燃烧的基本条件　　一般所谓燃烧，就是燃料中的可燃元素和空气中的氧在相当高的温度下进行剧烈化合，放出大量热量的化学反应过程。因此，燃烧的基本条件是：(1)有可燃物质，即燃料；(2)有燃烧所需要的一定数量的氧气，一般来自于空气；(3)有足够高的温度。　　可燃物质(燃料)是进行燃烧的物质基础。没有可燃物质就不可能燃烧。　　一、燃烧所需要的空气量　　虽然有燃料，并且温度也足够高，如果没有空气，也是不可能燃烧的。一般，燃料中的可燃元素是碳、氢和硫。每一种可燃元素燃烧都需要一定的空气量，因此各种燃料完全燃烧所需要的空气量也不相同。它决定于燃料的成分。　　理论空气量就是一千克燃料完全燃烧所需要的空气量。这时，空气中的氧气全部和燃料中的可燃元素化合，烟气中没有自由氧存在，也就是不多不少，刚好满足燃烧所需要的空气量。理论空气量用符号V0表示，单位为标米3／千克(Nm3／kg)。理论推导如下式：
V0=0．0889(Cy+0．375Sy)+0．265Hy-0．0333Oy　　实际上，在锅炉的炉膛内，由于燃料中的可燃物不可能和空气中的氧绝对均匀混合，不可能使每个氧分子都利用。所以，为了保证完全燃烧，必须多供应一些空气。这多供应的一部分空气量叫做过剩空气量。理论空气量加上过剩空气量就是实际空气量，用Vk标米3／千克表示。实际空气量和理论空气量之比叫做空气过剩系数，用a表示，即
&　　空气过剩系数是锅炉运行中非常重要的指标之一。空气过剩系数太大，表示空气太多，这将使烟气量增加。由于过剩空气并不参加燃烧，在锅炉内白白被加热到一、二百度后从烟囱排出，增加了排烟损失，同时也使风机耗电量增加。空气过剩系数太小，则不能保证完全燃烧。因此，要求在保证完全燃烧的前提下，尽量减少空气过剩系数。对于燃油锅炉，一般情况下，炉膛出口空气过剩系数可控制在1．1左右。　　二、温度在燃烧过程中的作用　　燃烧是燃料和空气中氧剧烈化合的过程。实际上即使在常温下，这种氧化过程也在进行，但是速度很慢，析出的热量很少，并且很快就散失掉，感觉不出温度升高，这是一种缓慢的氧化过程。但是，如果温度比较高，化学反应速度很快，析出的热量很多，不断产生高温烟气，这就是燃烧。所以说燃烧也就是一种剧烈的氧化过程。　　从这里可以看出，温度对化学反应进行的快慢有很大影响。例如：当氢燃烧时，也就是氢和氧进行化学反应时，当温度从727℃升高到827℃，也就是升高100℃，化学反应速度增加2.7倍。化学反应速度在温度较高的情况下，温度升高一点，化学反应速度可以增加很多。　　因此，一般说来，炉膛内温度越高，燃烧就越剧烈；炉膛温度较低，燃烧进行得较缓慢，甚至不能保证稳定燃烧，引起灭火。在炉膛出口，烟气温度也不应低于1000℃左右。如果过低，这部分炉膛空间对燃烧的作用不大，在燃烧中心，温度一向可达℃左右，甚至更高一些。
&油的燃烧　　一、油燃烧的特点　　油是一种液体燃料。液体燃料的沸点总是低于它的着火温度。液体燃料的燃烧总是在蒸汽状态下进行的。所以，实际上直接参加燃烧的不是液体状态的“油”，而是“油气”，这是液体燃料燃烧的共同特点。　　如图3—1所示是在一个油罐表面上的燃烧情况。在油罐上面，油的蒸汽和空气混合，着火后形成火焰。火焰辐射热量传给油罐内的油，使它的蒸发速度比着火前大大加快，从而也使燃烧加快。在稳定情况下，油的蒸发速度等于燃烧速度，而油的表面温度则接近于它的沸点。　　因此，液体燃料在它的自由液面上的燃烧速度是由火焰对液体表面的辐射热强度、燃料的温度、比热和蒸发潜热所决定的。火焰的辐射热强度只与燃料的物理化学性质有关。对于每一种燃料是一个常数。因此，每一种液体燃料在它表面上的燃烧速度变化不大。表3—1列出了某些燃料的燃烧速度。
表3—1 液体燃料的燃烧速度
密度(g/cm3)
燃烧速度(kg/(m3·h))
91.98　　在考虑油区防火时，应当特别注意这一点，不是“油”着火爆炸，而是“油气”着火爆炸。在检查时，不仅要注意有没有“油”，更重要的是要检查有没有“油气”。在油罐内的油面上部空间，总会有一定浓度的“油气”的。油的挥发性越好，或油的温度越高，油气的浓度就越高。当浓度达到一定范围后，应有着火的危险。而这个浓度并不因油罐内存油的多少而变化。因此，不能认为只有在油罐内充满油时最危险，有时当油罐内存油不多只有油底时也同样危险。　　由以上讨论可知，为了使燃烧加强，必须增加油的表面。所以，在锅炉内燃油时，总是将油雾化成细滴然后再燃烧。　　二、油滴的燃烧　　油滴的燃烧情况和上述自由液面的燃烧情况相似。油滴喷进炉内后，被炉内的高温烟气所加热，然后蒸发。蒸发的油气和周围介质中的氧相遇，形成火焰，燃烧产生的热量有一部分由火焰传给油滴，使油滴不断蒸发，油气不断向外扩散，不断燃烧，如图3—2。
&图3—1 油罐上面的油的燃烧情况1—燃烬区 2—火焰3—油的蒸发和热分解产物&图3—2 油滴燃烧示意图　　理论分析和大量试验证明，油滴燃烧所需要的时间和它的直径的平方成正比，即：
&式中：t——燃烬时间，秒(s)；　　　d0——油滴的直径，毫米(mm)；　　　K——燃烧速度常数，毫米2／秒(mm2／s)。　　燃烧速度常数主要决定于燃料的性质。表3—2给出一些实验数据。它是用单个油滴在实验室的电炉内测得的，表中同时列出实验时电炉内空气的温度。
表3—2 液体燃料的燃烧速度常数
空气温度(℃)&
700　　从表3—2可以看出，对各种不同的燃料油，燃烧速度常数K的数值相差不大。已知K值，很容易计算出油滴烧完所需要的时间。例如：假定从油滴喷嘴喷出的油滴平均直径是0.2毫米，而最大油滴直径是1毫米，取燃烧速度常数K=1毫米2／秒。则对于平均直径的油滴，燃烬时间是t=0．22/1=0．04秒；而对于最大油滴，燃烬时间则需要t=12／1=1秒。也就是说，最大直径比平均油滴直径大五倍，而它的燃烬时间却要大25倍。因此，雾化质量对燃烧有重要影响。　　但是，在锅炉内实际油雾的燃烧情况要比实验室内单个油滴复杂得多。例如：　　(1)有对流影响。炉膛内气流速度比较高，是紊流气流。在紊流气流中，气流中出现无数分子微团，作不规则的紊流脉动。特别是大油滴，由于质量比较大，可能不能随气体分子一起脉动，油滴和气体之间产生了相对速度，使火焰向油滴的传热加强，使油滴的蒸发加快，从而也加快了燃烧。气流速度越高；油滴的燃烧速度也越快。　　实践证明，在雾化质量相同的条件下，如果燃烧器出口风速过低，在火焰尾部可以发现大量雪片状火星，这是有未烧完的大油滴在继续燃烧的表现；但是，如果风速较高，这种火星就可能不出现。从而表明风速高可以使燃烧加快。这一方面是由于上述原因，另一方面是由于混合加强。　　(2)炉膛内的氧气浓度和温度是不均匀的，温度高可以使燃烧加快，而氧气浓度低则将使燃烧速度减慢。　　(3)油雾中的油滴大小是不均匀的。油雾中有些油滴靠得比较近，它们的火焰又可能有相互影响。　　因此，还不能直接将油滴燃烧的理论分析和试验研究结果用于油雾。油雾的个别试验得到，由于后两个因素的作用，油雾的燃烧速度常数比单个油滴小， 当油滴直径为80～110υm，空气速度为33～65m／s，空气过剩系数接近1时，燃烧速度常数K=0．59mm2／s。　　三、重油油滴燃烧的特点　　以上讨论的是轻质油的燃烧，在燃烧重油时，情况又有所不同，这时，油滴被包围在火焰内部，被剧烈加热，得不到氧气，重油会热分解产生油焦。当形成封闭的焦壳后，焦壳阻碍了内部重油的蒸发，使它的温度升高，更促使了焦壳的生成。焦壳内部产生的气体，使焦壳内部压力升高，焦壳膨胀，到一定极限后，焦壳破裂成几部分，这些气体以及部分液态的油喷出。气体和液体的油很快烧完，剩余的焦壳继续燃烧。　　图3—4给出重油油滴在燃烧过程中相对直径d／d0的变化(d0是油滴的初直径)，其中，还给出油滴温度的变化。由图可见，起初油滴直径没有明显变化，而油滴温度却不断升高，这说明形成了焦壳。以后，焦壳突然破裂，直径很快下降。　　试验还得出，初直径越大，破裂以后的焦壳粒子直径也越大，焦壳重量可为油滴初重的10％～20％。　　虽然重油的燃烧过程和轻质油有很大区别，但是，试验得出，重油液体部分的燃烬所需要的时间仍然和它的直径平方成正比，表3—2已给出了重油的燃烧速度常数K的数值。所不同的是，对于重油，残留下的焦粒还将继续燃烧。　　焦粒是固体，它的燃烧速度是比较慢的。某些试验得出，在700℃时，它的燃烧速度才可以被觉察；温度升高，燃烧速度显著加快；它燃烧完所需要的时间和直径的平方成正比。因此，由于有焦粒产生，使重油的燃烧时间延长。为了使它能完全燃烧，应当保证火焰尾部有足够高温度，并且供给足够的氧气。　　由于实际在锅炉内油雾的燃烧很复杂，目前还难于用理论方法计算油雾燃烧所需要的时间。以上介绍的一些情况只能作为分析问题时作近似估算。例如：在一般情况下，锅炉所用的油嘴喷出的油雾平均直径不超过0．2mm。如果取燃烧速度常数K=0．6mm2／s，对于这样的油滴，如果周围的空气充分，燃烧完所需要的时间为t=0．22／0．6=0．07s。如果在这一段时间内气流的平均速度是40m／s，则在这一时间内经过的距离约为3m。这就是说，如果空气供应充分，在着火以后，不过3米的距离内，小于0．2毫米的油滴就已经烧完。但是，实际上由于油雾和空气的混合不可能很均匀，相当大一部分细小油滴喷人炉内后很快就蒸发，但是得不到充分的氧气，只能形成一团团的可燃气体，以后在炉内逐渐和空气混合后再燃烧。因此，在燃油锅炉内，某些方面的规律和燃烧气体燃烧时相似。对于特别大的油滴，例如直径为1毫米的油滴，它烧完所需要的时间是t=12／0．6=1．7秒，再加上焦粒燃烧，需要的时间将更长。而一般情况下，燃料在炉的停留时间1～2秒，如果燃烧速度常数确实只有这么大，这样油滴不可能燃烧完全。　　因此，要使油滴完全燃烧，应尽可能地改善雾化质量。只有当油滴很细时，油雾才可能和空气很好的均匀混合。　　四、着火过程　　在常温下，燃料和空气中的氧也在进行缓慢的氧化，但是速度很慢。一般感觉不出来。如果由于温度升高或其他条件变化，燃料由缓慢的氧化突然转变为剧烈的氧化，这就是所渭的着火。　　有两种着火情况：一种是自然，一种是点燃。所谓自燃，就是燃料和空气的混合物由于温度升高或其他条件变化，在没有明火接近的条件下， 自动着火燃烧。另一种着火方式叫做点燃，也就是利用明火将燃料和空气的混合物点着。燃油锅炉的着火就是利用点火设备点着的。 '　　以直接点燃燃油为例，具有一定压力温度的燃料油，通过油嘴喷人炉膛，被雾化成细小的油粒，然后吸收炉内的热量逐渐蒸发分解而变成油气，再与进入炉膛内空气混合，形成了可燃气体混合物。混合物由点火电极发出的电火花所点燃，可燃气体混合物开始着火燃烧。火焰向后继的油气混合物传播，并持续到结束。　　因此，油的燃烧过程可分成：①燃料油的雾化；②油粒的蒸发和分解；③油气与空气混合物的形成；④可燃气混合物的着火和燃烧。
燃烧的影响因素　　一、火焰的稳定性　　在锅炉炉膛内，要求稳定着火。在点火时，燃料和空气的混合物喷人炉内，利用点火设备将它点燃，并且火焰很快传播到整个气流中去。当点火设备撤出后，再进入炉内的燃料和空气应能继续着火和燃烧，也就是保持火焰的稳定性而不致熄灭。此外，着火点的位置也必须合适：如着火点太远，则这时气流速度已经衰减，火焰中混合的强烈程度已经减弱，常常不容易燃烧好，而将火焰拖长；着火点太近，又可能将风口和燃烧器烧坏。因此，需将着火点的位置调整好。　　如果在一根管道内有可燃气体，将它的一端点着，火焰将以一定速度向另一端传播，这个速度叫做火焰传播速度。如果可燃气体是流动的，而且流速正好等于火焰传播速度，气体向外流动，火焰向内传播，二者的速度又正好相等，火焰就可以保持稳定。　　如果气流速度大于火焰传播速度，火焰将被“吹走”，后来的气体不能着火，这种情况称为脱火。如果气流速度太低，局部地区(如靠近管壁处)的气流速度低于那里的火焰传播速度，火焰将传播到喷嘴内，这种情况称为回火。无论脱火或是回火都是不希望的，火焰只能在一定的速度范围内自身保持稳定。　　锅炉燃烧器出口的空气速度都比较高，火焰不能自身保持稳定。从燃烧器喷出的燃料和空气必须不断从其它方面获得热量，使它加热到着火温度以上，才能不断着火，从而保持稳定燃烧。这个热量叫做着火热。着火热的来源可以是高温砖墙和火焰的辐射。但是，这种辐射热的数量是很有限的。着火热的主要来源是高温烟气的回流。　　目前，在我国燃油锅炉中用得比较普遍的是旋流式燃烧器，在燃烧器中气流是旋转的，离开燃烧器后气流扩散，在气流中心形成一个涡流区。有时在燃烧器出口处装一个扩流锥，又叫做稳燃器，它可以使气流扩散，也可以产生一个涡流区。涡流区可以分成顺流区和回流区，试验比较容易测得的是回流区。这种烟气的回流又叫做内回流，如图3—3。
&图3—3 稳焰器后的烟气回流 　　实际运行证明，影响火焰稳定性和着火点的主要因素如下，根据这些因素也可以分析如何调整着火点的位置。　　1．回流区的大小　　回流区越大，回流的烟气量越多，在回流区内的燃烧就可能更充分，回流区后的烟气温度也会更高。因此，着火就更稳定一些，着火点也会更近一些。　　2．燃烧器出口的气流速度　　气流速度越高，回流区中的烟气速度也要相应升高。如果回流区的大小不变，烟气在回流区内的停留时间就要短一些，燃烧可能不充分，回流区后的烟温就要低一些，火焰就可能不能保持稳定。或者，气流中需要混人较多的回流烟气才能着火，着火点就要远一些。　　3．可燃气体混合物的初温　　初温越高，加热到着火温度所需要的热量越少，着火就更稳定一些，着火点也要更近一些。对于燃油锅炉，每燃烧1公斤油所需要的空气量大约为15公斤左右，着火热主要用于加热空气。因此，提高可燃气体混合物的初温主要是提高预热空气温度。　　4．燃烧器区域的烟气温度　　回流烟气的温度不仅决定于燃料在这一区域燃烧的完全程度，还和散热等因素有关。如果适当减少燃烧器区域的辐射受热面，使燃烧器区域的温度高一些，此时回流烟气的温度也要高一些，将有利于着火，着火点可能提前一些。又如增加燃烧器区域的漏风，可能使燃烧器区域的温度下降，着火点将推迟。　　5．燃料的性质　　燃料的化学反应能力越强，烧得越快，同样大小的回流区，回流烟气的温度就要高一些，将有利于着火。原油的燃烧速度就要比重油快一些，此外，还和雾化质量有关，油滴越细，燃烧越快，着火越稳定，着火点就提前；反之，如果雾化质量很坏，着火点将推迟。　　二、混合及其对燃烧的影响　　燃烧就是燃料和空气中的氧进行化学反应的过程。为了使它们能够进行反应，首先必须使燃料和氧接触，也就是要使它们混合。炉膛温度一般比较高，化学反应速度往往是比较快的。如果炉膛内燃料和空气混合不均匀，一些地方氧量不足，当这些氧消耗完了之后，烟气中只有燃料而没有氧，即使炉温很高，燃烧也不能继续进行。只有当其他地方的氧逐渐和它混合以后，才能继续燃烧；混合越快，燃烧得也就越快。如果氧不能充分供应，燃烧就不能完全。因此，混合常常是决定燃烧快慢和完全程度的主要因素。　　1．在炉膛内是怎样进行混合的　　在静止的气体介质中，混合是靠分子扩散。在炉膛内，气体是流动的，这时情况又同分子扩散有所不同，流体的流动可以分为层流和紊流两种。当流速比较低时，流体的分子排列得很整齐，平行而有秩序地向前流动，这就是层流。当速度加快时，流体的流动变得杂乱无章，平行流动被破坏，分裂成无数分子微团，这些分子微团互不关连，作不规则运动，这就是紊流。紊流时流体之间的混合主要靠分子微团的紊流脉动，它的混合作用要比层流时强烈得多。　　速度越快，紊流越强烈，分子微团作不规则脉动的速度也越快，混合就越强烈。混合的强烈程度几乎和流速成正比。因此，加强混合的主要措施是提高气流速度。对锅炉来说，就是提高燃烧器出口的空气速度。　　因此，在锅炉炉膛内，加强混合的主要措施是：　　(1)适当提高气流速度。　　(2)加强出口气流的扰动，例如，使气流旋转，或将气流分成几股，并使它们的速度大小和方向不同。　　但是，对于燃油锅炉，重要的是加强油雾和空气的混合，因此还需要注意油雾和空气的配合。　　2．混合燃烧和扩散燃烧　　混合对于燃烧情况有很大影响。根据混合的情况不同，可以将燃烧分成两类：一类是混合燃烧，从燃烧器喷出的燃料和空气在着火前已经预先混合好，另一类是扩散燃烧，从燃烧器喷出的燃料和空气在着火前没有预先混合，而是在炉膛内一边混合一边燃烧的，这时的燃烧速度往往决定于混合，也就是决定于扩散。例如，气焊枪点燃后，如果不供给氧，乙炔燃烧形成一个很长的火焰，这时燃烧所需要的氧是从周围空气中获得的，这就是扩散燃烧；如果给了氧，火焰就缩短，这就接近混合燃烧了。再如油灯也是属于扩散燃烧：油通过灯芯被吸上来，灯芯被四周的火焰所加热，使油不断向外蒸发，油气在火焰处和周围空气中的氧接触，就在那里着火燃烧。　　在扩散燃烧时，混合越快，燃烧也越快。例如，很多试验表明，当气体燃料喷人空气中燃烧时，火焰长度约和燃料喷出速度的三分之一次方成正比。也就是说，喷出的燃料量增加一倍，火焰长度只增加26％左右。这就表明燃烧速度加快了。否则火焰长度应该按比例增加。再如油灯如果安上灯罩，火焰就要缩短一些。这是因为灯罩如同烟囱一样，可以产生抽力，使空气从下面进入灯罩内，从火焰四周以一定速度流过，加快了空气中的氧向火焰扩散，使燃烧加快。　　燃料油都是属于碳氢化合物。碳氢化合物扩散燃烧的一个重要特点，就是会产生热分解。如前所述，在扩散燃烧时，燃料是在火焰处才和周围的空气接触而燃烧。在火焰内部，只有燃料和从火焰扩散来的烟气，没有空气。但是，火焰内部的温度却是相当高。在这种条件下，碳氢化合物会分解，产生固体的炭粒，叫做炭黑。　　这些炭黑粒子的直径很小，仅0．01～0．15／υm，但在火焰中数量却很多。在高温下，这些炭黑粒子有很强的辐射能力，发出亮光，形成所谓发光火焰。　　如前所述，油灯也是扩散燃烧，它的火焰中有很多炭黑，所以能发出较强的亮光。乙炔也是碳氢化合物，当气焊枪点燃后，如果不给氧，也会热分解，产生炭黑，所以这时火焰也比较亮。 　　试验表明，扩散燃烧时，火焰中的炭黑粒子的数量和燃料油中所含的碳和氢之比，即碳氢比有关。碳氢比越高，火焰中炭黑粒子也越多。重油的碳氢比要比轻质油高，所以重油扩散燃烧时产生的炭黑粒子数量也要多一些。　　因此，只要碳氢化合物在燃烧前已经和一定数量的氧预先混合，就可以避免热分解。例如，当气焊枪给上氧以后，就可以不产生炭黑。这时温度虽然很高，但是并不很亮。　　炭黑是固体炭粒，它的燃烧要比燃烧气体燃料困难。如果火焰尾部温度降低，或者氧气不充分，就可能燃烧不完全，形成黑烟。显然，从燃烧角度考虑，扩散燃烧是不利的，应当尽可能使燃料在着火前就已经和空气混合。　　3．燃油锅炉中的情况　　在燃油锅炉中，油是雾化成细滴喷在空气流中，然后着火燃烧的。根据以上分析可知，应当使油滴尽可能均匀地分布在空气流中。如果油滴在着火前就已经完全蒸发并和空气混合，就可以形成均匀混合物的燃烧，避免热分解。燃烧速度也可以不致受到混合过程的阻碍，从而大大加快。但是，实际在锅炉内当采用一般燃烧方式时，这是不可能完全做到的。油滴是液体，它和气体燃料不同，它不可能和空气混合绝对均匀。如前所述，油滴的燃烧本身就具有扩散燃烧的性质，特别是大油滴，它燃烧时需要不断有氧气扩散到它的周围。而且，一般从油喷嘴喷出的油雾比较密集，会在某些地方油雾比较集中，这些油雾蒸发产生的油气又会起到排挤空气的作用。因此，总会在某些地方缺氧，形成一个个油气团，而在另一些地方空气过剩。在一般的燃油锅炉中，燃烧总是在不同程度上带有扩散燃烧的性质。特别是在火焰尾部，大部分油滴已经燃烧或蒸发完，除了有少数大油滴和炭粒在继续燃烧外，主燃烧的是一些未完全燃烧的气体，如一氧化碳和氢。它们必须在火焰尾部一边和空气混合一边燃烧。这时的燃烧速度主要也取决于混合。　　燃油锅炉的运行经验也证明了这一点，合理地提高燃烧器出口空气速度是强化燃烧的重要措施。特别是对于大容量燃烧器，气流比较粗大，混合更困难一些，更需要适当提高空气速度。目前正在发展的所谓低氧燃烧，空气过剩量很少，混合稍有不均匀，就可能燃烧不完全，更需要注意混合，因此也要求适当提高空气速度。
燃油锅炉的热效率　　一、锅炉热效率　　锅炉的热效率是燃料在炉膛内完全燃烧时所放出的全部热量，有多少能被有效利用来产生蒸汽和提高热水的温度。锅炉的热效率直接反映锅炉运行的经济效果。热效率用百分数表示。　　锅炉热效率的测定或计算有正平衡法和反平衡法两种。　　1．正平衡法 是直接算出锅炉的输入热量和输出热量的比求得，所以，正平衡法又称为“直接测量法”。按下式计算得到：
&　　2．反平衡法 是先测定锅炉的各项损失，而计算出锅炉的热效率，所以，这种方法又叫做“间接测量法”。用下式计算得到：
锅炉热效率=100－各项热损失的百分比之和η=100－(q2十q3+q4十q5＋q6)％式中：q2——排烟热损失，％；　　　q3——气体未完全燃烧热损失，％；　　　q4——碳未完全燃烧热损失，％；　　　q5——锅炉散热损失，％。　　　q6——灰渣物理热损失，％。燃油锅炉无此项热损失。　　二、燃油锅炉的热损失　　锅炉中燃料燃烧所发出的热量中大部分被利用来产生蒸汽，但还有一部分损失掉了。要提高锅炉的经济性就必须降低各项损失。对于燃油锅炉这些损失是：　　(1)排烟热损失 由于烟气在离开锅炉时还具有相当高的温度所引起的。烟气离开锅炉最后一个受热面出口处的温度叫做排烟温度。排烟温度越高，或者排烟量越大，排烟热损失也就越大。排烟损失用q2％表示。　　(2)气体未完全燃烧热损失 一般也叫做化学未完全燃烧损失，它是由于烟气中有未完全燃烧的可燃气体所引起的。气体未完全燃烧损失用q3％表示。　　(3)碳未完全燃烧损失 一般也叫做机械未完全燃烧损失。它是由于烟气中有未完全燃烧的碳粒所引起的。对于煤炉，碳未完全燃烧损失可以达到相当大的数值。对于燃油锅炉，过去一般将碳未完全燃烧损失略去不计。但是近年来的试验表明，如果燃烧不正常，烟囱冒黑烟，烟气中带走的碳黑、油焦等所造成的损失也可能达到一定数值。碳未完全燃烧损失用q4％表示。　　(4)散热损失 有些热量通过炉墙和锅炉金属部分(如锅筒、烟箱等)的外壁散失到周围大气中去所引起的损失。散热损失用q5％表示。　　三、气体未完全燃烧热损失　　当不完全燃烧时，排烟中可能出现哪些可燃气体呢?理论分析表明，高分子的碳氢化合物是很不稳定的。例如，当空气过剩系数大于0．4，温度超过1000℃时，重碳氢化合物就全部分解，大部分成为CO和H2，还可能有少量CH4(甲烷)。某些试验也证明了这一点。因此，一般认为在锅炉内温度很高，锅炉的排烟中不可能出现重碳氢化合物。在排烟中出现甲烷的可能性不大。根据实验结果，在未完全燃烧的气体中，主要是一氧化碳和氢，只是在瞬间出现甲烷。　　烟气中一氧化碳和氢的比例和燃料中的碳和氢的含量有关。虽然还不能得出它们之间的明确关系，但是，总的说来，燃料中的碳氢比高时，烟气中的一氧化碳和氢的比值也高。燃料油中的碳氢比为6～9左右，而无烟煤的碳氢比则可超过20。因此，燃烧无烟煤的锅炉排烟中氢的含量可能很少；而对于燃油锅炉，烟气中氢的含量则是不可忽略的。　　四、碳未完全燃烧热损失　　在燃油锅炉的烟气中、油灰中碳粒子有两个来源：一是油滴燃烧后剩下来的焦粒，它的直径可以达到几十微米甚至更大；另一个来源是油气热分解形成的炭黑，它是很细的，直径只有0．01～0．15υm。　　一般是用烟色来监督烟气中炭黑的含量。但是必须指出，烟气取决于烟气中所含固体粒子的表面积，它除了和炭粒的重量有关外，还和它的直径有关。油气热分解形成的炭黑很细，表面积很大，每1公斤可达几万平方米，因此，烟气虽然很黑，碳未完全燃烧损失却可能不到0．1％。如果由于雾化不好，烟气中出现了很多直径较大的焦粒，在同样的烟色下，碳未完全燃烧损失却可能达到比较大的数值。　　在燃烧比较好的情况下，气体未完全燃烧热损失和碳未完全燃烧热损失之和应当小于0．5％。　　五、排烟热损失　　在燃油锅炉中最主要的损失是排烟热损失，它取决于排烟温度和排烟量。对于一定的燃料，排烟量决定于空气过剩系数的大小。而空气过剩系数又是和燃烧直接有关的。　　当排烟温度在150℃时，空气过剩系数每增加0．1，排烟损失将增加0．5％左右；排烟温度越高，增加得也越多；当排烟空气过剩系数为1．3时，排烟温度每增加10℃，排烟损失将增加0．3％左右。对于燃油锅炉，为了防止低温腐蚀，排烟温度往往不能降得很低。这时降低空气过剩系数的意义更大。　　降低炉内空气过剩系数，即采用所谓低氧燃烧，可以降低烟气露点，从而可以允许较低的排烟温度。这样，既降低了空气过剩系数，又可以降低排烟温度，能够较多地减少排烟损失。因此，低氧燃烧既可以提高设备的可靠性，又可以提高效率，值得推广。
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