NOx 使用 2.05204 kg/m³ 的恒定密度（与 NOSPL 无关）。
FNOCON	氮氧化物浓度的计算如父工况（子工况为可选项）表达式 =0: 通过规格值 NOCON =1: 通过函数 ENOCON
NOCON	废气中的氮氧化物浓度（参考 O2 浓度下的湿摩尔份数）提示：为了再现废气管道中的数值 NOCON，必须将模型设置中的参考氧气浓度改为废气管道中氧气的摩尔份数，并改变数值十字叉的属性以显示摩尔份数。NOCON 将是 XNO 和 XNO2 之和。由于这个计算是迭代进行的，所以只能大约达到这个值。
ENOCON	废气中氮氧化物浓度的函数
NOSPL	NO-分离（NO 与整个 NOx 的摩尔比，（NO /（NO + NO2））
FCOOLAIR	冷却空气的使用（引脚 3）如父工况（子工况为可选项）表达式 =0: 只用于冷却，不用于燃烧 =1: 也可用于燃烧
FVALNCV	热值的校核（已弃用）如父工况（子工况为可选项）表达式 =0: 热值取自管道（固定） =1: 取自伪测量点的热值（可校核） =2: 净热值由控制口 6 的焓值给定
IPS	伪测量点的指数
M1N	主要质量流量（标称）
M3N	次要质量流量（标称）
M4N	燃料质量流量（标称）

标记为蓝色的数值是非设计计算参考量。在所使用的公式中，实际的非设计值参考这些量。

一般来说，所有的输入需要可见。通常会提供默认值。

更多关于输入域的颜色和描述的信息，请参见编辑组件\规格值。

关于设计值与非设计值以及标称值的更多信息，请参见通用\接受标称值。

物理应用

方程式

所有情况

ALAM=ALAMN

DES=DESN

ETAB=ETABN

RFLAS=RFLAN

给定 {

NCV4 燃料的净热值

M1i/M1 主要空气分析（重量部分）

M3i/M3 次要空气分析（重量部分）

M4i/M4 燃料分析（重量部分）

其中 i=1..m

m = 最大元素数

}

对于每种燃料类型，适用相应的燃烧元素 {

M2i

(----------)

M4i M1i

= f( (--------), (--------),M1, M4, DES, RFLAS)

M4 M1

M4i M1i

ALAM= f( (--------), (--------),M1, M4, DES, RFLAS)

M4 M1

}

如果非设计, 那么 {

F = (M1/M1N) ** 2 }

否则 {

F = 1.0

}

DP12 = DP12N * F

B 点：燃烧室出口与次要空气质量流 M3 混合前的情况

PB = P1 - DP12

QB = Q1 + Q4 + M4 * NCV4

MB = M1 + M4

HB = QB/MB

TB = f (PB, HB)

气态和液态燃料 {

M5 = 0

P5 = 0

T5 = 0

H5 = 0

Q5 = 0

}

固体燃料 {

MASH

mASH = ----------------

MLIME

mLIME=-----------------

mAL = mASH + mLIME

RASH = mASH /mAL

RLIME= mLIME /mAL

M5 = mAL* M4 * (1 - RFLAS)

P5 = P4

T5 = TASHE

H5 = f(P5, T5)

Q5 = M5 * H5

}

M2 = M3 + MB - M5

M2i M3i MBi-M5i

(------) = [(-------)*M3 + (---------------) * (MB-M5)] / M2

M2 M3 MB-M5

其中 i=1..m

m = 元素的最大数量

P2 = PB

QI = Q3 + QB - Q5 热输入

QC = QI * ETAB

QL = QI - QC

H2 = QC/M2

T2 = f(P2, H2)

Q2 = M2 * H2

(M1/M4) 来自基本的燃烧计算

M4 = M1/ (M1/M4)

P1 = P4

组件显示

显示选项 1

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