燃料燃燒計(jì)算

第三章燃料及燃燒過程

3-2燃料燃燒計(jì)算一、 燃料燃燒計(jì)算的內(nèi)容及目的（一） 計(jì)算內(nèi)容：①空氣需要量②煙氣生成量③煙氣成分④燃燒溫度（二） 目的：通過對以上內(nèi)容的計(jì)算，以便正確地進(jìn)行窯爐的設(shè)計(jì)和對運(yùn)行中的窯爐進(jìn)行正確的調(diào)節(jié)。二、 燃燒計(jì)算的基本概念（一）完全燃燒與不完全燃燒。1、 完全燃燒：燃料中可燃成分與完全化合，生成不可再燃燒的產(chǎn)物。2、 不完全燃燒：化學(xué)不完全燃燒：產(chǎn)物存在氣態(tài)可燃物。物理不完全燃燒：產(chǎn)物中存在固態(tài)可燃物。（二）過?？諝庀禂?shù)1、 過?？諝庀禂?shù)的概念a=V/V。aa2、 影響過?？諝庀禂?shù)的因素：1） 燃料種類：氣、液、固體燃料，a值不同；2） 燃料加工狀態(tài)：煤的細(xì)度、燃油的霧化粘度。3） 燃燒設(shè)備的構(gòu)造及操作方法。3、 火焰的氣氛：氧化焰：a>1，燃燒產(chǎn)物中有過剩氧氣。中性焰：a=1還原焰：a<1，燃燒產(chǎn)物中含還原性氣體（CO、H2）三、 空氣需要量、煙氣生成量及煙氣成分、密度的計(jì)算（一）固體、液體燃料：基準(zhǔn)：計(jì)算時(shí)，一般以1kg或100kg燃料為基準(zhǔn)，求其燃燒時(shí)空氣需要量、煙氣生成量。方法：按燃燒反映方程式，算得氧氣需要量及燃燒產(chǎn)量，然后相加，即可得空氣需要量與煙氣生成量。1、理論空氣量計(jì)算：1）理論需氧量： V0c廣Cr+幺^+^^—°r （Nm3/kgf）021243232

2)理論空氣量：VOt224(J+土+七-\)100a100 12 4 32 32 21=0.089Car+0.267Har+0.033(Sar-Oar) (Nm3/kgr)2、實(shí)際空氣量計(jì)算： V=aXV。aa3、 理論煙氣生成量的計(jì)算：V0L=VCO2+VH2O+VSO2+VN2=224(J+土+、+七+土)XVo+0.79V。

100 12 2 18 32 28aa=0.01865Car+0.112Har+0.01243Mar+0.0068Sar+0.008Nar+0.79Voa4、實(shí)際煙氣生成量的計(jì)算： ar araraa>1時(shí)，VL=V°L+(a-1)XV°aa<1時(shí)，在工程上進(jìn)上近似認(rèn)為其燃燒產(chǎn)物中只含有CO一種可燃?xì)怏w。因?yàn)椋?CO+O2=2CO2,因此，每缺少一個(gè)分子的O2,煙氣中就減少兩個(gè)分子的CO2,而生成兩個(gè)分子的CO,顧總煙氣體積只少了相應(yīng)減少的空氣中的氮?dú)獠糠?。?79VL=V0L-(1-a)VoaX而5、煙氣的組成及密度計(jì)算：1)煙氣百分組成:?VCO=^O^1)煙氣百分組成:?VCO=^O^X100%,2VLVN2=N2X100%LVSO.=72X100%,2VL2)煙氣密度：p=(44CO2+18H2O+64SO2+28N2+32O2)/八V

H2O=T2OX100%LVO2=黃LX100%(22.4*100)(kg/Nm3)或寸驀丫L繹匕。(kg/Nm)L(二)氣體燃料理論空氣量1 1 n 3V(二)氣體燃料理論空氣量1 1 n 3V0=[-CO+-H+2CH+(m+-)CH+3HS-O:Xo2 2 22 4、 4mn22 2Va0=vox100實(shí)際空氣需要量：Va=aXVa。理論煙氣生成量：Vl°=VCo2+VH2o+VN2+VSO2中吐3)實(shí)際煙氣生成量及煙氣組成計(jì)算：當(dāng)a>1時(shí)，VL=VLo+(a-1)Va。1、2、3、4、(Nm3/Nm3)當(dāng)a<1時(shí)，VL=aVLo+(1-a) (Nm3/Nm3)5、煙氣的密度：p+1.293aV0P=—V a (kg/Nm3)L燃燒的近似計(jì)算法：在缺乏元素分析數(shù)據(jù)時(shí)，可由燃料的工業(yè)分析數(shù)據(jù)計(jì)算其發(fā)熱量，由發(fā)熱量計(jì)量理論空氣量及理論煙氣量，再由空氣系數(shù)進(jìn)一步計(jì)算出。1、 固體燃料：Va0=0.241Qnetar/1000+0.5 (Nm3/kg-r)Va=aXVa。VL0=0.213Qnetar/1000+1.65 (Nm3/kg-r)VL=VL0+(a-1)XVa。2、 重油:Va0=0.203Qnetar/1000+2.0 (Nm3/kg-r)VL0=0.265Qnet'ar/1000 (Nm3/kg-r)3、 發(fā)生爐煤氣：""" 0V=aV。3/Nm3)當(dāng)Q<12560kJ/Nm3時(shí)：V0V=aV。3/Nm3)3/Nm33/Nm3)V二°.173%+1+(a-1)V01000當(dāng)Q >12560kJ/Nm3時(shí)：V0='^6^—0.25net，ar a1000Nm3/Nm3^Nm3/Nm3^Nm3/Nm3/Nm3^Nm3/Nm3^Nm3/Nm310004、天然氣： V0= g心+0.02a1000V= °，et+1.02+(a—1)V01000四、根據(jù)煙氣成分計(jì)算過?？諝庀禂?shù)1、固體或液體燃料：其燃料中含氮很少，煙氣中氮可以為全部從空氣引入。根據(jù)煙氣中氮與氧的含量，可以計(jì)算空氣過剩系數(shù)。Va 實(shí)際空氣用量中引入的》a= = 2V0理論空氣用量中引入的》2量煙氣中的^量= -2 煙氣中的N2量-過?？諝庵械腲2量N— □ 729N2"21°2當(dāng)燃料不完全燃燒，產(chǎn)生有CO時(shí)，Na= 7921N2-21（02-2CO）2、 氣體燃燒中含氮量較多時(shí)，燃料中的N量不能忽略，而十煙氣中又含CO、H2、CmHm及02時(shí)a= 吁燃料中的吐 而（N2-燃料中的N2）-{02-[2C0+2H2+（m+：）CmHn]}x—3、 漏入空氣量的計(jì)算：1）Q漏=Ca2-a1）XVaoXB （Nm3/h）B=燃料用量（Nm3/h）2)Vx=O21-O2/21-O21*100(Nm3/100Nm3)五、燃燒溫度及其計(jì)算：（一）燃燒過程的物料平衡與熱平衡物料平衡：根據(jù)物質(zhì)不滅定律，進(jìn)入窯爐物料之和必等于排除物料質(zhì)量之和，即燃料加空氣等于煙氣加灰分。熱平衡：根據(jù)能量不變定律，進(jìn)入窯爐熱量必等于支出熱量。Qnet,"Qf+Qa=QL+Qc+Qm+Qs（二）燃燒溫度的概念：燃燒溫度是指氣態(tài)燃燒產(chǎn)物所能遲到的溫度。又分理論燃燒溫度與實(shí)際燃燒溫度。1、理論燃燒溫度：假定Qc=0,Qm=0,Qs=0即Qnet,ar+Qf+Qa=QL或q +Ct+2V0*Ct=V*C*tonet,arffaaaLLLQ+ct+aV0ct所以t0=—nei^a^ ^-/ a_^-^ \°C/L煙氣的比熱可由各組分氣體的比熱，按加和法算出。

2、實(shí)際燃燒溫度：t=嘰+。疽。廣婦4+2）（°C）l VcL由于影響實(shí)際燃燒溫度很多，很難用上式計(jì)算。一般可從窯爐的實(shí)際操作中，總結(jié)出實(shí)際燃燒溫度與理論燃燒溫度t：的比值，稱為高溫系數(shù)n。實(shí)際燃燒溫度t 比，?"=理主燃燒溫W。 故'l『tL0L（三）燃燒溫度的計(jì)算方法：步驟：1步驟：1）2）3）先估計(jì)一個(gè)C「值，計(jì)算出對應(yīng)的t「值。再假設(shè)tL1、tT2，要求t—且tT1tT2=100ocL1L2 L1LL2 L1I_<2代入上式得Q=t*C*VQ=t*C*VL1L2L2L2L2L4） 如果Q2>Q>Q1說明真正燃燒溫度必定在tL2與tL1之間。即tL1>tL>t21 L2L1 L1L25） 采用內(nèi)插法即可求得真正tL。Ll^=tL2-tL1 Q2-Q1故t=t+版M）（lLl1）L L1 Q2-Q1（四）影響實(shí)際燃燒溫度的因素1、 燃料的發(fā)熱量Q,:其為主要因素，發(fā)熱量越高，燃燒溫度越高。但發(fā)熱量越net,ar大，煙氣體積也大，所以對燃燒溫度影響要看Qnet,ad/（vL*cL）的比值而定。此比值又稱燃料的產(chǎn)熱度。產(chǎn)熱度愈大，燃燒溫度愈高。2、 煙氣的體積VL：從上述產(chǎn)熱度可見，煙氣體積愈大，燃燒溫度愈低，使用正?？諝鈩荼貛胂喈?dāng)多的氮?dú)?，而使用富氧空氣或純氧助燃可大大提高燃燒溫度?、 燃料和空氣溫度：如果將燃料和空氣加以預(yù)