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1、工业炉窑烟气湿度计算方法 摘要本文指出国标工业炉窑烟尘测试方法(cb以y79一88)烟气湿度及流理计算方法的局限性，认为该方法仅适用于饱和或非饱和烟气，对于烟气中的水是汽液两相共存的情况，利用该方法计算得的烟气湿度大于实际值，并提出了解决方法。1前言为得到管道中流动烟气的湿度和流量，国标工业炉窑烟尘测试方法)(gd9(为7一88)规定了测试和计算方法，提出了相应的计算方法。通过分析，本文认为该方法在解决实际问题时存在局限性。2国标中相应的计算公式在国标工业炉窑烟尘测试方法中给出了烟气湿度、体积百分数、流量等计算公式，即烟气湿度计算公式式中际一为烟气的含湿量，岁纯干空气;m一为单位时间冷凝水量，
2、岁而n;卿一为测量状态下流量计读数，时/而n;tc一为流量计前烟气的绝对温度，k;尸r为流量计前压力计的读数，姗任19;b。一为大气压力，n切任19;肠一为冷凝器后烟气的含湿量，岁kg干空气。g柑按式(2)计算:式中p，一为冷凝器出口烟气温度t()相应的饱和水蒸气分压为，潮妇g。烟气中水蒸气含量的体积百分数瑞计算公式在标准状态下，干烟气密度端计算公式式中味的单位为甲n时干烟气;c仇，仇，姚，co分别为各种烟气成分的体积百分数，%。在标准状态下，湿烟气密度认计算公式式中而的单位为甲n时的湿烟气。烟气流速计算公式式中v。为测定断面上的平均流速，m/s; icp一为皮托管修正系统;卜为管道内湿烟气的
3、密度，kg/m3湿烟气;h一j为测定断面的烟气平均动压，20i g为重力加速度9.81 m/护。在测定工况下的烟气流量计算公式式中q一为测定工况下的烟气流量，衬湿烟气/h;f为测定断面面积。3公式中存在的问题3.1烟气含湿量计算公式为说明存在的问题，下面简要推导一下公式(1)、(2)。公式(l)左这第一项为冷凝下来的水经过转化后，烟气所具有的含湿量，左边第二项为在冷凝状态下，饱和状态烟气的含湿量。管道中烟气的总含湿量为两项之和。对于左边第一项，其推导过程为在非标定工况下，当通过流量计的流量为缪时，通过的实际流量为根据气体状态方程将式(8)代人式(9)，得质量流量则与其对应的相对温度为取re =
4、 287j/( kg k )(干空气气体常数)，即ba , p. m, q的单位分别为湘1旧g、训nfg、扩而n、衬/min，则式(n)为可以看出，以上推导基于下列假设:(1)烟气的气体常数接近于空气的气体常数;(2)管道内烟气状态为饱和态和非饱和态，即烟气中的水不存在液相，而只是汽相。如果说假设(1)引起的误差较小的话，那么假设(2)在实际中可能会引起较大的误差，即如果管道中的水是汽液两相共存，由式(12)求得的含湿量就偏大，因为这里的含湿量是指烟气中含气态水的多少，而不应包含液态的水。同质量的气态水的体积是液态水的1l)倍，因此，一是不应将此部分液态水换算为气态水，因而影响烟气的流速和流量
5、，二是在计算流速和流量时，可忽略此部分液态水。最终，由式(2)求得的烟气中水蒸汽含量体积百分数就大于实际值，由式(3)求得的湿烟气密度就小于实际值，由式(6)、(7)求得的烟气流速、流量就大于实际值。另外，当滤筒为吸湿性材料时，应考虑部分水的质量对烟气湿度的影响。3.2干烟气密度计算公式公式(4)的推导过程如下式中gi、vi、民分别为某一气体组元的质量、体积和气体常数，p、t、v分别为气体的压力、温度和总体积。上式为计算任何混合气体密度的通用公式。在标准状态下，p二101325pa、t=273k，分别取c仇、场、n2、co、玩的气体常数为259、2印、溯、聊、4124)/(纯k)，代人上式得比
6、较式(4)和式(14)得，c仇的系数应为0.01%。4解决问题的方法4.1干烟气的混合气体常数计算根据干烟气中的各气体质量百分数m;，可得混凝合气体(干烟气)的混合气体常数式中mi、v、y、为任一组元的质量百分数、体积百分数和摩尔百分数，ri、mi为其对应的气体常数和分子量，踢为通用气体常数，8.314kj/(kmol.k)。将式(15)代人式(11)可得烟气的部分含湿量。4.2烟气中水蒸汽体积百分数的计算由公式(11)计算痴，得结果一(赢)。测量出管道中的烟气静压pv和温度tv，利用湿空气焙湿图，可查得在饱和状态下湿空气的含湿量，得结果二(赢)。当痴+gvw赢时，烟气中的水为汽液两相共存状态，含湿量的计算公式为此时，不需考虑冷凝器后烟气的含湿量。5结论(l)当烟气中为饱和非饱和态时，国标中的计算公式基本正确。(2)当烟气中的水为汽液两相共存时，通过测得管道中的烟气静压pv和温度tv，利用湿空气焙湿图，可查得在饱和状态下烟气的含湿量91，总含湿量为肠=赢。
工业炉窑烟气湿度计算方法
