《燃氣的燃燒計算》課件

燃氣的燃燒計算燃氣簡介燃氣是一種可燃性氣體，主要由天然氣、液化石油氣、人工煤氣等組成。燃氣具有熱值高、燃燒效率高、污染物排放少等優(yōu)點，是重要的清潔能源。燃氣成分分析甲烷(CH4)主要成分，占燃氣總量的80%以上。乙烷(C2H6)第二主要成分，燃燒效率較高。丙烷(C3H8)占燃氣總量的5%左右。丁烷(C4H10)占燃氣總量的1%左右。燃氣的理論燃燒過程1混合階段燃料氣體與空氣充分混合，形成可燃混合氣。2著火階段可燃混合氣達到著火溫度，發(fā)生化學反應。3燃燒階段燃燒反應持續(xù)進行，釋放熱量，產(chǎn)生高溫煙氣。燃氣的實際燃燒過程1燃燒速度實際燃燒速度受到多種因素的影響2火焰形狀實際火焰形狀受燃燒器設計和燃燒條件影響3熱量傳遞實際燃燒過程中熱量傳遞復雜燃燒效率的影響因素燃料因素燃料的成分、熱值和燃燒特性都會影響燃燒效率?？諝庖蛩乜諝饬?、空氣溫度和空氣分布都會影響燃燒效率。爐膛因素爐膛的形狀、尺寸和材料都會影響燃燒效率。燃氣的基本物性參數(shù)1.00密度1.00熱值1.00粘度1.00燃燒速度燃氣的摩爾體積和密度摩爾體積(L/mol)密度(kg/m3)燃氣的低位發(fā)熱量和高位發(fā)熱量低位發(fā)熱量是指燃料在燃燒過程中，其生成的水蒸氣不凝結時所釋放的熱量。高位發(fā)熱量是指燃料在燃燒過程中，其生成的水蒸氣完全凝結時所釋放的熱量。燃氣的空氣需量和煙氣量1空氣需量指完全燃燒1立方米燃氣所需的理論空氣量。2煙氣量指完全燃燒1立方米燃氣產(chǎn)生的理論煙氣量?？諝膺^量系數(shù)的定義和意義1定義空氣過量系數(shù)是指實際燃燒所需的空氣量與理論燃燒所需的空氣量之比。2意義它反映了燃燒過程中實際空氣供應量與理論空氣量之間的差距，直接影響著燃燒效率和排放。燃燒反應的化學方程式完全燃燒燃料與空氣中的氧氣充分反應，生成二氧化碳、水和少量氮氣等產(chǎn)物。不完全燃燒燃料與空氣中的氧氣反應不充分，生成一氧化碳、碳黑等產(chǎn)物。燃燒反應的熱量計算燃燒熱單位質量或單位體積的燃料完全燃燒時所放出的熱量高位發(fā)熱量燃料完全燃燒時所放出的熱量，包括燃燒產(chǎn)物中的水蒸氣冷凝成液態(tài)水所釋放的潛熱低位發(fā)熱量燃料完全燃燒時所放出的熱量，不包括燃燒產(chǎn)物中的水蒸氣冷凝成液態(tài)水所釋放的潛熱燃料組成對燃燒熱的影響甲烷甲烷的燃燒熱最高，約為890千焦/克。乙烷乙烷的燃燒熱稍低，約為519千焦/克。丙烷丙烷的燃燒熱更低，約為503千焦/克。燃氣燃燒熱計算實例天然氣假設天然氣的低位發(fā)熱量為8400千卡/立方米，燃燒10立方米天然氣釋放的熱量為84000千卡。液化石油氣假設液化石油氣的低位發(fā)熱量為11000千卡/公斤，燃燒5公斤液化石油氣釋放的熱量為55000千卡。煤氣假設煤氣的低位發(fā)熱量為4000千卡/立方米，燃燒20立方米煤氣釋放的熱量為80000千卡。燃氣燃燒熱測定方法1量熱計法直接測量燃氣燃燒釋放的熱量。2熱量平衡法通過測量燃燒前后熱量變化來計算燃燒熱。3間接計算法根據(jù)燃氣成分和燃燒產(chǎn)物計算燃燒熱。爐膛內的燃燒過程1混合燃料和空氣混合2點火達到燃點3燃燒化學反應釋放熱量4排煙燃燒后的廢氣排出爐膛內的溫度分布爐膛內的溫度分布取決于燃燒過程和熱量傳遞方式，從爐膛入口到出口，溫度呈現(xiàn)梯度變化?；鹧鏈囟群蜖t膛溫度關系火焰溫度指燃燒區(qū)域內的最高溫度，通常比爐膛溫度高。爐膛溫度指爐膛內整體的平均溫度，通常比火焰溫度低。關系火焰溫度受燃料性質、空氣量、燃燒方式等影響，爐膛溫度則受火焰溫度、熱量傳遞、熱損失等影響。爐膛熱量平衡分析100%總熱量燃料完全燃燒所釋放的熱量80%有效利用用于加熱工件、蒸汽或其他用途20%熱損失通過煙氣、爐壁等途徑散失爐膛熱損失計算熱損失類型計算公式煙氣帶走的熱量Q煙=m煙*Cp煙*(T煙-T0)輻射熱損失Q輻=A*ε*σ*(T爐^4-T0^4)傳導熱損失Q傳=λ*A*(T爐-T0)/d其他熱損失Q其=...爐膛效率的概念和計算定義爐膛效率是指爐膛內燃料燃燒所產(chǎn)生的熱量與燃料本身所含的熱量之比。計算公式爐膛效率=(燃料燃燒釋放熱量)/(燃料本身熱量)燃燒調節(jié)對效率的影響燃氣流量調節(jié)通過調節(jié)燃氣流量，可以控制燃燒強度，從而影響燃燒效率。過量的燃氣會造成浪費，而不足的燃氣則可能導致火焰不穩(wěn)定，影響燃燒效果?？諝饬髁空{節(jié)空氣流量調節(jié)可以控制燃燒過程中的氧氣供應，影響燃燒效率。過量的空氣會降低燃燒溫度，而不足的空氣則可能導致不完全燃燒，產(chǎn)生煙塵和有害氣體。點火和初火的相關知識1點火點火是燃氣燃燒的初始步驟，需要提供足夠的熱量來引發(fā)燃燒反應。2初火初火是指點火后產(chǎn)生的第一個火焰，其穩(wěn)定性和強度對燃燒過程至關重要。3點火裝置點火裝置包括點火器和點火電極，用于產(chǎn)生穩(wěn)定的火焰并將其傳遞到燃燒區(qū)域。點火方式和點火時間的影響點火方式點火方式影響著火焰的穩(wěn)定性和燃燒效率。點火時間適當?shù)狞c火時間可以確?；鹧娣€(wěn)定燃燒，減少熱損失。燃燒空氣的預熱對效率的影響提高燃燒效率預熱空氣可以提高燃料的燃燒效率。因為預熱的空氣溫度更高，可以更快地將燃料加熱到燃燒溫度，從而提高燃燒效率。減少排放預熱空氣可以減少燃料的排放。因為燃料的燃燒效率更高，可以減少二氧化碳和其他有害氣體的排放。煙氣成分對燃燒效率的影響二氧化碳過高的二氧化碳濃度意味著燃料燃燒不充分，導致熱量損失。一氧化碳一氧化碳的存在表明燃料燃燒不完全，浪費燃料并產(chǎn)生有害氣體。氮氧化物氮氧化物排放會導致酸雨和霧霾，對環(huán)境造成負面影響。燃氣燃燒的環(huán)保問題1氮氧化物排放燃氣燃燒過程中會產(chǎn)生氮氧化物，對環(huán)境造成污染，需要采取低氮燃燒技術進行控制。2二氧化碳排放燃氣燃燒會釋放二氧化碳，加劇全球變暖，需要開發(fā)低碳燃燒技術。3煙塵排放燃燒過程產(chǎn)生的煙塵會對大氣環(huán)境造成污染，需要安裝除塵設備進行處理。4硫氧化物排放燃氣燃燒過程中產(chǎn)生的硫氧化物會形成酸雨，需要對燃氣進行脫硫處理。燃氣燃