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空気比とは?燃焼でなぜ空気量が重要なの?理論空気量って何⁉

今回は、燃焼においてなぜ空気量が重要なのか?空気比ってなに⁉という事について書いていきたいと思います。

空気比(M)とは?

燃料を完全燃焼させるには、理論空気量よりも多い実際の空気量(A)が必要である。理論空気量(AO)に対する実際空気量(A)の割合を空気比(M)という。

計算式としては、m=A/AO(空気比=実際空気量/理論空気量)

で表される。

※やはり理論空気量で完全燃焼されれば、環境にも優しく省エネ良いのですが、そうもいかないみたいですね!

(関連記事)エネルギー管理士熱分野!合格者が教える!過去問から学ぶ超効率的勉強法とは?

理論空気量とは?

物質を完全燃焼させるのに最小限の空気量です。燃料組成から求められます。

なぜ最小限の空気量にしないといけないのか?

最小限の空気量にする事により、窒素酸化物Noxの生成やすすなどが発生しなくなる。

空気量が多いとどうなるのか?

空気量が多いと窒素酸化物Noxが発生し、大気汚染につながる。

窒素酸化物Noxについては、過去の記事で書きましたので参考にしてください。

少ないとどうなるのか?

少ないとすすが発生してしまいます!

すすについても、過去の記事を参考にしてください!

なので、空気比は大きくても小さくてもダメなのです。非常に難しいと思います。

燃焼の際になぜ空気が重要なのか?

物を燃やすのに空気というか、酸素が重要です。

逆に二酸化炭素は火を消すのに重要な物です。

二酸化炭素消火ってありますよね!

また、酸素量の調整をするのに、通風方式があります!

こちらも過去に書いた記事がありますので、参考にしてください。

稼働中の空気比の計算について

 

稼働している燃焼炉の空気比の計算は、排ガス中の酸素分の測定値(余っている酸素濃度)から、求められます。

m=21/(21-O2(%))

で表されます。

ボイラー及び各種工業炉の基準値や目標値が省エネ法で判断基準が定められています。

※どの事業所も省エネを課題に努力しないとだめなんですね!

ちなみに省エネ法での中長期的な目標値は年平均で1%です。

 

過剰空気で燃焼してしまうとどうなるか?

ボイラでは、燃焼の安定性を考慮して、空気量を多めにとっています。

しかし、空気量を多めにとってしまうと、過剰空気が暖められて排出され、その余分な空気温度の上昇分がエネルギー損失につながってしまいます。

なので、空気比の適正化が重要になります。

ここで、練習問題です!

まとめ

作業効率などを考慮すると、空気量を高めて安定的な燃焼を作った方が良いですが、地球環境を守っていく上では、空気比の調整は不可欠ですね!

 

私も設備を触る人間として、環境保護のために空気比の適正値を追求していこうと思いました。