01 燃料及燃燒

1、1 加加 熱熱 爐爐 銅銅 陵陵 學(xué)學(xué) 院院 濕成分與干成分之間可以相互換算，換算的原則濕成分與干成分之間可以相互換算，換算的原則 質(zhì)量守恒。其步驟是：質(zhì)量守恒。其步驟是： 先由表查出 然后由 (式中X表某成分) 最后計算出水分的含量： 干干 OH g 2 （3 3）氣體燃料的化學(xué)組成及干濕成分換算）氣體燃料的化學(xué)組成及干濕成分換算 %100 00124g.01 00124g.0 4.22 181000 g 1 4.22 181000 g OH OH OH OH OH 2 2 2 2 2 干 干 干 干 濕氣體的總體積 水蒸汽的體積 濕 % 100 OH-100 X 2 濕 干濕 X 氧氧OO

2、：氧是固、液體燃料中的有害組成物，它不能燃燒，：氧是固、液體燃料中的有害組成物，它不能燃燒， 也不能助燃。因為它已和燃料中的碳、氫等可燃物形成也不能助燃。因為它已和燃料中的碳、氫等可燃物形成H H2 2O O、COCO等等 氧化物，使這部分可燃物不能燃燒放熱，從而降低了燃料的發(fā)熱氧化物，使這部分可燃物不能燃燒放熱，從而降低了燃料的發(fā)熱 能力。能力。 硫硫SS： 是有害組成物，在燃料中有三種（有機硫、黃鐵礦是有害組成物，在燃料中有三種（有機硫、黃鐵礦 硫、硫酸鹽硫）存在形式。前兩種硫能燃燒放熱，計算中把它們硫、硫酸鹽硫）存在形式。前兩種硫能燃燒放熱，計算中把它們 當(dāng)作自由存在的硫，并統(tǒng)稱揮發(fā)硫。

3、最后一種硫不能燃燒，它以當(dāng)作自由存在的硫，并統(tǒng)稱揮發(fā)硫。最后一種硫不能燃燒，它以 各種硫酸鹽的形式存在于燃料中各種硫酸鹽的形式存在于燃料中 水分水分HH2 2OO：是有害組成物。本身不能放熱，還要吸收大量：是有害組成物。本身不能放熱，還要吸收大量 熱以加熱其蒸汽至燃燒產(chǎn)物的溫度。熱以加熱其蒸汽至燃燒產(chǎn)物的溫度。 灰分灰分AA：是最有害的組成物。燃料中的灰分就是一些不能：是最有害的組成物。燃料中的灰分就是一些不能 燃燒的礦物雜質(zhì)。燃燒的礦物雜質(zhì)。 （3）液體和固體燃料成分的表示方法）液體和固體燃料成分的表示方法 成分表示方法有四種，即：成分表示方法有四種，即： 供用成分：燃料實際使用時的成分 干

4、燥成分：燃料排除水分后的成分 可燃成分：燃料不考慮水分和灰分的成分 有機成分：燃料只含C、H、O、N四種元素的成分 C用+ H用+ O用+ N用+S用+A用+W用=100% C干+ H干+ O干+N干+S干+A干=100% C燃+H燃+O燃+N燃+S燃=100% C機+H機+ O機+N機=100% CHONSAW 圖1-1 燃料各種成分與基準(zhǔn)關(guān)系 可燃成分 干燥成分 應(yīng)用成分 換算的基本原理是：燃料中各種成分子任何一種表示方法中，其質(zhì)換算的基本原理是：燃料中各種成分子任何一種表示方法中，其質(zhì) 量相等。量相等。 （4）液體和固體燃料成分的表示方法）液體和固體燃料成分的表示方法 固體、液體燃料的成

5、分換算系數(shù)固體、液體燃料的成分換算系數(shù) 高 Q 低 Q 低 Q KgKJWHQQ/9(12.25） 低高 B.發(fā)熱量的計算發(fā)熱量的計算 （1）氣體燃料發(fā)熱量的計算）氣體燃料發(fā)熱量的計算 （2）固）固(液液)體燃料的發(fā)熱量計算體燃料的發(fā)熱量計算 （3）混合煤氣的發(fā)熱量計算）混合煤氣的發(fā)熱量計算 32424 231599360108128 m KJ SHHCCHHCOQ 用用 用用用用用用用用用用 低 + + + + += = Kg KJ WSOHCQ 用用用用用用用用用用用用 低 25)(1091030339- - - -+ += = 321 )1 ( m KJ QxxQQ 用用用用用用 低 -

6、 -+ += = 第一章第一章 燃料及燃燒計算燃料及燃燒計算 / / / C標(biāo)準(zhǔn)燃料標(biāo)準(zhǔn)燃料 國家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)燃料的發(fā)熱量等于國家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)燃料的發(fā)熱量等于29.2710 KJ/Kg，即，即2000Kcal/Kg的燃料為標(biāo)準(zhǔn)燃料，燃的燃料為標(biāo)準(zhǔn)燃料，燃 料的發(fā)熱量與標(biāo)準(zhǔn)燃料發(fā)熱量的比值稱為燃料的熱料的發(fā)熱量與標(biāo)準(zhǔn)燃料發(fā)熱量的比值稱為燃料的熱 當(dāng)量。用以評價燃料質(zhì)量的優(yōu)劣。當(dāng)量。用以評價燃料質(zhì)量的優(yōu)劣。 3 第一章第一章 燃料及燃燒計算燃料及燃燒計算 毫升水的流出時間時 毫升油的流出時間時 200C20 200Ct E t = 毫升水的流出時間時 毫升油的流出時間時 200C20 200Ct E t

7、c)塊度塊度 冶金焦炭的塊度一般規(guī)定為冶金焦炭的塊度一般規(guī)定為25125毫米，小于毫米，小于25毫毫 米者不超過米者不超過2%。 d) 灰分灰分 冶金焦炭中灰分應(yīng)盡量少冶金焦炭中灰分應(yīng)盡量少 e) 反應(yīng)能力反應(yīng)能力 冶金焦炭的反應(yīng)能力是指高溫下焦炭還原冶金焦炭的反應(yīng)能力是指高溫下焦炭還原CO2的能力的能力. 在中性或氧化性的鼓風(fēng)爐中則要求焦炭的反應(yīng)能力小。在在中性或氧化性的鼓風(fēng)爐中則要求焦炭的反應(yīng)能力小。在 還原性的爐中，焦炭不僅是熱能來源，并且起還原劑作用，還原性的爐中，焦炭不僅是熱能來源，并且起還原劑作用， 以保證工藝過程在還原性氣氛中進(jìn)行。以保證工藝過程在還原性氣氛中進(jìn)行。 第一章第一章

8、 燃料及燃燒計算燃料及燃燒計算 b、完全燃燒與不完全燃燒、完全燃燒與不完全燃燒 燃料中的可燃物全部與氧發(fā)生充分的化學(xué)反應(yīng)，生成燃料中的可燃物全部與氧發(fā)生充分的化學(xué)反應(yīng)，生成 不能燃燒的產(chǎn)物不能燃燒的產(chǎn)物CO2、H2O、SO2等叫完全燃燒。等叫完全燃燒。 燃料的不完全燃燒存在兩種情況：燃料的不完全燃燒存在兩種情況： (1)化學(xué)性不完全燃燒化學(xué)性不完全燃燒 燃燒時燃料中的可燃物質(zhì)沒有得到足夠的氧，或者與燃燒時燃料中的可燃物質(zhì)沒有得到足夠的氧，或者與 氧接觸不良，因而燃燒產(chǎn)物中還含有一部分能燃燒的可燃氧接觸不良，因而燃燒產(chǎn)物中還含有一部分能燃燒的可燃 物物H2、CO等被排走，這種現(xiàn)象叫化學(xué)性不完全燃

9、燒。等被排走，這種現(xiàn)象叫化學(xué)性不完全燃燒。 (2) 機械性不完全燃燒機械性不完全燃燒 指燃料中的可燃物未參加燃燒反應(yīng)就損失掉的那部分。指燃料中的可燃物未參加燃燒反應(yīng)就損失掉的那部分。 不論是那種情況的不完全燃燒都造成燃料的損失，降不論是那種情況的不完全燃燒都造成燃料的損失，降 低燃燒溫度。所以必須分析原因，掌握其內(nèi)部規(guī)律，采取低燃燒溫度。所以必須分析原因，掌握其內(nèi)部規(guī)律，采取 準(zhǔn)確措施，主動地避免不完全燃燒損失。準(zhǔn)確措施，主動地避免不完全燃燒損失。 第一章第一章 燃料及燃燒計算燃料及燃燒計算 c、空氣消耗系數(shù)、空氣消耗系數(shù) 燃料中可燃物燃燒時根據(jù)化學(xué)反應(yīng)計算出來的空氣量，燃料中可燃物燃燒時根據(jù)

10、化學(xué)反應(yīng)計算出來的空氣量， 叫理論空氣需要量以叫理論空氣需要量以L0表示。為了保證燃料完全燃燒，實表示。為了保證燃料完全燃燒，實 際供給燃燒的空氣量均大于理論空氣需要量。實際空氣需際供給燃燒的空氣量均大于理論空氣需要量。實際空氣需 要量以要量以Ln表示，它與理論空氣需要量的比值叫空氣消耗系表示，它與理論空氣需要量的比值叫空氣消耗系 數(shù)以數(shù)以n表示，即：表示，即： 空氣消耗系數(shù)的大小與燃料種類、燃燒方法以及燃燒空氣消耗系數(shù)的大小與燃料種類、燃燒方法以及燃燒 裝置的結(jié)構(gòu)特點有關(guān)。氣體燃料的空氣消耗系數(shù)一般在裝置的結(jié)構(gòu)特點有關(guān)。氣體燃料的空氣消耗系數(shù)一般在 1.051.15之間；液體燃料為之間；液體

11、燃料為l.101.25；固體燃料則更大；固體燃料則更大 一些，約為一些，約為1.20l.50；人工加煤的小爐子可達(dá)；人工加煤的小爐子可達(dá)2。 實踐證明，燃料與空氣混合愈好，實踐證明，燃料與空氣混合愈好，n值愈小，值愈小，n值適當(dāng)值適當(dāng) 能得到較高的爐溫，能得到較高的爐溫，n值過大或過小都將影響爐溫降低。值過大或過小都將影響爐溫降低。 0 n L L n 第一章第一章 燃料及燃燒計算燃料及燃燒計算 工程上為了適用、簡便起見，燃燒計算采取以下假定：工程上為了適用、簡便起見，燃燒計算采取以下假定： (l) 燃料中可燃成分完全燃燒。元素的分子量取近似整燃料中可燃成分完全燃燒。元素的分子量取近似整 數(shù)計

12、算。數(shù)計算。 (2) 氣體的體積都按標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)氣體的體積都按標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)(0和和101825Pa)計算。計算。 任何氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的千克分子體積任何氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的千克分子體積(或千摩爾體積或千摩爾體積)都是都是 22.4立方標(biāo)米；立方標(biāo)米； (3) 當(dāng)溫度不超過當(dāng)溫度不超過2100時，在計算中不考慮燃燒產(chǎn)物時，在計算中不考慮燃燒產(chǎn)物 的熱分解，亦不考慮固體燃料中灰分的熱分解產(chǎn)物。的熱分解，亦不考慮固體燃料中灰分的熱分解產(chǎn)物。 (4) 計算空氣量時，忽略空氣中的微量稀有氣體及計算空氣量時，忽略空氣中的微量稀有氣體及CO2， 認(rèn)為干空氣中認(rèn)為干空氣中O2和和N2的的 氣體燃料燃燒計算除上述共性外，

13、還具有下列特殊氣體燃料燃燒計算除上述共性外，還具有下列特殊 點：點： (1)氣體燃料的氣體燃料的L0及及V0指的是指的是1m3氣體燃料完全燃燒氣體燃料完全燃燒 時所需要的空氣量和生成的燃燒產(chǎn)物量，其單位為時所需要的空氣量和生成的燃燒產(chǎn)物量，其單位為m3/m3； (2)因為任何氣體的千克分子體積在工程計算中都可因為任何氣體的千克分子體積在工程計算中都可 以看成以看成22.4 m3，所以燃燒反應(yīng)方程式中反應(yīng)物與生成物，所以燃燒反應(yīng)方程式中反應(yīng)物與生成物 之間的分子比就是體積比。之間的分子比就是體積比。 A、氣體燃料燃燒理論空氣需要量和燃燒產(chǎn)物量的計算、氣體燃料燃燒理論空氣需要量和燃燒產(chǎn)物量的計算

14、第一章第一章 燃料及燃燒計算燃料及燃燒計算 氣體燃料的組成成分以體積百分?jǐn)?shù)表示。燃燒計氣體燃料的組成成分以體積百分?jǐn)?shù)表示。燃燒計 算時用濕成分。計算過程中取算時用濕成分。計算過程中取100 m3，故各成分體積，故各成分體積 百分含量的絕對值，與其體積數(shù)相等。例如百分含量的絕對值，與其體積數(shù)相等。例如100 m3的的 煤氣中含煤氣中含CO為為30%，CO的數(shù)量就是的數(shù)量就是30 m3。 氣體燃料中可燃成分有氣體燃料中可燃成分有CO、H2、CH4、C2H4、 H2S，它們的化學(xué)反應(yīng)式如下：，它們的化學(xué)反應(yīng)式如下： CO+O2CO2 H2+O2 H2O CH4+2O2 CO2+2H2O C2H4+3

15、O22CO2+2H2O H2S+3/2O2 H2O+SO2 2222 SOOHO 2 1 1SH+ 氣體燃料中的氣體燃料中的CO2、N2、 H2O及少量及少量SO2，燃燒過程中，燃燒過程中 不反應(yīng)，燃燒后直接進(jìn)入廢氣。故不反應(yīng)，燃燒后直接進(jìn)入廢氣。故1m3氣體燃料燃燒的燃?xì)怏w燃料燃燒的燃 燒產(chǎn)物量為：燒產(chǎn)物量為： 則燃燒所需的氧為：則燃燒所需的氧為： 1m3的氣體燃料燃燒，理論空氣需要量為：的氣體燃料燃燒，理論空氣需要量為： 3 224242 m )OSH 2 1 1H3C2CHH 2 1 CO 2 1 (+ 3 2242420 m )OSH 2 1 1H3C2CHH 2 1 CO 2 1 (

16、 100 762. 4 L+= 33 0222224240 /L 79. 0 100 1 O)HSONCOS2HH4C3CHCO(Vmm 第一章第一章 燃料及燃燒計算燃料及燃燒計算 固體和液體燃料燃燒計算除與氣體燃料燃燒計算具有固體和液體燃料燃燒計算除與氣體燃料燃燒計算具有 共性外，其獨自的特點是計算過程是以千克分子（共性外，其獨自的特點是計算過程是以千克分子（Kg/mol） 數(shù)作為計算單位，其最終結(jié)果仍應(yīng)換算為體積表示。數(shù)作為計算單位，其最終結(jié)果仍應(yīng)換算為體積表示。 固體和液體燃料燃燒的理論空氣需要量及理論空氣燃固體和液體燃料燃燒的理論空氣需要量及理論空氣燃 燒產(chǎn)物量，仍分別用燒產(chǎn)物量，仍分

17、別用L0和和V0代表，單位是代表，單位是m3/Kg，它表示，它表示 1Kg固體或液體燃料完全燃燒時所需要的空氣和生成的燃固體或液體燃料完全燃燒時所需要的空氣和生成的燃 燒產(chǎn)物的體積。燒產(chǎn)物的體積。 B、液體和固體燃料燃燒理論空氣需要量和燃燒產(chǎn)物量的計算、液體和固體燃料燃燒理論空氣需要量和燃燒產(chǎn)物量的計算 第一章第一章 燃料及燃燒計算燃料及燃燒計算 固體和液體燃料的可燃成分為碳、氫、硫，其完全固體和液體燃料的可燃成分為碳、氫、硫，其完全 燃燒時的化學(xué)反應(yīng)方程式為：燃燒時的化學(xué)反應(yīng)方程式為： 可燃成分可燃成分 完全燃燒時的化學(xué)反應(yīng)方程式完全燃燒時的化學(xué)反應(yīng)方程式 碳碳(C) C + O2 = CO

18、2 12 Kg 32 Kg 44 Kg 22.4m3 22.4m3 氫氫(H) H2 + O2 = H2O 2 Kg 16 Kg 18 Kg 11.2m3 22.4m3 硫硫(S) S + O2 = SO2 32 Kg 32 Kg 64 Kg 22.4m3 22.4m3 第一章第一章 燃料及燃燒計算燃料及燃燒計算 工業(yè)上所使用的固體或液體燃料組成成分共有七種，即：工業(yè)上所使用的固體或液體燃料組成成分共有七種，即： C用 用+ H用用+ O用用+ N用用+S用用+A用用+W用用=100% 上述七種組成物性質(zhì)不同，燃燒計算時的處理情況也不上述七種組成物性質(zhì)不同，燃燒計算時的處理情況也不 同。同。

19、灰分不參加燃燒反應(yīng)，也不變成氣態(tài)燃燒產(chǎn)物，所以不灰分不參加燃燒反應(yīng)，也不變成氣態(tài)燃燒產(chǎn)物，所以不 計算它。計算它。 碳、氫、硫均系可燃成分，能燃燒放熱，碳、氫、硫均系可燃成分，能燃燒放熱， 燃燒所需的氧燃燒所需的氧 就是根據(jù)它們的燃燒反應(yīng)來計算的。就是根據(jù)它們的燃燒反應(yīng)來計算的。 氮、水分不發(fā)生變化，燃燒后直接進(jìn)入廢氣中。氮、水分不發(fā)生變化，燃燒后直接進(jìn)入廢氣中。O用 用是指 是指 燃料中原有的氧。燃料中原有的氧。 第一章第一章 燃料及燃燒計算燃料及燃燒計算 取取100kg燃料進(jìn)行燃燒計算，先將各組成成分的質(zhì)量燃料進(jìn)行燃燒計算，先將各組成成分的質(zhì)量 換算成千克分子數(shù)：換算成千克分子數(shù)： C用

20、用/12; H用用/2; O用用/32; N用用/28; S用用/32; W用用/18 得出得出100Kg燃料燃燒時所需要的氧千克分子數(shù)為：燃料燃燒時所需要的氧千克分子數(shù)為： kmol 32 O 32 S 2 H 2 1 12 C 用用用用 -+ 100kg燃料燃燒所需的理論空氣量為燃料燃燒所需的理論空氣量為: kmol) 32 O 32 S 4 H 12 C (762. 4 用用用用 -+ 以千克分子數(shù)表示的理論空氣量換算成體積，即以千克分子數(shù)表示的理論空氣量換算成體積，即1 kg燃燃 料燃燒的理論空氣量為：料燃燒的理論空氣量為： kgm /) 32 O 32 S 4 H 12 C (762

21、. 4 100 4 .22 L 3 0 用用用用 -+= 100kg燃料燃燒的理論燃燒產(chǎn)物的千克分子數(shù)為燃料燃燒的理論燃燒產(chǎn)物的千克分子數(shù)為: molkg /) 32 O 32 S 4 H 12 C (762. 3 18 W 28 N 32 S 2 H 12 C ( 用用用用用用用用用 ）-+ 則則1 kg燃料燃燒的理論燃燒產(chǎn)物量為：燃料燃燒的理論燃燒產(chǎn)物量為： kgm /) 32 O 32 S 4 H 12 C (762. 3 18 W 28 N 32 S 2 H 12 C ( 100 4 .22 V 3 0 用用用用用用用用用 ）-+= 加號之前括包內(nèi)的數(shù)值是燃燒后所生成的氣體產(chǎn)物，加號

22、以后的數(shù)值為空氣中的氮。 第一章第一章 燃料及燃燒計算燃料及燃燒計算 b、當(dāng)考慮到空氣中的飽和水蒸汽時、當(dāng)考慮到空氣中的飽和水蒸汽時 C、燃料燃燒的實際空氣需要量和實際燃燒產(chǎn)物量的計算、燃料燃燒的實際空氣需要量和實際燃燒產(chǎn)物量的計算 a、當(dāng)空氣消耗系數(shù)、當(dāng)空氣消耗系數(shù)n1時：時： 實際空氣需要量為：實際空氣需要量為： Ln=nLo m3/kg或或m3/m3 實際燃燒產(chǎn)物量為實際燃燒產(chǎn)物量為: 00 L) 1n (VVn-+= m3/kg或或m3/m3 實際空氣需要量應(yīng)為實際空氣需要量應(yīng)為: ）（ 干干干干干濕 OHnnOHnn 22 00124g. 01LL00124g. 0LL+=+=m3/

23、kg或或m3/m3 實際燃燒產(chǎn)物量實際燃燒產(chǎn)物量: 干干干濕 nOHnn L00124g. 0VV 2 += m3/kg或或m3/m3 第一章第一章 燃料及燃燒計算燃料及燃燒計算 燃燒產(chǎn)物的成分燃燒產(chǎn)物的成分是指燃燒產(chǎn)物中各種組分所占的體積是指燃燒產(chǎn)物中各種組分所占的體積 百分?jǐn)?shù)。百分?jǐn)?shù)。 燃燒產(chǎn)物的密度燃燒產(chǎn)物的密度是指是指1m3燃燒產(chǎn)物所具有的質(zhì)量，單位燃燒產(chǎn)物所具有的質(zhì)量，單位 是是kg/m3。 燃燒產(chǎn)物的成分和密度都是進(jìn)行熱工計算時必須知道燃燒產(chǎn)物的成分和密度都是進(jìn)行熱工計算時必須知道 的原始數(shù)據(jù)。其中燃燒產(chǎn)物成分是計算爐氣黑度的依據(jù)，的原始數(shù)據(jù)。其中燃燒產(chǎn)物成分是計算爐氣黑度的依據(jù)，

24、 燃燒產(chǎn)物密度在氣體力學(xué)方面的計算中要經(jīng)常用到。燃燒產(chǎn)物密度在氣體力學(xué)方面的計算中要經(jīng)常用到。 D、燃燒產(chǎn)物成分和密度的計算、燃燒產(chǎn)物成分和密度的計算 第一章第一章 燃料及燃燒計算燃料及燃燒計算 a、固體和液體燃料的燃燒產(chǎn)物成分和密度的計算、固體和液體燃料的燃燒產(chǎn)物成分和密度的計算 %100 Vn 100 4 .22 12 C %100 CO CO 2 2 = 用 燃燒產(chǎn)物的總體積 的體積燃燒產(chǎn)物中 %100 Vn 100 4 .22 18 W 2 H %100 OH OH 2 2 + = ）（ 燃燒產(chǎn)物的總體積 體積燃燒產(chǎn)物中 用用 %100 Vn 100 4 .22 32 S %100 S

25、O SO 2 2 = 用 燃燒產(chǎn)物的總體積 的體積燃燒產(chǎn)物中 %100 Vn 79L. 0 100 4 .22 28 N %100 OH N n 2 2 + = 用 燃燒產(chǎn)物的總體積 體積燃燒產(chǎn)物中 %100 Vn 1)L-21(n. 0 %100 O O 02 2 = 燃燒產(chǎn)物的總體積 體積燃燒產(chǎn)物中 燃燒產(chǎn)物成分燃燒產(chǎn)物成分 : 第一章第一章 燃料及燃燒計算燃料及燃燒計算 (2) 當(dāng)不知燃燒產(chǎn)物的成分時，可以根據(jù)物質(zhì)不滅定當(dāng)不知燃燒產(chǎn)物的成分時，可以根據(jù)物質(zhì)不滅定 律律(參加燃燒反應(yīng)的原始物質(zhì)的質(zhì)量應(yīng)等于燃燒反應(yīng)生成參加燃燒反應(yīng)的原始物質(zhì)的質(zhì)量應(yīng)等于燃燒反應(yīng)生成 物即燃燒產(chǎn)物的質(zhì)量物即燃燒

26、產(chǎn)物的質(zhì)量)，用下式計算燃燒產(chǎn)物的密度：，用下式計算燃燒產(chǎn)物的密度： 燃燒產(chǎn)物的密度燃燒產(chǎn)物的密度 (1) 當(dāng)已知燃燒產(chǎn)物的成分時，燃燒產(chǎn)物的密度當(dāng)已知燃燒產(chǎn)物的成分時，燃燒產(chǎn)物的密度可可 用下式計算用下式計算 3 22 22 2 / 1004 .22 32O28N64SOO18H44CO mkg + = 3 n n / V 293L. 1)A1 ( mkg 第一章第一章 燃料及燃燒計算燃料及燃燒計算 b、氣體燃料的燃燒產(chǎn)物成分和密度的計算、氣體燃料的燃燒產(chǎn)物成分和密度的計算 %100 100 1 V )COHmCCHCO( CO n 2nm4 2 + = %100 Vn 100 1 OHSH

27、HC 2 n 2CHH OH 22nm42 2 + = ）（ %100 Vn 100 1 SH SO 2 2 = %100 Vn 79L. 0 100 N N n 2 2 + = %100 Vn 1)L-21(n.0 O 0 2 燃燒產(chǎn)物成分燃燒產(chǎn)物成分 : 第一章第一章 燃料及燃燒計算燃料及燃燒計算 (2) 當(dāng)不知燃燒產(chǎn)物成分時，其計算公式為：當(dāng)不知燃燒產(chǎn)物成分時，其計算公式為： 燃燒產(chǎn)物的密度燃燒產(chǎn)物的密度: (1) 當(dāng)已知燃燒產(chǎn)物的成分時，燃燒產(chǎn)物的密度當(dāng)已知燃燒產(chǎn)物的成分時，燃燒產(chǎn)物的密度 可用下式計算：可用下式計算： 3 22 22 2 / 1004 .22 32O28N64SOO1

28、8H44CO mkg + = n n n 2222nm2 V 293L. 1 V1004 .22 O18H28N44COS34HHC)2n12m(2H28CO + + = 第一章第一章 燃料及燃燒計算燃料及燃燒計算 熱量的來源熱量的來源(即燃燒過程熱平衡方程式的收入項即燃燒過程熱平衡方程式的收入項)有有 (1) 燃料的化學(xué)熱燃料的化學(xué)熱Q低 低 (2)空氣的物理熱空氣的物理熱Q空氣 空氣 (3)煤氣的物理熱煤氣的物理熱Q煤氣 煤氣 熱量的支出項有熱量的支出項有: (1)燃燒產(chǎn)物得到的熱量燃燒產(chǎn)物得到的熱量Q產(chǎn) 產(chǎn) (2)傳給周圍介質(zhì)的熱量傳給周圍介質(zhì)的熱量Q介 介 (3)由于不完全燃燒所損失的

29、熱量由于不完全燃燒所損失的熱量Q不 不 (4)由于燃燒產(chǎn)物的熱分解而損失的熱量由于燃燒產(chǎn)物的熱分解而損失的熱量Q解 解 因此，燃燒過程的熱平衡方程式為：因此，燃燒過程的熱平衡方程式為： Q低 低+Q空氣空氣+Q煤氣煤氣=Q產(chǎn)產(chǎn)+Q介介+Q不不+Q解解 第一章第一章 燃料及燃燒計算燃料及燃燒計算 根據(jù)熱平衡方程式，可求出燃燒產(chǎn)物所含的熱量為：根據(jù)熱平衡方程式，可求出燃燒產(chǎn)物所含的熱量為： Q產(chǎn) 產(chǎn)= Q低低+Q空氣空氣+Q煤氣煤氣-Q介介-Q不不-Q解解 又因：又因： 產(chǎn)產(chǎn)產(chǎn) tCVQ n = 產(chǎn) 解不介煤氣空氣低 產(chǎn) CV QQQQQQ t n + = 得：得： t產(chǎn) 產(chǎn)反映了在生產(chǎn)實際條件下

30、燃燒產(chǎn)物所能達(dá)到的實際溫 反映了在生產(chǎn)實際條件下燃燒產(chǎn)物所能達(dá)到的實際溫 度，所以叫做度，所以叫做“實際燃燒溫度實際燃燒溫度”，并用符號，并用符號t產(chǎn) 產(chǎn)表示。 表示。 在完全燃燒和絕熱條件下，也就是當(dāng)在完全燃燒和絕熱條件下，也就是當(dāng)Q Q不 不和 和Q Q介 介都等于零時， 都等于零時， 燃燒產(chǎn)物所能達(dá)到的溫度叫做燃燒產(chǎn)物所能達(dá)到的溫度叫做“理論燃燒溫度理論燃燒溫度”，即：，即： 產(chǎn) 解煤氣空氣低 理 CV QQQQ t n 理實 tt=得：得： 第一章第一章 燃料及燃燒計算燃料及燃燒計算 二、燃燒溫度的計算二、燃燒溫度的計算 產(chǎn) 解煤氣空氣低 理 CV QQQQ t n 由由 求出以下各項

31、參數(shù)：求出以下各項參數(shù)： (1) 燃燒產(chǎn)物的體積燃燒產(chǎn)物的體積 Vn。 (2) 燃燒產(chǎn)物的平均熱容量燃燒產(chǎn)物的平均熱容量c產(chǎn) 產(chǎn)， ， 可以根據(jù)燃燒產(chǎn)物的可以根據(jù)燃燒產(chǎn)物的 成分及每種成分的平均熱容量來計算。成分及每種成分的平均熱容量來計算。 (3) 燃料的低發(fā)熱量燃料的低發(fā)熱量Q低 低。 。 (4) 空氣的物理熱空氣的物理熱Q空氣 空氣。 。 (5) 煤氣的物理熱煤氣的物理熱Q煤氣 煤氣。 。 (6) 由于燃燒產(chǎn)物的熱分解所損失的熱量由于燃燒產(chǎn)物的熱分解所損失的熱量Q 解 解。 。 n V 空氣空氣空氣 tCLQ n = 煤氣煤氣煤氣 tCLQ n = 第一章第一章 燃料及燃燒計算燃料及燃燒

32、計算 在爐子設(shè)計等工程計算中，為了避免在爐子設(shè)計等工程計算中，為了避免的繁瑣計算，我的繁瑣計算，我 們可以利用現(xiàn)成的圖表來求理論燃燒溫度，其中應(yīng)用比較們可以利用現(xiàn)成的圖表來求理論燃燒溫度，其中應(yīng)用比較 廣泛的是羅津和費林格編制的廣泛的是羅津和費林格編制的itit圖圖 第一章第一章 燃料及燃燒計算燃料及燃燒計算 （1）燃料的發(fā)熱量）燃料的發(fā)熱量 （2）空氣及煤氣的預(yù)熱溫度）空氣及煤氣的預(yù)熱溫度 （3）減少燃燒過程的熱損失）減少燃燒過程的熱損失 （4）燃料完全燃燒）燃料完全燃燒 （5）空氣消耗系數(shù)）空氣消耗系數(shù) （6）富氧鼓風(fēng)和氧氣助燃）富氧鼓風(fēng)和氧氣助燃 提高燃燒溫度的途徑提高燃燒溫度的途徑 L

33、過 過代表過?？諝饬?代表過?？諝饬?0n LLL-= 過 n n n 0 n L L 1 1 LL L L L n 過 過 - = - = 過?？諝庵械难趿浚哼^?？諝庵械难趿浚?過 過 21L. 0%O2= 21. 0 V%O L n2 = 過 過 煙氣中的氮量煙氣中的氮量=空氣帶進(jìn)的氮空氣帶進(jìn)的氮+燃料中的氮燃料中的氮 %N79L. 0V%N nn 2燃 += 或或 n 2 2 n 2 n2 n V N N O 21 79 1 1 %NV%N 79. 0 21. 0 VO 1 1 L L 1 1 n 燃 過 燃 過 過 - - = - - = - = 得：得： 第一章第一章 燃料及燃燒計算

34、燃料及燃燒計算 燃燒產(chǎn)物的成分可以用氣體分析器測定燃燒產(chǎn)物的成分可以用氣體分析器測定. 設(shè)干煙氣的成分為：設(shè)干煙氣的成分為： %100%O%N%CH%H%OC%CO 2 2 4 2 2 =+ 燃燒產(chǎn)物中二氧化物的體積為：燃燒產(chǎn)物中二氧化物的體積為： 100 1 )CHOCCO(VV 4 2nRO2 += 2 RO 4 2 n V 100 1 )CHOCCO( V 1 + = 或或 100V )CHCOCO(N N 2CH5H. 05CO. 0O 21 79 1 1 n 2 RO 4 2 2 4 2 2 + - - - = 燃 得：得： A、煤氣與空氣的混合、煤氣與空氣的混合 (1) 煤氣和空氣

35、的流動方式煤氣和空氣的流動方式 影影 響響 因因 素素 (2)氣流速度氣流速度 (3)氣流相對速度氣流相對速度 (4)氣流直徑氣流直徑 平行流動的混合速度最慢，火焰最長。具有一定的平行流動的混合速度最慢，火焰最長。具有一定的 交角能夠加快混合速度。這是因為，這時不僅有擴交角能夠加快混合速度。這是因為，這時不僅有擴 散作用，而且還有機械摻混作用在促使氣體混合。散作用，而且還有機械摻混作用在促使氣體混合。 層流流速越大火焰就越長層流流速越大火焰就越長 過渡區(qū)火焰長度隨氣流速度的增大而有所減小過渡區(qū)火焰長度隨氣流速度的增大而有所減小 紊流火焰長度不再隨氣流速度改變紊流火焰長度不再隨氣流速度改變 氣流的速度差越大，混合就越快氣流的速度差越大，混合就越快 氣流直徑越大，完成混合所需要的時間就越長氣流直徑越大，完成混合所需要的時間就